裝配式高層住宅混凝土結構若干關鍵問題研究

沈世豪

(中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000)

現階段，我國正處于城鎮化與新農村建設的關鍵階段，建筑行業的發展面臨著綠色節能的要求，這就對傳統建筑行業的發展提出了嚴峻挑戰[1]。在建筑施工技術不斷提升的基礎上，裝配式混凝土結構的應用，為建筑工程的發展提供了新的思路，可以有效促進建筑工業化水平的提升，彌補傳統建筑行業中存在的問題。在傳統現澆式住宅當中，工序復雜，需要大量的勞動力，造成生產效率低下，同時在施工成本控制方面難度較大。但是在預制裝配式住宅中，可以借助工業化的生產方式開展建造作業，借助工廠進行部分甚至全部構件的預制，然后運輸到施工現場進行組裝，從而提升施工效率[2]。由此可見，在現階段高層住宅施工中，要充分發揮出裝配式混凝土結構的優勢，轉變傳統的施工模式，促進建筑行業的可持續發展。

1 裝配式混凝土結構與高層住宅結構介紹

1.1 裝配式混凝土結構概述

裝配式混凝土結構指的是采用預制混凝土構建為主要部件，在經過現場裝配、部分現澆以及節點連接之后所構建的混凝土結構。在現階段建筑行業的發展中，裝配式結構按照裝配化程度的高低，可以將其分為半裝配式與全裝配式兩種類型，前者指的是工廠負責部分構件的預制，剩余的構件采用現場澆筑的方式，而后者則采用全部工廠制造構件的方式，運輸到現場進行裝配。簡而言之，裝配式混凝土結構的建造方式，就是在工廠化生產預制裝配式混凝土構件，例如板、墻以及柱之后，借助起重機以及其他施工機械，進行組合安裝的施工技術[3]。在具體應用中分為三個階段。

(1)預制階段，由預制工廠負責加工構件。

(2)運輸階段，在預制構件加工完成以后，運輸到施工現場。

(3)安裝階段，在將預制構件運輸到位以后，開展吊裝安裝施工。由此可見，在裝配式混凝土結構的建造中，需要遵循設計、制造、運輸、安裝以及裝飾的流程，保證施工環節的順利開展。

1.2 裝配式混凝土結構的發展

對于我國裝配式混凝土結構的生產與應用來說，已經形成了六十余年的發展歷史，從上世紀六十年代開始，就針對裝配式混凝土建筑設計施工技術開展研究，主要的預制構件集中在吊車梁、屋面梁、屋面板以及柱等。在進入七十年代以后，隨著中小預應力構件的快速發展，許多城鄉中誕生了大批的預制構件廠，預制混凝土空心板的應用也更為廣泛[4]。特別是在政府的大力提倡下，我國在預制構件行業中迎來了新的發展機遇，全國各地出現了規模化的裝配式混凝土建筑模式，實現了構件設計、制作以及施工的一體化發展，這也意味著我國在預制構件方面取得了顯著成就。但是總體來看，盡管進步顯著，然而預制混凝土技術水平相對落后，特別是在生產工藝方面的缺陷，無法適應當前多樣化的需求。同時對于預制裝配式混凝土結構來說，其自身的抗震整體性能水平較低，在進入上世紀九十年代中期以后，全現澆混凝土結構體系逐漸代替了裝配式混凝土結構，這也造成行業陷入到生存危機中。而在進入二十一世紀以后，隨著住宅產業化發展水平的不斷提升，現澆結構體系已經很難符合實際需求，其中所暴露出來的問題日益嚴峻。在這種情況下，我國需要結合國外產業化的成功經驗，積極的推動建筑行業的住宅產業化、建筑工業化發展，為裝配式混凝土結構的發展提供保障，特別是在相關企業與科研單位合作的情況下，研究成果在實際工程中得到了有效應用。

