淺議不同地區(qū)裝配式混凝土住宅設(shè)計與施工的差異

甘中迪

上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050

近年來，隨著國家大力提倡節(jié)能環(huán)保，與傳統(tǒng)建筑相比，具有降低能耗，減少施工過程中的污染，提高勞動效率和保證建筑質(zhì)量等特點的裝配式建筑在政策支持下得到了飛速的發(fā)展。作為裝配式建筑中的主力，裝配式混凝土住宅建設(shè)項目在全國各地都得到了政府的倡導(dǎo)，掀起了一股建設(shè)的熱潮。

本人所在的企業(yè)為特級施工總承包企業(yè)，在全國各地都承建了裝配式混凝土住宅項目，本人有幸參與了合肥市蜀山區(qū)人才公寓這一裝配式住宅項目的建設(shè)，在施工過程中通過與在上海承建的類似項目對比，發(fā)現(xiàn)了兩個不同地區(qū)的同類項目存在著預(yù)制墻板豎向連接方式、預(yù)制外墻板水平拼縫防水節(jié)點以及裝配率計算方法這三個主要差異，通過對這些差異進(jìn)行深入的分析，拓寬了自己對裝配式混凝土住宅的認(rèn)識。

1 工程概況

合肥市蜀山區(qū)人才公寓B地塊深化設(shè)計及施工一體化項目位于合肥市湖光路與開福路交口西北側(cè)，項目共建設(shè)七幢高層住宅及幼兒園、停車場等配套設(shè)施，總建筑面積88238.39平方米。項目最高的單體為1#住宅，其地上30層，地下1層，建筑高度91.70m。

1#～7#樓高層住宅樓均采用裝配整體式砼剪力墻結(jié)構(gòu)，單體預(yù)制裝配率50%。PC構(gòu)件設(shè)于標(biāo)準(zhǔn)層，主要預(yù)制構(gòu)件為預(yù)制內(nèi)外墻板、預(yù)制內(nèi)墻板、PCF板等。住宅單體采用的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系，是國家建筑產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略計劃的一部分，也是合肥市政府大力推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的重點項目。

2 預(yù)制墻板豎向連接方式的差異

預(yù)制裝配式混凝土住宅中預(yù)制墻板豎向連接方式是整個結(jié)構(gòu)體系中非常重要的一個節(jié)點，特別是這個節(jié)點的抗震性能是保證整個建筑安全性的關(guān)鍵，所以近年來有大量學(xué)者對這個節(jié)點的各種連接方式的抗震性能進(jìn)行了研究。在這樣一個關(guān)乎結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵節(jié)點上，合肥和上海的項目做法有著較大的差異，對兩個做法進(jìn)行對比分析后可以發(fā)現(xiàn)此處節(jié)點施工的關(guān)鍵所在。

2.1 不同連接方式介紹

蜀山區(qū)人才公寓項目預(yù)制板墻豎向連接采用了套筒灌漿連接方式，節(jié)點做法見圖1。此連接方式是在上層預(yù)制板墻的底部留洞，洞內(nèi)設(shè)有預(yù)制套筒，套筒上下兩端分別設(shè)置有出漿孔和注漿孔，孔內(nèi)側(cè)和套筒相連，外側(cè)和預(yù)制板墻齊平。下層預(yù)制板墻頂部設(shè)有與上層套筒對應(yīng)的豎向預(yù)留連接鋼筋，連接處主要施工工序為：下層板墻安裝→上層板墻吊運，底部套筒對準(zhǔn)下層板墻豎向鋼筋后插入安放完成→通過板墻側(cè)向的注漿孔進(jìn)行灌漿→灌漿完成，連接節(jié)點施工完成。

在上海同類項目的同樣位置的節(jié)點則采用了螺栓連接的方式，節(jié)點做法見圖2和圖3。此連接方式下層板墻頂部做法與套筒灌漿一致，而上層板墻底部留設(shè)與下層豎向鋼筋對應(yīng)的套管，套管上下兩端同樣設(shè)有出漿孔和注漿孔，但在套管上方留設(shè)有一方洞作為操作空間。此連接處主要施工工序為：下層板墻安裝→上層板墻吊運，底部套管對準(zhǔn)下層板墻豎向鋼筋后插入安放完成→在操作空間內(nèi)采用墊板、螺帽鎖緊下層板墻的豎向鋼筋→通過板墻側(cè)向的注漿孔進(jìn)行灌漿→對操作空間用高一級的混凝土進(jìn)行封閉→封閉完成，連接節(jié)點施工完成。

