对装配式混凝土结构建筑发展的思考

谢庆仕

（广西东融产业园管理委员会，广西 贺州542813）

1 引言

近年来，特别是2016年9月《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》（国办发〔2016〕71号）发布以来，国家对装配式建筑加大推广力度，各地出台了一些配套措施，取得了一定成效，装配式建筑进入快速发展期。但我们也要看到，还有一部分建筑从业者对装配式混凝土结构建筑发展的认识不足，以现阶段装配式混凝土结构建筑存在造价较高、部分技术不成熟等瓶颈问题而产生抵触情绪，这不利于建筑业的持续健康发展。对推广装配式混凝土结构建筑的意义、优点、步骤、保障措施、施工控制要点等进行探究，有利于更好地了解装配式混凝土结构建筑的发展趋势，不断促进建筑工业化发展。

2 推广装配式建筑的意义

20世纪末，随着房地产市场的兴起，大量农民工进入城市从事建筑施工，催生了一批职业建筑工人，带动了现浇结构建筑的快速发展。如今，这批建筑工人普遍步入中老年，而青年一代的务工人员普遍不愿从事繁重的建筑现场施工工作，技术娴熟的建筑工人呈不断下降趋势，建筑人工成本不断上升。随着社会化大生产的发展，越来越多的工作从繁重的体力劳动转变为机械化、自动化、批量化的大生产。装配式建筑是先由工厂生产，再用预制部品部件在工地装配而成的建筑，是用科技密集型的规模化工业生产取代劳动密集型的粗放手工生产，是结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑[1]。装配式建筑的发展既是应对建筑工人不断减少，又是适应社会化大生产趋势的必然选择，是解放生产力、发展生产力的过程，推广装配式建筑，可以减少建筑垃圾、污水、噪声和扬尘污染，节约资源，提高工程质量，缩短施工工期。我们要解放思想，主动适应时代发展潮流，明确推广装配式建筑的出发点为促进建筑业的持续健康发展，分步骤多举措扎实推进，为建筑业的转型发展做出积极贡献。按建筑结构体系和构件材料分类，装配式建筑主要包括装配式混凝土结构、装配式钢结构、木结构、铝结构、组合结构等，下面主要对装配式混凝土结构建筑进行阐述。

3 装配式混凝土结构建筑的优点

装配式混凝土结构建筑是指建筑中各系统主要部品部件是预制混凝土材料构件集成的，装配式混凝土结构建筑体现了社会化大生产的理念，具有系统性和集成性，可促进建筑业整体技术进步。相对于传统现浇混凝土结构建筑，装配式混凝土结构建筑具有很多优点，下面列举一些主要优点进行阐述。

3.1 劳动强度低

装配式混凝土结构建筑利用工业化的生产方式，将现场的作业施工向工厂机械化制造转化，充分利用先进的生产工艺，较高的信息化管理水平，大大减少现场的湿法作业和露天施工，减少噪声和施工粉尘污染。很多施工程序都被简化甚至直接省略，如砌筑、抹灰、保温流程等都无须在施工现场中进行，施工人员只需对提前预配好的构件进行组合和拼接，便可完成装配式建筑的施工[2]。装配式混凝土结构建筑既加快了工程整体进度，减少露天施工存在的安全隐患，又降低了现场施工的劳动强度。

3.2 施工效率高

根据现场实际，事先确定施工现场平面布置，制定施工方案，确定吊装顺序，进而明确预制构件的生产顺序、运输顺序、构件堆放场地等，实现施工全过程的高效管理。装配式混凝土结构建筑的工厂预制构件运到施工现场后，利用构件的连接技术，按预定的施工顺序完成一层结构的安装后，在不停止后续楼层吊装施工的同时，可以进行下层的水电安装、装修施工等，各工序交叉作业，逐层整体施工，加快了项目总体施工进度。