1.3 高層住宅結構特點

在我國現階段建筑行業的發展中，高層住宅指的是層高在10層及以上，高度在28m以上的住宅建筑，相較于低層或者多層住宅來說，高層住宅表現出鮮明的特點。

(1)結構設計充分考慮水平荷載 對于多層或者低層住宅來說，采用的是以重力為主的豎向荷載控制，但是對于高層住宅來說，盡管豎向荷載依舊發揮著重要作用，但是同樣需要考慮地震荷載以及風荷載所產生的水平荷載，從而保障建筑結構的穩定性。

(2)強化結構側移控制 在高層住宅結構設計中，結構側移已經成為了其中的關鍵因素，必須要采取有效控制，避免出現結構側向變形增大的情況。

(3)軸向變形發揮著重要作用 在高層住宅建筑中，軸向變形對側移發揮著重要作用，在建筑層數不斷增加的情況下，軸向變形的影響也會加大，在結構設計中必須要加以重視。

(4)減輕高層住宅自重 在相同地基情況下，通過減輕高層住宅的自重，可以多建幾層，實現經濟效益的改善，同時在結構自重減輕的情況下，能夠提升其結構抗震能力。

2 高層住宅中裝配式混凝土結構應用的關鍵問題

盡管在現階段的高層住宅施工中，裝配式混凝土結構有著一定的優勢，但是從實際應用情況來看，依舊存在許多的問題，主要表現在以下幾方面。

2.1 施工技術能力不足

對于高層住宅施工來說，在裝配式混凝土結構的應用中，對于施工人員的技術能力有著較高的要求，這是因為在施工過程中，需要合理的選擇材料，同時強化施工細節的把握。但是從現階段的裝配式混凝土結構施工來看，施工人員自身的施工技術能力還存在明顯的不足，這主要是因為我國在裝配式混凝土結構應用的時間相對較短，整體技術水平落后于西方發達國家，同時缺乏專業的技術人員，影響了后備人才。特別是在缺乏系統技術技能培訓的情況下，造成裝配式混凝土結構施工人員的專業水平相對較低，在施工單位缺乏正確認知的情況下，并沒有投入足夠的資金，用于施工人才培養。

2.2 施工材料保護不足

在高層住宅的施工過程中，對于建筑質量提出了嚴格的要求，而對于裝配式混凝土結構來說，施工材料質量的高低，會對其綜合質量產生直接的影響。但是在實際施工環節中，工程管理人員將工作的重點放在了工期方面，對于裝配式混凝土結構材料的保護存在明顯不足。在開展施工材料保護的過程中，需要涉及多方面的因素，包括材料的采購、運輸、保管以及使用等，都需要開展嚴格的保護，保證其在施工中的質量。由于施工企業對于材料保護缺乏正確的認知，同時缺乏相應的保護工作，這就造成預制構件在使用之前，已經出現了損壞的情況，降低了施工質量。甚至在采購環節中，存在劣質材料，使得施工材料質量受到了嚴重影響，無法保障后期建筑項目的總體質量。

2.3 缺乏明確施工驗收標準

在建筑行業的發展中，任何一項成熟的施工技術，都需要有相應的驗收標準，保證施工完成以后的質量。但是就裝配式混凝土結構的驗收來看，所形成的標準并不統一完善，這就造成其對自身的施工質量缺乏有效把控。從現階段高層住宅的發展來看，裝配式住宅依舊屬于新型建筑的范疇，由于缺乏完整的裝配式混凝土施工技術體系，造成其在驗收標準方面無法確定。導致其最終建筑工程完工以后，很難獲得明確的評價指標，合格與否也就很難界定。在國外的裝配式住宅施工中，已經形成了比較完善的施工驗收標準體系，我國在應用裝配式混凝土結構的時候，應該充分借鑒國外的經驗，保障施工工作的順利開展。

2.4 施工管理粗放化

從現階段高層住宅中裝配式混凝土結構施工情況來看，在施工管理方面的能力還存在明顯不足，出現了人員素質低下、材料浪費以及環境污染等問題，對于裝配式混凝土結構作用的發揮產生了嚴重阻礙。特別是在缺乏成熟裝配式混凝土住宅施工管理體系的情況下，所采用的施工管理手段比較粗放，并沒有充分的融入現代化管理工具，造成各項管理工作無法得到有效落實。在國外的施工管理體系方面，已經取得了顯著成就，但是對于國內裝配式混凝土住宅施工來說，必須要不斷的改進，實現管理現代化與高效化水平的提升，將管理工作的作用充分發揮出來，保障裝配式混凝土結構的有效應用。

