裝配式建筑標準規范發展及灌漿密實度檢測技術研究評述

李依妮 馬 旭 李建新 王新祥 韋江雄

（1 廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司；2 華南理工大學）

0 前言

在國家大力推進建筑產業化，積極發展綠色建筑的背景下，裝配式建筑發展迅速，而技術體系和標準規范是推動裝配式建筑發展的強力基石[1]。我國目前出臺有系列裝配式建筑技術、標準體系以及工程驗收的相關規定和措施，但存在現行標準支撐不足、關鍵標準暫時缺失、關鍵技術和產品標準化程度不高等問題[2]，未能形成覆蓋全過程、主要產業鏈的標準體系，無法滿足裝配式建筑發展需求，以及突破發展標準化瓶頸。

以連接節點為例，鋼筋套筒灌漿連接是裝配式混凝土結構主要連接方式，其質量對裝配式建筑結構有重要影響。鋼筋套筒灌漿連接接頭的強度和變形、灌漿料的密實度是質量檢測工作中的重要內容，而標準規范是保證質量、規范操作、實施質量控制的重要參照。因此，研究標準化技術與關鍵技術標準，建立適合我國國情的裝配式建筑標準體系，有重要的現實意義和市場需求[2]。

1 國外裝配式建筑標準體系概況

國外裝配式建筑發展較早，其標準化、專業化、社會化、商品化程度較高，美國、歐盟、日本等發達國家和地區都針對裝配式建筑發展過程中的問題進行了關鍵技術研究并提出了相應標準化解決方案，編制了包括裝配式混凝土結構、鋼結構、木結構、構件部品等在內的裝配式建筑標準。美國預應力協會制定了影響廣泛的《PCI涉及手冊》，聯邦政府住房和城市發展部頒布了HUD 標準，HUD 技術標準是美國法律和政策中的重要部分[3]。英國的高層模塊化建造體系、木結構體系、鋼結構模塊化大體積建造體系是三大著名技術體系。歐盟編寫了歐洲規范，廣泛應用于建筑和土木工程的設計，是歐盟成員國的法定標準[4]。法國結構體系預制率可高達80%，法國混凝土工業聯合會和混凝土制品研究中心將全國60 個預制廠所提供的產品信息編制研發出了一套住宅通用G5 軟件系統，該系統能夠保留原有建筑設計并轉化為預制部件建造，在國際上受到極大關注。德國在針對部品、結構體系、生產安裝、檢測等方面都有相關的標準規范，具有完整齊全的標準體系。丹麥的模數標準是國際ISO 模數協調標準的范本，并且為了配合全產業鏈順利運行，從設計階段就做出相關規定。瑞典在完善的標準體系基礎上發展通用部件，并將模數協調的研究作為基礎工作，形成“瑞典工業標準”（SIS），實現了部品尺寸、對接尺寸的標準化與系列化，其模數規范MC90 于2012年更新為更加完整的MC2010。日本于20 世紀五、六十年代提出了“住宅建設十年計劃”的建設方針，并且對裝配式建筑在財政、稅收以及技術標準規范等方面均提供了大力的政策支持，其各類住宅部件（構配件、制品設備）工業化、社會化生產的產品標準十分齊全，部件尺寸和功能標準都已成體系，包括日本預制建筑協會編寫的《預制建筑技術集成》叢書、《預制混凝土工程》(JASS10)和《混凝土幕墻》（JASS14）等標準[1-2,5-6]。新加坡自20 世紀80 年代推廣建筑工業化以后，裝配式建筑技術發展迅猛，預制裝配式混凝土技術廣泛應用于組屋體系，總建設量達79%[7]。

2 國內裝配式建筑標準發展現狀

我國裝配式建筑自20 世紀50 年代開始發展，并且陸續出臺了相關標準規范，但于20 世紀80 年代后期陷入停滯。自2016 年起，國家和有關地方陸續出臺了多項促進裝配式建筑發展的政策文件，包括《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》、《“十三五”裝配式建筑行動方案》、《關于促進建筑業持續健康發展的意見》，《廣東省人民政府辦公廳關于大力發展裝配式建筑的實施意見》等。在標準方面，國家標準、行業標準、地方標準等也相繼出臺，明確了裝配式建筑遵循全生命周期的可持續原則。

2.1 國家標準、規范

為了規范裝配式混凝土建筑的建設，制定了《裝配式混凝土建筑技術標準》（GB/T 51231－2016）、《建筑模數協調標準》（GB/T 50002－2013）、《預應力混凝土空心板》（GB/T 14040－2007）、《預應力混凝土肋形屋面板》（GB/T 16728－2007）等。這些標準、規范對裝配式建筑設計、生產運輸、施工安裝和質量驗收等方面的內容作出了規定。

2.2 行業標準、規范

《預制預應力混凝土裝配整體式框架結構技術規程》（JGJ 224-2010）、《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ 1－2014）等，明確了建筑材料、建筑設計、結構設計、框架設計等方面的有關規定，同時對構件制作、運輸、結構施工及工程驗收也作出了規定，加強了裝配式結構整體性的設計要求，對剪力墻結構、框架結構、外掛墻板、鋼筋套筒灌漿連接等有關規定和技術要求進行了補充。

2.3 地方標準、規范

目前，各地均不同程度地開展有關裝配式建筑地方標準的編制工作。北京出臺了《預制混凝土構件質量檢驗標準》（DB11/T 968－2013）、《裝配式混凝土結構工程施工與質量驗收規程》（DB42T 1225－2016）。上海出臺了《裝配整體式混凝土建筑檢測技術標準》（DG/T 08-2252－2018）。山東出臺了《裝配式混凝土結構現場檢測技術標準》（DB37/T 5106－2018）、《裝配整體式混凝土結構工程施工與質量驗收規程》（DB37/T 5019－2014）[8]。天津出臺了《裝配式建筑預制混凝土構件質量與檢驗標準》（DB/T29-245－2017）。廣東出臺了《裝配式混凝土建筑工程施工質量驗收規范》DBJ/T 15/71－2019，等。

