装配式建筑推广应用中存在的几个问题探讨

黎引 章一萍 唐丽娜

装配式建筑是解决我国传统建筑业高污染、高耗能、低效率、劳动力需求大等问题的重要手段，是推进建筑业转型升级、高质量发展的重要举措。因此，在国家“大力发展装配式建筑、推进建筑工业化、住宅产业化”的产业政策导向下，装配式建筑从2014年以来，在全国各地逐步大规模推广应用。文章基于工程应用实践，从结构体系、墙板体系、楼板体系三个方面出发，分析总结了目前装配式建筑应用存在的难点和痛点，探讨了下一步研究与改进思路。

装配式建筑; 装配式结构; 隔墙板; 外墙板; 叠合楼板

TU741   A

[定稿日期]2021-10-08

[作者简介]黎引（1987～），男，本科，工程师，从事建筑工程设计与项目管理工作。

装配式建筑是解决我国传统建筑业高污染、高耗能、低效率、劳动力需求大等问题的重要手段，是推进建筑业转型升级、高质量发展的重要举措。因此，从2013年以来，国家将“大力发展装配式建筑、推进建筑工业化、住宅产业化”作为建筑产业重点任务，装配式建筑在全国各地逐步大规模推广应用。仅2020年，全国新开工装配式建筑共计6.3×108 m2，较2019年增长50 %，占新建建筑面积的比例约为20.5 %[1]。2019年以来，四川省相继发布《关于推动四川建筑业高质量发展的实施意见》（川办发〔2019〕54号）、《提升装配式建筑发展质量五年行动方案的通知》（川建建发〔2021〕110号），明确提出：加强科技创新，进一步提升装配式建筑发展水平和质量;到2025年，全省新开工装配式建筑占新建建筑40 %，装配式建筑单体建筑装配率不低于50 %。

随着国家和地方不断地加大装配式建筑的发展力度、提高装配式建筑的装配率，要保证“十四五”期间装配式建筑的高质量发展，目前急需结合工程实践，梳理总结目前装配式建筑推广应用存在难点与痛点，深度剖析其存在的原因，为下一步研究与突破提供依据和指明方向。

因此，本文基于工程应用实践，拟从装配式建筑结构体系、墙板体系、楼板体系三个方面出发，分析总结了目前装配式建筑推广应用存在的难点与痛点，拟为下一步研究与改进提供思路。

1 装配式结构存在的问题

目前，我国常用的装配式结构体系，包括装配式混凝土结构体系、装配式钢结构体系两大类。其中，装配式混凝土结构主要包括装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架-剪力墙结构;而在高层建筑中多采用装配式剪力墙结构体系为主，包括实心剪力墙结构体系和叠合剪力墙结构体系。装配式钢结构主要包括装配式普通钢结构和装配式薄壁轻钢结构体系。

1.1 装配式混凝土结构

对于装配混凝土结构而言，由于采用钢筋和混凝土的两种材料构成，其势必会存在预制构件自重大、钢筋连接数量多，生产施工效率低，生产施工难度大、生产施工质量难以保证等系列问题。如图1所示，在装配式混凝土框架结构的梁柱节点连接处，由于梁柱节点区纵横交错钢筋、上下连接钢筋及核心区箍筋等众多，势必导致构件安装困难，后浇混凝土质量难以保证。

又如图2所示，传统实心预制剪力墙自重大且三面需要预留胡子筋与相邻构件装配连接，而目前均实行的“先整体设计、后拆分、再生产”的定制工作化，产品标准化、系列化程度低，即使相同墙板尺寸，不同配筋，因此生产模具需根据钢筋布置开洞，模具重复使用率低，生产效率低;同时，实心剪力墙采用套筒灌浆连接，连接的钢筋众多、连接精确度要求极高，实际工程中多出现上、下钢筋定位不准确、定位难的情况，施工质量难以保证。

针对传统实心预制剪力墙自重大、三面预留胡子筋采用套筒灌浆连接的难点与痛点，以美好建筑装配科技有限公司和三一筑工科技有限公司为代表企业，近年来也开始推广应用叠合剪力墙结构体系[2]，如图3所示，其在剪力墙中部现浇叠合层采用插筋连接，但是当剪力墙厚度不大于200 mm，由于中间现浇叠合层厚度不超过100 mm，而叠合剪力墙在上下、左右钢筋连接的锚固公共区域最高可能存在六层钢筋排布，其也存在施工安装困难，施工质量难以保障的问题;此外还存在现浇混凝土过程中，叠合剪力墙预制面板爆裂等问题。

