装配式混凝土建筑行业问题分析与处理策略

张茹玥，喻子宜，赖 颖

（南昌航空大学土木建筑学院，江西 南昌 330036）

0 引言

装配式混凝土建筑和现浇混凝土建筑相比具有工期短；大量构件在工产生产，降低现场施工强度；保护环境；机械化生产，质量更易控制；成本可控，机械化程度高，降低人工成本和减少材料浪费等优势，但在实际施工建设中质疑声却伴随问题的出现渐起。

1 装配式混凝土建筑实践中出现的问题及隐患

1）节点连接引发质量问题 混凝土材料从液态转化成固态的过程不可逆转，不同于现浇技术能将各部分构件浇筑成一个整体，预制装配式建筑整体性通常较差，尤其节点连接部位薄弱，所以对其施工专业度要求较高，但目前检测手段有限，现场处理不当极易造成连接部位不可靠，埋下抗震抗渗方面的严重质量安全隐患。

2）前期投入高，成本难控制 装配式混凝土建筑的理论成本低于现浇建筑，其特点是在全生命周期的投资额低于现浇建筑，但前期投入资金多。很多开发企业更重视短期成本，不愿主动选择装配式混凝土建筑。装配式混凝土建筑以设计前置为原则，对前期设计要求高，需要建设单位、设计单位、生产单位及施工单位等协调配合。若前期设计考虑不周，易导致构件生产环节和施工安装环节发生设计与施工上的冲突，从而导致设计变更，造成工程造价大量提升。此外，自动化产业化程度不够，构件物流运输体系不完善，以及预制构件本身生产费用较现浇构件高，建筑造价反而难以控制。

3）工人水平有待提高 根据现实情况来看，施工工人平均专业度较推行装配式混凝土建筑应有的水平还远远不够，先进施工技术推行困难，或导致工期延长、质量令人担忧。

2 装配式混凝土建筑发展引以为戒的失败经历

装配式混凝土建筑近来在我国政策大力推广下发展迅猛，但早在20世纪50年代，我国就从苏联引进了工业化的建造方式，在摸索过程中，曾涌现大量装配式大板住宅建筑。遗憾是由于未能很好地解决因自身专业技术落后、管理监督不到位造成的抗震、抗渗、保温等质量安全问题，又受唐山大地震影响，我国对预制装配式建筑失去信心。20世纪90年代后，现浇混凝土技术从国外引入并迅速发展，我国装配式建筑陷入低潮，停滞在起步阶段。

3 对策

3.1 积极采用法律手段

我国装配式建筑特点是由政府推动而非市场的选择，这点与日本十分相像。国家政策鼓励和补贴企业采用装配式混凝土的建造方式，推广作用十分明显，但采用装配式混凝土的建造形式应当是有门槛的。为避免迎合装配式建筑发展而不考虑自身水平，或“形似装配式建筑”，或以次充好等现象出现，影响建筑安全质量，政府需建立健全相关法律法规，完善监管机制，制定相关行业条例规范及装配式建筑相关标准规范，保证从设计到预制构件到施工安装装修的全过程建造质量。我们可以参考日本，突出成本不是衡量手段，要通过品质及质量对建筑进行考核，使技术体系不断成熟，推进商品房市场化。

3.2 加快推动BIM技术应用

结合BIM技术可更快实现构件模块化、标准化设计及对建设全过程的管理。从日本的装配式建筑发展史来看，日本在提出统一的标准模数并完成模块化和标准化后，简化了施工操作，所需工作人员和工作量也大量减少，工期缩短，施工质量和效率有了大幅提升。借助BIM建筑信息建模技术工具，可实现如下应用：在设计阶段，建立预制装配BIM构件库，通过不断扩大虚拟构件的规格数量，建成标准预制构件库；充分利用BIM技术的可视化和信息化对建筑模型进行科学拆分，拆分成不同标准化构件组合形成的建筑模块，能很好地实现模块化；与其他软件结合提升功能，例如与Ecotect软件结合分析采光环境；与CFD软件结合分析模拟建筑周围风环境；与云端平台和RFID技术结合实现信息共享和远程指导，提高全过程管理水平；与FM技术结合便于构件检查、维护。