3 國內裝配式建筑標準存在的問題

裝配式建筑的最大優勢在于行業規范化與技術標準化?！堆b配式混凝土結構技術規程》（JGJ 1－2014）是我國裝配式混凝土建筑領域的首本重要標準，結合了大量國外相關資料與我國自身工程實踐。之后，相關國家標準、行業、地方標準及協會標準迅速跟進［9］，但整體上對于新技術的覆蓋面仍舊不夠，相關質量控制與檢測技術標準相對滯后。

我國現行的國家、行業及地方標準等均對裝配式建筑材料、預制構件產品質量、施工安裝、實體性能、檢驗驗收的具體要求和檢驗方法做了詳細的規定。但由于目前國內裝配式發展現狀的限制，系列標準規范目前尚缺乏大量實際工程數據或理論實踐，絕大多數采用的仍然是現澆鋼筋混凝土結構相關的無損檢測技術、建筑質量控制檢測和鑒定思路，其應用于裝配式建筑檢測鑒定的可靠性和準確度仍有待驗證［10］。

國內裝配式標準規范主要存在以下特點：

⑴從全流程方面看，側重結構設計，缺乏建筑設計的統籌考慮。

⑵從全產業鏈方面看，側重于主體結構的裝配化設計標準，但部品的工業化設計標準不足。

⑶從建造體系方面看，目前裝配式建筑體系有多種，但技術上仍存在諸多疑問，有的需要進一步進行理論基礎研究和試驗研究，有的實際并不適用于應用推廣，包括連接方式、接縫處理等方面仍有待進一步探索。

⑷在部品檢測、認證方面，質量標準、認證標準、質量管理標準有所欠缺，以及施工管理方面的標準也有待進一步補充。

⑸從整體標準體系上看，不同層級的標準尚未形成合力，各地、各類型標準規范較多、不夠統一，推廣較難。

4 鋼筋套筒灌漿密實度檢測標準及檢測技術

鋼筋套筒灌漿連接是裝配式混凝土結構的主要連接方式，其連接方式是在金屬套筒中插入單根帶肋鋼筋，再注入灌漿料拌合物，套筒內灌漿料硬化后，會產生較高的強度，并具有微膨脹特性。因此，當套筒受到約束作用時，灌漿料和套筒間會產生較大正應力，鋼筋借此正應力產生摩擦力，以此實現傳力的鋼筋對接連接[11-12]。倘若套筒內灌漿料存在缺陷，則可能導致接頭無法實現有效連接，從而影響連接性能和結構的整體性，因此，鋼筋套筒灌漿連接的質量控制是裝配式混凝土建筑可靠性和安全性的關鍵環節。

現行國家標準《裝配式混凝土建筑技術標準》（GB/T 51231－2016）和行業標準《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ 1－2014）中，對鋼筋套筒灌漿連接的質量控制手段是采用制作平行試件進行拉伸試驗和監理現場監督來實現，目前尚未有廣泛可行的實體無損檢測方法。地方標準中，山東編制的《裝配式混凝土結構現場檢測技術標準》（DB37/T 5106－2018）對灌漿傳感器的布置及飽滿度檢測方法進行了規定；上海編制的《裝配整體式混凝土建筑檢測技術標準》（DGTJ08-2252－2018）明確了預埋傳感器法、預埋鋼絲拉拔法和X 射線膠片成像法檢測套筒灌漿飽滿度，等等。但現有標準中，關于鋼筋套筒灌漿連接密實度的檢測方法及有關評價標準仍有待完善。

近年來，許多科研工作者針對套筒灌漿密實度的無損檢測方法進行了大量研究，主要集中在超聲波法、沖擊回波法、X 射線工業CT 技術、阻尼振動法及預埋鋼絲拉拔法[13]。以上方法均存在一定局限性，有效檢測技術仍有待進一步研究。

5 結論與展望

目前，我國裝配式建筑相關主要技術標準和產品標準雖在加快修訂，各省市地方也先后編制了大量質量控制、驗收、檢測等相關標準，但仍存在一些不足。以套筒灌漿連接密實度檢測為例，近些年雖在不斷發展，但在檢測標準或者檢測技術與方法上尚存在不足：

⑴現行標準規范目前主要針對套筒灌漿施工操作時和生產前進行檢驗規定，對施工完成后的隱蔽工程難以有效檢驗；

⑵缺乏統一的檢測評判標準，導致實際工程中技術要求不一、控制方法多樣，且有效檢測手段匱乏；

⑶現有鋼筋套筒灌漿密實度的檢測方法都具有一定的局限性，現場檢測數據相對較少、缺乏實踐支撐。

綜合實際工程中質量控制標準和檢測技術的研究應用現狀，從現有檢測技術優劣性、適用性、局限性入手，在現有多樣性的基礎上尋找統一協調，建立健全檢測技術體系，積極研究探索更為有效的檢測技術，是未來重要的發展方向。一是可利用信息通訊、機器學習、5G網絡等技術，與高精度儀器發展相結合，促進儀器、傳感器、數據采集、分析等的結合發展，發展多學科、多技術手段交叉的新型檢測技術；二是采用多種檢測方法相結合的方式，提高檢測技術、方法在實際工程中的應用；三是進一步加大現場檢測技術研究，提高各項檢測方法的適用性和質量評判的準確性。