3.3 质量易于控制

装配式混凝土结构建筑采用标准化设计，按少规格、多组合的原则，既满足个性化需求，又使构件具有互换性和通用性，参照机械设计理念，可以自主选择和更换一些建筑非承重构件。工厂的大批量生产具有较高的机械化、自动化和信息化水平，有利于对产品生产过程进行恒温恒湿等环境控制，有利于对整体质量进行检测监督和追溯，减少人为主观操作影响，形成完整的质量管理体系，实现施工过程的可视化模拟和可视化管理，大大降低产品质量的不确定性。利用先进的机械化设备和一体化施工的理念，在工厂进行预制构件生产时，可以准确设置预留孔洞和预埋件，便于在施工和装修阶段构件间的完好连接，避免打凿穿孔而影响结构质量。

3.4 一体化装修

利用标准化和一体化协同设计理念，在建设初期和设计阶段进行各专业统筹安排，实现建筑结构、管线和内装既相互分离又形成统一整体。通过采用技术集成化的墙面、地面、吊顶等部品体系，预留电路、给排水、供气、采暖等设备管线部品通道，在装修面层预埋固定部件，实现装修干式工法施工（锚栓、支托、胶粘等）、管线与结构相分离（设备管线填充在结构与装修面层之间的空腔内），避免装修施工或后期翻新改造中对主体结构碰撞、打凿和穿孔等，避免湿法作业可能造成的开裂、脱落、漏水等质量通病。以工厂集成化、模数化、标准化生产摆脱装修传统手艺人水平参差不齐的窘境，减少现场二次加工。通过优先采用物理连接的方式，在方便安装的同时，可实现逆向拆除，有利于翻新维护，降低翻新成本，缩短装修工期，同时减少装修现场施工噪声、粉尘、垃圾等环境污染。

3.5 智能化应用

现代建筑已开始向智能化、集成化发展，可以根据用户的个性化需求，通过物联网技术进行具体智能化设计，将各种智能化设备设施在装配式构件中加以集成，实现通信、办公、设备设施自动化，形成高效舒适的生活环境。

3.6 与绿色建筑协调发展

绿色建筑提倡“节能、节地、节水、节材和保护环境”，为人们提供“健康、适用、高效”的使用空间。装配式混凝土建筑的工厂化生产，采用轻质高强材料和一体化装修，减少现场加工造成的材料浪费，减少施工垃圾、噪声和粉尘污染，有利于节材和保护环境，主要体现在节水、减少抹灰砂浆用量、节约模板、降低施工能耗等；同时，装配式混凝土建筑的工厂预制，有利于主体构件和功能构件形成整体，有利于外墙、屋面、门窗等保温功能的实现，有利于节约能源。装配式混凝土建筑的这些特征与绿色建筑的一些特征吻合，在推广装配式混凝土建筑的同时，也有利于绿色建筑的发展。

4 推广步骤

装配式混凝土结构建筑的推广应分地区、分步骤平稳推进，根据地区的经济社会发展状况和产业技术条件，因地制宜、循序渐进，推进科研、标准、设计、生产、施工、维护等各环节有机结合，以建造方式的变革促进建筑业全过程提质增效。

4.1 从试点地区向全国范围推广

一个新生的事物，要有一个从试点到总结经验再到推广的过程。按照“坚持分区推进、逐步推广”原则，国家已在全国多地开展装配式建筑的试点工作，划分重点推进地区、积极推进地区、鼓励推进地区，因地制宜发展装配式建筑。要坚持市场主导、政府推动的原则，促进市场主体积极参与、协同配合，以点带面，及时总结经验和问题，出台更多激励政策，如贷款利率优惠、返还税费、奖励资金、相关规划指标倾斜等，形成可借鉴的经验做法，逐步向全国范围推广。