圖1 螺栓做法節(jié)點圖

圖2 螺栓做法現(xiàn)場照片

2.2 連接方式差異分析

套筒灌漿的連接方式是應(yīng)用較廣的一種技術(shù)，是《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ1-2014）中推薦的主要豎向構(gòu)件連接節(jié)點構(gòu)造之一，其優(yōu)點是工藝較為成熟，施工較為簡單，連接處漿料粘結(jié)強(qiáng)度高，相比傳統(tǒng)的鋼筋搭接更為安全可靠。但是隨著此連接方式的大規(guī)模應(yīng)用，在實際施工中也暴露出了它的缺點，就是灌漿質(zhì)量難以控制。近年來，有不少業(yè)界人士從不同參建方的角度指出灌漿質(zhì)量控制的重要性和難度，有學(xué)者更是對套筒灌漿質(zhì)量進(jìn)行了專項研究，總結(jié)了實際施工中可能發(fā)生影響質(zhì)量的各種問題，如灌漿時底部坐漿層強(qiáng)度不到，坐漿層漏漿；內(nèi)部有雜物，出漿孔未能出漿；漿料現(xiàn)場加水導(dǎo)致強(qiáng)度降低；漿料原材質(zhì)量問題；漿料施工過程中流動性降低等等。

板墻豎向連接處強(qiáng)度是保證結(jié)構(gòu)抗震性能和安全的關(guān)鍵，而保證連接處節(jié)點強(qiáng)度的關(guān)鍵就是保證灌漿的質(zhì)量。螺栓連接可以說是針對套筒灌漿中灌漿質(zhì)量難以控制這一缺點的一種改進(jìn)方法，其最大的優(yōu)點就是通過深化設(shè)計將原來質(zhì)量難以控制的灌漿連接方式改為質(zhì)量可靠的機(jī)械連接方式，此連接方式的抗震、抗彎和抗剪性能均較為優(yōu)異，而且螺栓連接是在套筒上方操作空間內(nèi)進(jìn)行施工，施工時螺母等均可見，施工質(zhì)量還可直接檢驗（測扭矩），連接處的質(zhì)量保證率非常高。此時灌漿僅起到輔助保護(hù)作用，灌漿質(zhì)量的控制無需特別關(guān)注。螺栓連接的缺點就是要增加一道操作空間混凝土灌實的工序，同時還要增加一些螺母，造價會有稍許的上升。但混凝土灌實的工序施工時可見，質(zhì)量容易控制，且不占關(guān)鍵工期，造價的增加也不高，綜合來看螺栓連接的優(yōu)點大于缺點。

3 預(yù)制外墻板水平拼縫防水節(jié)點的差異

預(yù)制外墻板水平拼縫處的防水節(jié)點是外墻防水體系中一個非常重要的節(jié)點，處理不當(dāng)很容易造成外墻滲水，對住戶的生活帶來不便，對企業(yè)聲譽帶來影響，有的業(yè)界人士也將其列為裝配式住宅中的一個關(guān)鍵節(jié)點構(gòu)造。在這個關(guān)鍵節(jié)點上，合肥和上海的項目做法同樣有著較大的差異。

3.1 不同水平拼縫防水節(jié)點介紹

蜀山區(qū)人才公寓項目的預(yù)制外墻板水平拼縫處防水節(jié)點采用了企口連接的形式，節(jié)點做法見圖4。本項目的預(yù)制外墻為復(fù)合墻板，從外到內(nèi)由60厚外頁墻板、30厚EPS保溫板和200厚內(nèi)頁墻板組成。外頁板墻底部外側(cè)部分向下伸出35，和下層外頁板墻頂部離縫20，形成一個企口。外頁板墻接縫處外口采用PE棒加耐候膠封堵，內(nèi)側(cè)留設(shè)空腔，保溫層接縫處采用膠條密封，內(nèi)頁板墻接縫處為高強(qiáng)灌漿層，內(nèi)口用專用高強(qiáng)灌漿封堵料和防水砂漿封堵。