1.2 装配式钢结构

装配式鋼结由于其由单一材料构成，较装配式混凝土结构，其存在自重轻、连接构造简单的优势。但是，按照国家现行标准规定，装配式钢结构的防腐蚀设计年限最多为15 a[3]，在建筑设计使用寿命为50 a甚至为100 a的情况下，如何做好后期的防腐维护保养工作这是一大难题，特别是在居住建筑中，后期使用者二次装修对装配式钢结构防腐体系的破坏，使用过程中，再次对装修系统内部装配式钢结构的防腐性能检查与维护都是问题。

此外，对于装配式薄壁轻钢结构体系，其为采用间距为300～600 mm的之间的薄壁轻钢构件或桁架排布组成的墙体板式承重体系[4]，如图4所示。其仅适用于多层和低层房屋，且其存在结构构件和连接数量众多，结构传力路径不明确，建筑门窗洞口设置位置和尺寸大小受限，且连接构造复杂等系列问题。

2 装配式墙板存在的问题

2.1 隔墙板

目前，国内市场上的轻质隔墙条板包括：蒸压加气混凝土板、灰渣混凝土空心条板、聚苯颗粒水泥夹芯复合条板、植物纤维空心复合条板、石膏空心条板等十余种，产品性能各异。大量工程应用表明，由于现有的轻质隔墙条板产品储存干燥的时间不足，安装就位后干燥收缩效明显，加之连接构造的不合理、以及施工方法与施工工序的不恰当，导致目前装配式建筑隔墙普遍存在开裂问题;甚至部分条板表面强度低、材料耐候性差、稳定性差，墙板生产安装过程易缺零掉角，使用过程中出现墙体粉化等安全问题;除此之外，在实际工程中常存在设备管线集中布置且密集处，存在墙板整体被横向切断现象，严重影响墙板的安全性，如图5所示。

此外，目前还存在轻质隔墙条板相关的国家现行产品标准、技术标准以及图集等落后、匹配度差、冲突等情况，亟待结合相关标准进行修订[5-6]。以蒸压加气混凝土板为例，现行GB 15762-2020《蒸压加气混凝土板》[7]和T/CECS 553-2018《蒸压加气混凝土墙板应用技术规程》[8]对仅针对蒸压加气混凝土材料的强度做了相关规定，并未与JGT 169-2016《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》[9]一致，将墙板作为一个整体，规定墙板的抗压强度、抗弯破坏荷载、抗冲击强度、隔声量、耐火极限等物理性能参数指标，导致设计、选材依据不充分;并且GB 15762-2020《蒸压加气混凝土板》和T/CECS 553-2018《蒸压加气混凝土墙板应用技术规程》中规定蒸压加气混凝土不低于A2.5级，其A2.5、A3.5级的抗压强度小于JGT 169-2016《建筑隔墙用轻质条板通用技术要求》要求的4 MPa，这势必导致蒸压加气混凝土板强度不够，在实际生产、运输、安装过程中，在较小的外力作用下，就会出现板面破坏、缺棱掉角的情况。

2.2 外墙板

装配式外墙板主要包括装配式条板构成的外墙和大开间整体装配式外墙板。对于条板构成的外墙板，由于拼缝较多，拼缝处的防水、防裂构造措施处理困难。对于大开间的整体装配式外墙板多为保温结构一体化墙板，主要包括组合墙板、部分组合墙板和非组合墙板三类，虽然国家现行标准JGJ/T 458-2018《预制混凝土外挂墙板应用技术标准》[10]对三种墙板的预制面板厚度等构造作了详细规定，但是缺乏针对组合墙板、部分组合墙板的具体极限承载力设计方法与设计公式，也缺乏正常使用极限状态的位移变形等计算方法与计算公式，造成设计无据可依。

此外，外墙板之间存在大量的拼缝，具有防水的先天性弱点，一旦拼缝处理不当，极易成为水流渗透通道;加之装配式建筑一般采用柔性抗震设计，外墙板常被设计成可在一定范围为内活动，这种设计更是增加了装配式墙体拼缝的防水难度，故目前，装配式建筑墙体在使用过程面临渗水难题。目前，工程中多采用密封胶作为外墙板缝防水的第一道防线，但市场上存在的建筑用密封胶包含硅酮密封胶、聚氨酯密封胶、聚硫密封胶、改性硅烷等不同种类，每种密封胶的性能不同，适用范围也不尽相同，设计施工方法也不同;而不同使用环境、不同建筑功能需求的又要求密封胶满足不同的粘结性、相容性、抗位移能力、耐候性、可涂装性、耐污染性等多种不同性能指标;这势必导致装配式建筑设计建造过程中面临建筑密封胶材料选择困难、选择不当、设计施工不当，进而导致目前外墙板拼缝处密封胶脱落、密封胶老化失效、拼缝处表面开裂、拼缝处渗水等诸多普遍问题，如图6所示。