4.2 从低层建筑向中高层建筑推广

在装配式建筑的起步阶段，各项工艺都有待实际实施论证，低层建筑抗震设防较低，吊装施工容易，维护简便，我们可以从低层建筑入手，验证并不断改进施工工艺，系统解决吊装、拼接、防水、保温、隔声、防震、维护保养等问题，形成一套成熟、操作性强的施工工艺，逐步向中高层建筑推广。装配式混凝土结构从结构形式上可分为框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等，可以因地制宜，灵活选择装配式建筑结构形式。在低层和多层建筑中，可采用装配整体式框架结构，楼板、屋面、梁可采用叠合梁板，框架柱视情况可以预制或现浇，节点采用现浇，具有施工方便、节点连接简单、可靠等优点，预制率可以达到较高水平，在装配式混凝土建筑前期发展阶段容易得到推广。在中高层建筑中，可采用装配整体式框架-现浇剪力墙结构，楼板、屋面、梁可采用叠合梁板，框架柱视情况可以预制或现浇，剪力墙和节点采用现浇，空间布置较为灵活，且抗侧刚度较大，抗震性能较好。中高层建筑中，还可采用装配整体式剪力墙结构，楼板、屋面、梁可采用叠合梁板，墙为预制剪力墙，暗柱和节点采用现浇，抗震性能较好，装修后室内较少出现墙柱梁棱角，整体较为美观。

4.3 从低装配率向高装配率推广

装配式建筑是由楼盖、屋盖体系和墙、柱体系组成的，装配式混凝土结构建筑可分为装配整体式混凝土结构和全装配混凝土结构，可以从推广装配整体式混凝土结构开始，根据具体建筑形式不断提高装配率。按照预制混凝土构件应用部位的不同，可从非竖向承重结构预制到全部竖向承重结构、水平构件和非结构构件均采用预制构件推广。第一，楼板（除卫生间、厨房等需要防水处理的部位外）采用叠合楼板，其他采用现浇形式，解决吊装、拼接、隔声、防震问题，促使预制构件加工企业规范化、标准化生产。第二，楼板、内隔墙采用预制构件或叠合板，其他采用现浇方式，解决平面与竖向构件连接和楼面防水问题。第三，楼板、墙体、屋面采用预制构件或叠合板，其他采用现浇方式，解决外墙面防水和屋面防水问题。第四，地面以上结构和非结构构件均采用预制构件或叠合板，探索预制叠合式楼、墙板向地下结构推广，系统解决装配式混凝土结构建筑常见问题。然而，采用多高的预制率与装配率应充分考虑该建筑的特性，发展装配式建筑可以采用装配与现浇相结合的模式，而不是为了简单满足预制率而预制，过高的预制率还会造成成本与费用的增高[3]。通过综合考量，合理确定建筑装配率，使装配式混凝土结构建筑在质量、安全、舒适性、经济性等方面满足用户需求，促进装配式混凝土结构建筑产业化发展。

4.4 从专业分包模式向工程总承包模式推广

目前，大多数建筑工程采用专业分包模式，即设计、施工、采购分别分包给有相应资质的企业，组织协调工作量较大，易造成工程变更签证、返工、扯皮等，不利于工程整体推进。装配式建筑需要科研、设计、开发、生产、施工等各方面的人力和物力协同配合，统一推进，具体的协调工作量更大，应鼓励采用工程总承包模式，承包单位对工程造价、质量、安全、进度负总责，促进有条件的企业整合资源，向具有设计、生产、施工、采购能力的工程总承包企业转型，实现工程全过程的深度融合和统一管理，优化项目管理方式，不断从体制机制上降低建设成本。

5 保障措施

目前，制约装配式混凝土结构建筑发展的主要因素为：总体造价较高、部分技术不成熟、技术人才匮乏等。为此，应制定专门的政策支持措施，打造示范引领工程，为装配式混凝土结构建筑的发展提供强大的政策保障。

5.1 在工程造价方面

据有关统计，全国范围内采用装配式混凝土建造方式比传统混凝土建造方式的成本增量在150~600元/m2，而且预制率越高，成本增量反而越高[4]。对于现阶段装配式混凝土结构建筑普遍比现浇混凝土结构建造成本高的问题（使用成本、维护成本、残值等与现浇混凝土结构相比具有一定优势），各地政府可出台贷款利率优惠、税收优惠或财政补贴政策等，重点对预制设备采购、交通物流和吊装成本给予适当补贴，可按照预制设备规模、项目的预制率、建筑面积和构件运输路程等给予奖励，同时在项目的评先争优方面适当给予倾斜。在不影响城镇开发的基础上，鼓励企业在城镇郊区建设预制构件厂，缩短构件运输里程，多举措增加预制构件需求量，使预制构件厂产能得到充分利用，实现大批量生产，从而降低企业的摊销固定成本。不断完善设计规范、标准图集和验收规范，完善设计验算方式，改进施工工艺，不断压缩成本增量，逐渐从政府主导向企业主动变革转变。