圖3 企口式水平拼縫防水節(jié)點

在上海同類項目的同樣位置的節(jié)點則沒有設(shè)置企口，節(jié)點做法見圖5。上海項目的外墻板采用200厚預(yù)制板墻，板墻底部不設(shè)企口，和下部板墻頂部水平連接，水平拼縫外口設(shè)置防水膠條，接縫處為高強(qiáng)灌漿層，內(nèi)口設(shè)置防水封堵。

圖4 無企口水平拼縫防水節(jié)點

3.2 防水節(jié)點差異分析

企口式的防水節(jié)點優(yōu)點比較明顯，由于設(shè)置了企口，外露的水平拼縫在結(jié)構(gòu)面之下，從構(gòu)造上避免了滲水路徑。防水節(jié)點由外側(cè)防水封堵、倒坡空腔和內(nèi)側(cè)封堵形成了三道防水，防水性能可靠，單從防水上說沒有缺點。

無企口的防水節(jié)點相比而言只有外側(cè)防水封堵和內(nèi)側(cè)防水封堵兩道防水，從防水可靠性上來說要比企口式的差。為何上海這個項目的拼縫節(jié)點不設(shè)置成企口式呢，原因就在于板墻厚度上，由于板墻只有200厚，下層板墻的頂部還要預(yù)留現(xiàn)澆部分的槽口，已沒有空間設(shè)置防水企口。

從上述分析可見，不同的防水節(jié)點是由不同的外板墻形式?jīng)Q定的，從總體項目的角度來看，兩種外墻板的優(yōu)缺點同樣明顯。首先復(fù)合保溫墻板比普通墻板多了60厚的混凝土和30厚保溫板，自重增加了30%多，自重增加導(dǎo)致住宅整體抗震力增加，住宅必然要使用更多的鋼筋來保證抗震性能，每平米的鋼筋和混凝土耗用量比同類建筑要高。其次在建筑面積一樣的情況下，較厚的復(fù)合保溫墻板肯定導(dǎo)致室內(nèi)實際面積的減小，對住戶的影響較大，從減少建設(shè)成本這個角度看，傳統(tǒng)板墻較好。

由此可見在裝配式混凝土住宅項目中，一個節(jié)點就可能牽涉到整個項目，施工企業(yè)需要從整個項目建設(shè)的高度來統(tǒng)籌考慮問題，要將思維從施工總承包向工程總承包轉(zhuǎn)變。

4 裝配率計算方法的差異

關(guān)于裝配式建筑的裝配率計算，我國在2017年頒布了推薦性國標(biāo)《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》 (GBT 51129-2017)，其中對裝配率計算有著詳細(xì)的規(guī)定，但是由于全國各地的情況各異，很多地方都有著和國標(biāo)不同的地方性裝配率計算方法，如合肥和上海的裝配率計算方法就有較大的差異。

表面上看起來裝配率計算主要和建設(shè)方有關(guān)，其實深入來我們施工方對其進(jìn)行研究同樣有意義。首先，有些地方的裝配率計算方法和施工方也有關(guān)系，如合肥市計算組成中就和施工方新型模板體系的使用，BIM技術(shù)的使用，施工人員的專業(yè)化等有關(guān)。其次，由于裝配式住宅項目的特點，施工和設(shè)計密切聯(lián)系，作為施工方應(yīng)該拓寬自己的視野，從項目整體的角度來理解裝配式住宅，為以后的工程總承包打好基礎(chǔ)。

4.1 不同裝配率計算方法介紹

合肥市的裝配率計算以國標(biāo)的計算為基礎(chǔ)，增加了裝配式建筑應(yīng)用建筑業(yè)新技術(shù)指標(biāo)獎勵加權(quán)得分這一項，并規(guī)定了當(dāng)?shù)匮b配率按國標(biāo)計算不低于50%，按當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)計算不低于55%。