3 叠合楼板存在的问题

目前，工程中广泛推广应用的是预制钢筋桁架叠合楼板（简称：叠合板），如图7所示。理论上，由于叠合板底板在预制厂批量生产，不但生产效率高、产品质量好，而且现场施工时可以节省脚手架和模板，能够减少楼盖施工的人工和作业用具，降低了劳动强度，具有施工速度快、工程造价低的优势。然而，工程实际考察调研发现，叠合板的优势在工程应用不仅没有良好发挥，甚至相对于传统现浇楼板还存在施工难度大、施工周期长、造价成本高等系列难题。如图7所示，实际工程中，叠合板设计多为四面出筋的双向叠合板，现场安装时，预制底板的胡子筋与梁、柱、墙的钢筋需要避让，增加施工难度，降低施工效率;为了规避胡子筋在施工安装过程中与梁、柱、墙的钢筋碰撞，工程中楼板吊装之前，往往工人先把胡子筋进行逐根弯折，安装就位之后，工人再把弯折的胡子筋逐根弯折复位，从而导致用工量增加、钢筋力学性能受损、楼板混凝土局部破坏等问题。

4 下一步研究与改进方向

针对以上存在问题，为了推动我国的装配式建筑高质量发展，应该以解决工程应用实际痛点，提升行业的整体服务水平为出发点，加强科技创新，解决关键技术难题，突破技术瓶颈;加强修订和完善相关成套产品标准、工程应用技术标准，为设计、生产、施工提供充足依据;加大全产业链的产业工人的培训，提升行业整体的设计、生产、施工服务能力。其中，科技创新和标准制定的具体措施如下：

（1）针对结构体系存在的问题：可致力于新型建筑结构材料的研发，开发具有绿色环保、轻质高强、防腐性好、连接构造简单等优异特性的新型单一结构复合材料代替传统钢筋混凝土材料、钢材，保证建筑结构性能的同时，也简化设计、生产、施工工序和难度，带动整个建筑产业突破性发展;同时，可致力于开发新型结构体系，解决目前装配式混凝土结构存在的连接构造复杂的难题。

（2）针对隔墙板存在的问题：可致力于现有隔墙板产品及其连接构造的改性研究，提高其安全性和防裂性能;同时考虑隔墙板的抗震防裂性能需求，修订相关产品标准、工程应用技术标准，解决目前各标准不统一、产品力学性能指标不满足抗震性能需求和建筑使用功能需求等问题。

（3）针对外墙板存在的问题：研究、修订完善国家现行技术标准，明确规定组合墙板、部分组合墙板设计方法和设计公式，为工程设计提供依据。同时，制定装配式建筑密封胶选用指南，解决装配式建筑设计建造过程中面临建筑密封胶材料选择困难、选择不当、设计施工不当。

（4）针对叠合楼板存在的问题：一是改进设计理念，将叠合板多设计为大面积单向板，充分发挥叠合板的优势，减少叠合板的胡子筋连接构造;二是研究开发新型叠合楼板新型连接构造方式，规避胡子筋连接带来的弊端;或者开发新型性能优异，连接构造简单的预制楼板。

参考文献

[1] 《住房和城乡建设部标准定额司关于2020年度全国装配式建筑发展情况的通报》，建司局函标〔2021〕33号.

[2] GB/T51231-2016 装配式混凝土建筑技术标准[S].

[3] JGJ/T251-2011 建筑钢结构防腐蚀技术规程[S].

[4] JGJ 383-2016 轻钢轻混凝土结构技术规程[S].

[5] 肖永华，周练，唐丽娜， 等.建筑轻质条板隔墙推广应用中存在的几个问题探讨[J].四川建筑，2019，39（4）：47-54.

[6] 周練，章一萍，唐丽娜.建筑隔墙用轻质条板及其连接件的抗震设计探讨[J].四川建筑科学研究，2020，46（3）：23-28.

[7] GB15762-2020 蒸压加气混凝土板[S].

[8] T/CECS553-2018 蒸压加气混凝土墙板应用技术规程[S].

[9] G/T169-2016 建筑隔墙用轻质条板通用技术要求[S].

[10] JGJ/T458-2018 预制混凝土外挂墙板应用技术标准[S].

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