5.2 在技术水平方面

要推动预制工厂规模化、规范化、标准化、自动化发展，对于手续不全、小散乱的预制构件生产企业给予关停整顿，市场监管部门联合工程主管部门加强对产品的质量检查，确保预制产品合格。多举措推动企业整合资源，逐步向具有研发设计、构件生产、安装施工、采购能力的工程总承包企业转型，从规范标准、设计、预制、施工等环节不断探索改进，逐渐克服装配式混凝土结构在减震、隔振等方面的技术欠缺，提高装配式混凝土结构的抗震设防能力，提高构件间拼缝和节点防水能力，不断提高装配式混凝土结构的技术水平。

5.3 在组织保障方面

要加强院校对装配式建筑设计、施工、生产等技术人才的培养，及时充实装配式混凝土建筑人才队伍，举办各类技能培训，提高装配式混凝土建筑工人的专业技能水平，促进产学研一体发展。总承包单位的综合能力水平是保障工程顺利推进的重要前提条件，要综合考虑总承包单位的信誉、技术能力、财务能力、组织能力等，审慎选择工程总承包单位，为工程的顺利实施奠定坚实基础。要落实监理单位的监督指导职责，同时要求设计单位指派设计技术人员现场驻点，指导预制构件生产和现场安装施工，确保设计意图的实现。承包单位要提前提出预制构件需求，给预制工厂足够的加工生产时间，根据施工动态变化合理确定物料需求，确保现场组织有序，不至于在现场积压过多物料，避免过度增加储存、二次运输和损耗费用。预制厂可配套专门的工程运输车辆，送货上门，对于现场没有相关吊装能力的，给予工程吊装服务；对于现场管理人员和工人对装配式混凝土建筑工艺流程不熟悉的，除加强学习培训外，定期由预制厂家派出技术人员给予现场安装技术指导，最大限度减少人为操作造成的安装缺陷。

6 施工控制要点

装配式混凝土结构建筑除了要做好预制、运输等工序的质量控制和成品保护外，现场安装施工方面的质量控制也显得尤为重要，要通过全流程质量控制，避免出现构件尺寸偏差大、开裂断裂、连接强度低等质量问题，使装配式混凝土结构建筑总体质量满足国家规范要求，达到甚至超过现浇结构的整体质量，这样的装配式混凝土结构建筑才能被群众广泛认可，才能得到较快推广。按照“批量之前，样板先行”原则，对重要技术节点、关键工序和标准户型进行样板施工，做好预制件首件验收和施工段首段验收工作，进行数据采集和问题反馈，为批量施工提供精准数据和技术处理经验。

6.1 支撑体系

装配式混凝土结构建筑没有现浇工程的大范围模板工程和脚手架工程，但大部分预制件在拼接安装过程中，都需要支撑固定，如预制梁、板、墙柱安装。要重点加强对支撑体系的位置和标高控制，同时做好支撑体系的加固，保证其稳定性，确保拼接准确，不变形。

6.2 构件吊装

吊装是装配式混凝土结构建筑施工的重要环节，要合理进行现场总平面布置规划，合理选择塔吊或汽车吊位置、型号。对吊装构件的储存区、运输动线、预制吊装过程、构件拼接、构件空间位置等以同比例BIM软件进行模拟检核，消除实际吊装过程中可能出现的构件吊装顺序及位置冲突，确保实际施工能达到预期效果[5]。吊装顺序：柱墙等竖向预制构件—预制梁—预制板—预制悬挑板—预制楼梯。根据吊装构件种类及位置的不同，初始吊装时应进行试吊，验算吊机、吊绳的受力情况，保持吊绳与吊件夹角在合理区间（一般大于60°），确保具备足够的起吊能力。要制定吊装工作要点，逐一核验支撑架、拼接位线、吊装支承点、固定拼接件、连接钢筋、牵引绳等位置、方向、型号、数量是否满足要求，保持起吊设备操作人员和施工人员的信息沟通顺畅，确保构件支撑或拉结稳固后，方可松开吊装勾头。要及时对吊装构件进行拼接固定，以免因现场施工和人员走动造成构件位置偏差或失稳倾覆。