3 裝配式高層住宅混凝土結構施工優化措施

在現階段高層住宅的施工過程中，裝配式混凝土結構的應用還存在一定問題，這就需要尋找問題產生的根源，尋求科學的解決方案，實現裝配式混凝土結構應用效率的改善，充分的發揮出其在推動建筑行業發展中的作用。

3.1 積極學習國外先進技術與管理經驗

相較于國內高層建筑中裝配式混凝土結構的應用來說，國外已經經歷了較長的發展時間，不管是在技術體系還是在管理體系方面，都取得了顯著成就，整體發展更為成熟。這就需要我國在高層住宅應用國外先進技術與管理經驗的過程中，必須要積極的分析吸收國外的技術，結合我國建筑施工的實際情況，進行合理的優化，從而實現裝配式混凝土住宅施工技術能力水平的提升。針對國外所形成的施工管理體系來說，有許多地方值得國內借鑒，需要建筑企業在開展施工的過程中，必須要進行科學的分析，在掌握建筑行業發展現狀的基礎上，構建符合我國高層住宅施工需求的管理體系。只有這樣，才能將裝配式混凝土結構的優勢發揮出來，形成完善的管理體系，實現可行性與實效性的提升。

3.2 強化企業交流

在當前高層建筑施工過程中，裝配式混凝土結構的應用存在一定差異，不同企業所掌握的技術水平參差不齊，這就需要強化企業之間的交流，對各種技術資源進行整合，提升施工質量。對于一些企業來說，已經掌握了良好的施工技術，裝配式混凝土結構施工應用良好，但是部分企業依舊處于起步階段，只有實現企業之間的有效交流與合作，分享自己掌握的技術，在不斷的交流與討論中，取長補短，彌補自身存在的不足，從而做到技術資源共享。針對不同建筑企業的技術人員來說，必須要開展積極的合作，開展技術研發，明確自身在技術應用中存在的不足，積極的優化裝配式混凝土結構的施工條件，實現施工可行性與施工效率的改善。

3.3 增加資金投入

在國外建筑行業的發展中，裝配式混凝土施工技術已經得到了良好的發展，這也表明其具有很好的可行性以及施工效果。國內建筑企業在施工過程中，應該對裝配式混凝土結構形成正確的認知，提升重視程度，從而加大資金投入，保障施工作業的順利開展。通過增加資金投入，可以有效的發揮出裝配式混凝土結構的優勢，積極的應用到高層住宅項目中。只有投入足夠的資金，才能采購質量良好的材料，同時配備完善的技術設備，實現施工質量與效果的提升。對于任何一項技術的發展來說，都需要建立在充足的資金支持之上，裝配式混凝土結構的發展同樣如此，建筑企業必須要重視加大資金投入。

3.4 積極推廣高強鋼筋與混凝土

在開展裝配式混凝土結構施工的過程中，應該選取一些高強鋼筋以及高強混凝土，這樣既可以實現構件截面尺寸的減小，便于施工吊裝作業的開展，同時可以保障預制裝配式構件的施工質量，實現結構整體抗震性能的提升。對于裝配式高層住宅混凝土結構工程質量來說，節點連接性能是其中的關鍵因素，這就需要在保證整體抗震性能與結構受力性能的基礎上，積極的研發新型結構體系，例如，大型外墻板、疊合板等，對施工工藝進行簡化，積極的推廣預制裝配式混凝土結構。此外，必須要加快綠色建筑相關技術的研發，在節省材料的同時，實現施工環境的改善，做到廢物利用，起到保護環境的效果。

4 結 語

在住宅產業化水平不斷提升的情況下，裝配式混凝土結構的應用也更加廣泛，因此就需要積極的借鑒國外的先進經驗，提升建筑行業企業的資金投入，同時開展積極的合作，實現施工技術水平的提升，為建筑行業的發展提供長久支持與保障。