合肥市裝配率計算公式如下所示：

式中：Q1為主體結(jié)構(gòu)指標(biāo)的實際得分值；Q2為圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻的指標(biāo)實際得分值；Q3為裝修和設(shè)備管線指標(biāo)的實際得分值；Q4為評價項目中缺少的評價項分值總和；Q5為應(yīng)用新技術(shù)指標(biāo)獎勵的加權(quán)得分，包括關(guān)鍵崗位作業(yè)人員專業(yè)化，工程總承包，應(yīng)用BIM技術(shù)，應(yīng)用新型模板系統(tǒng)，綠色建筑。

上海市的裝配率計算是指裝配式建筑中的預(yù)制構(gòu)件和建筑部品數(shù)量占同類構(gòu)件或部品總量的比率，其計算公式如下：

建筑單體裝配率=建筑單體預(yù)制率+ 部品裝配率+其他

式中：建筑單體預(yù)制率=Σ(構(gòu)件權(quán)重×修正系數(shù)×預(yù)制構(gòu)件比例)×100%；部品裝配率=Σ(評分項部品權(quán)重×評分項部品比例)×100%。

4.2 裝配率計算方法差異分析

首先，從評價內(nèi)容來看兩者就有著較大差異，合肥市的評價內(nèi)容分為主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻、裝修和設(shè)備管線以及施工新技術(shù)4部分，上海市的評價內(nèi)容分為建筑單體預(yù)制率、部品裝配率和其他3部分。從各部分的組成子項來看，主要子項基本相同，合肥市的施工新技術(shù)部分，干式工法樓面、地面和管線分離2項上海市沒有，上海市的集成管道井、煙道、樓板，組合成型鋼筋制品和定型模板幾項合肥市沒有。

其次，從評價要求來看兩者也有著很大差異，合肥市的評價要求中對各個部分中的子項比例上下限均有著詳細(xì)的規(guī)定，對2個部分的最低分值有要求，主體結(jié)構(gòu)要求不低于20分，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不低于10分，對2個子項的最低分值也有要求，全裝修不低于6分，關(guān)鍵崗位作業(yè)人員專業(yè)化不低于2分。上海市僅對建筑單體預(yù)制率和單體裝配率有要求，對組成部分和子項均無規(guī)定。

再者，兩地計算方法的不同也反映出了兩地建管部門不同的政策引導(dǎo)方向，合肥市主要特點是鼓勵施工方采用施工新技術(shù)，上海市則是主要為設(shè)計方明確計算細(xì)則，使項目在設(shè)計階段就能符合裝配率要求，沒有特別明顯的導(dǎo)向。

最后，根據(jù)相關(guān)研究，由于水平接縫處后澆混凝土的計算規(guī)則不一樣，在相同項目相同技術(shù)的情況下，與合肥市計算方法接近的國標(biāo)方法計算出的裝配率遠(yuǎn)大于上海市計算出的裝配率。

可見，不同地區(qū)的裝配率計算差異非常大，如以工程總承包商的角色在各個地區(qū)承建裝配式項目時，均應(yīng)詳細(xì)了解當(dāng)?shù)卣撸瑥脑O(shè)計和施工全方位考慮，保證整個項目利益最大化。

5 結(jié)束語

發(fā)展裝配式住宅的目標(biāo)之一就是提高施工效率，可以說這就是讓設(shè)計圍繞施工來服務(wù)，使設(shè)計出來的住宅方便現(xiàn)場施工，減少現(xiàn)場污染，保證施工質(zhì)量，提高施工效率，裝配式住宅必定會朝施工設(shè)計一體化以及工程總承包的方向發(fā)展。在這種趨勢下，通過研究不同地區(qū)的這些設(shè)計與施工的差異，從項目整體角度較為深刻地認(rèn)識了預(yù)制墻板豎向連接方式、預(yù)制外墻板水平拼縫防水節(jié)點和裝配率計算方法，拓寬了施工方對裝配式住宅項目的整體認(rèn)識，為企業(yè)實現(xiàn)未來全國化，全生命周期服務(wù)商的目標(biāo)打下基礎(chǔ)。