6.3 拼接处理

拼接处理主要工序有节点连接、接口现浇、防腐处理、防水处理等，接口处理看似工作量不多，却是质量问题容易出现的节点，做好拼接处理是保证工程整体质量的关键。

6.3.1 节点连接

节点连接有干式连接和湿式连接2种。干式连接的栓焊连接或螺栓连接应准确定位预埋件母板位置，保证预埋件稳固性。要确保连接件的质量可靠，吊装连接时，按要求加设垫片和螺母加固等，对标高、平面位置、垂直度等及时进行校正。湿式连接分为灌浆套筒连接和浆锚连接2种，主要做好钢套筒预埋（浆锚连接做好螺旋箍筋或金属波纹管预埋）、灌浆前孔道杂物清理、灌浆料流动度检测、加压灌浆、灌浆孔与出浆孔出浆封堵、接头充盈度检查等，确保灌浆料与螺纹钢筋的刚性连接。

6.3.2 叠合现浇

对装配式混凝土结构，墙、梁、板拼接固定后往往需要进行叠合现浇处理，应按照设计或规范要求对接口或叠合部位表面进行凿毛、清理、涂刷结合剂等，确保构件连接面粗糙或通过键槽、钢筋等连接，后浇混凝土一般应采用微膨胀细石混凝土，做好浇筑振捣密实和后期养生工作。为了提高结构的整体性能，叠合墙板、楼板以及暗柱、框架梁等需要现浇混凝土的部分混凝土应一起浇筑施工[6]。

6.3.3 防腐处理

对于装配式混凝土结构中的部分钢或木部件，往往需要根据所处环境对其进行防腐处理。应保障防腐涂料质量可靠，保证黏结强度，满足涂刷厚度要求，定期对钢或木部件进行维护保养。

6.3.4 防水处理

装配式混凝土结构建筑的防水问题应突出对拼缝和接口等位置的重点设防，拼接接口位置如果处理不好往往容易造成渗漏点，因此，应做好接缝填补、防水补强等工作。对于较大的接口，可首先采用微膨胀细石混凝土现浇填充的方式，使多个构件连成整体，然后在其上按要求涂刷防水涂料、铺贴防水卷材、设置保护层等。对于拼接后存在较小缝隙的地方，可首先采用沥青、沥青麻絮等进行填补，其次在其上设置防水层、保护层等。防水工序施工完成后，对其进行必要的防水试验，确保防水效果。

6.4 部件更换

部分构件拼接后需采用一些部件进行连接或密封，这些连接或密封部件的更换往往是后期维护的一个难点，如用密封胶条进行接缝或防水处理，胶条年久老化后更换往往较为困难。预制企业应根据市场上通用的连接或密封部件进行构件设计和生产，充分考虑后期更换的便捷性和可操作性，对需定期更换的部件进行技术交底和采购指导，确保后期部件更换的整体质量。

7 结语

装配式混凝土结构建筑的推广既要加强宣传，增进群众的思想认识，又要制定可操作性的推广步骤，健全保障措施，加强技术人才培养，多方面降低成本增量，逐步解决制约其发展的瓶颈问题，不断提高装配式混凝土结构建筑的开工率。同时，既加强预制、运输等工序的质量管理，又加强现场吊装拼接过程的质量控制，使装配式混凝土结构建筑既施工便捷、造价合理、质量优良，又达到解放生产力，满足社会化大生产的需要，成为群众乐于接受的建筑形式之一，不断促进建筑业持续健康发展。