将BIM技术灵活应用于装配式建筑的案例越来越多。北京亦庄京东总部二期项目将BIM与AI、物联网等多种先进技术结合，创建了我国首个5G智慧工地。其中，BIM技术为其实现数据自动采集、智能分析、超限报警等功能性提升提供了有利条件。在上海浦东新区惠南新市镇17-11-05和17-11-08地块23号楼项目也成功运用BIM技术，使该项目的建筑设计、结构设计和机电设计能够联合协调，融为一体，真正做到建设从全过程上把控，与传统建造方式相比，“省、快、优”三点突出。

3.3 建筑体系化与产业链化

众多工业化程度较高的国家都已经研发其装配式建筑专用体系，而我国装配式建筑体系极度不完善，通用体系相对于专用体系，流通性和市场适应力强，以系列配套、成批生产再进行多样化房屋组合为主要方法，可推进构件统一，使预制工厂方便量产，提高效率，促进产业链的形成。创建优质的产业链可促进协同合作，提升整个建设项目的开展流畅度，减少不必要的时间耽搁和费用支出，实现“1+1＞2”的效果。选择产业链的核心思想是将每个环节或业务中具有核心竞争力且文化彼此交融的企业联合在一起，以实现减低成本和提高利润的目标（见图1）。建筑行业的龙头企业凭借自身雄厚的实力及科技研发能力，在装配式混凝土建筑领域的探索已经取得较好的成果，其创建的产业链规模和质量已达到一定水准，可作为行业的示范。但对于小型企业，创建自己的产业链相对较难，所以更需要政府的大力扶持。

图1 产业链整合

3.4 改良、创新节点连接技术

目前装配式混凝土建筑常采用钢筋灌浆套筒连接技术，由于施工现场缺乏有效检测手段、仪器设备，加之目前工人水平不高，质量无法保证。有专家采用冲击回波法检测混凝土套筒灌浆密实度是否合格（见图2），试验证明该方法对构件内部套筒灌浆的缺陷检查准确度很高，以此为基础，希望检测设备仪器生产厂家尽快研发方便实用、操作便捷的检测仪器设备，提高施工现场构件质量的检测水准，提升建筑质量。

图2 改良冲击回波法

上海建工二建集团有限公司联合上海理工大学等校企合作攻关，利用UHPC作为后浇材料，研究出PCUS体系。该体系通过大量基础试验和1∶1的实体模型荷载试验，并在海玥瀜庭商品房项目成功应用，不仅能节约39%的成本，实现“五天一层楼”，工期大大缩短，而且降低了设计与施工难度，比套筒灌浆技术质量更易于检测，性能指标相当或更优。

3.5 人才培养不可或缺

人才好比生产力，充分利用人才能更快带动产业的发展。我国应当加快提升整体建筑行业工作人员的专业水平。目前在市场上急需以下类型人才：①BIM技术人才，目前BIM人才缺口很大，相关单位可以对职员进行BIM技术培训和能力考核，并以此作为绩效；②管理型人才，好的管理人员可以很好地解决效率低下问题，降低成本，保证建筑质量；③计算机人才，利于解放设计中繁重、重复的工作；④科研型人才，对节点、竖向构件划分等进行优化。

4 结语

装配式混凝土建筑的技术和理念具有先进性，是大势所趋，但是国内发展需要时间消化，在加快推进其应用的过程中，不可急于求成、罔顾出现的问题。需发挥好人才在建设过程中的带动作用，加快推进BIM建模技术在一线的使用，借助新技术新工具让机器解放劳动力，完善相关法律法规和规范，保证我国装配式混凝土建筑朝安全可靠、高效节能、绿色环保的方向发展。