《裝配式混凝土砌塊砌體建筑技術規程》編制與技術要點介紹

文/中國建筑設計研究院有限公司 易國輝 張蘭英 婁 霓

0 引言

隨著我國老齡化程度不斷加深，國家對可持續發展和環境愈加重視，對住宅產業化發展亦大力支持，建筑工業化發展具備技術條件和政策支撐。而我國傳統砌體建筑體系現場作業量大，勞動密集，但勞務人員對施工環境要求變高，勞動力缺失越來越顯著，成本越來越高，且現場濕法作業多，建造質量不好控制。如何實現砌塊建筑快速建造，同時保障建筑施工質量，是發展砌塊建筑須解決的問題。T/CECS 816-2021《裝配式混凝土砌塊砌體建筑技術規程》（以下簡稱《規程》）的編制正是基于上述考慮，針對我國量大面廣的砌塊建筑，通過裝配式建造手段，進行技術的有效傳承與創新，并結合裝配式砌塊砌體建筑實踐經驗與試驗研究成果，從設計、構件制作、施工安裝、質量驗收等方面系統提出裝配式砌塊砌體建筑標準化技術解決方案，實現我國砌體結構的可持續發展與應用。

1 裝配式混凝土砌塊砌體建筑概述

裝配式混凝土砌塊砌體建筑（以下簡稱裝配式砌塊建筑）是指采用預制砌塊砌體或干壘砌塊砌體進行建筑設計、生產與建造的建筑。其中預制砌塊砌體是指在工廠采用自動化機械設備，按設計尺寸將普通混凝土小型空心砌塊或輕骨料混凝土小型空心砌塊用砂漿砌筑成單元砌體，再運輸至施工現場吊裝就位的砌體，工廠通過標準化、流水線式施工作業使砌體質量得到很好保證，現場裝配式吊裝施工又有效提高了建造速度（見圖1）。干壘砌塊砌體指施工現場采用干壘砌塊進行干法壘砌，通過澆筑大流動性混凝土成為整體的砌塊砌體（見圖2）。上述建造方式摒棄了傳統砌塊砌筑工藝，在實現快速壘砌建造的同時降低對工人技術水平的依賴，運輸與設計建造均比較靈活。

圖1 預制砌塊砌體

圖2 干壘砌塊砌體

2 《規程》重點內容介紹

2.1 編制邏輯

《規程》組織架構以國內裝配式砌塊砌體2種典型的建造方式——預制砌塊砌體及干壘砌塊砌體為邏輯編制主線，在建筑設計、結構設計、制作與運輸、施工安裝、質量驗收等方面，體現預制砌塊砌體及干壘砌塊砌體建筑特點，編制目錄如表1所示。

表1 《規程》編制目錄

2.2 結構體系與設計指標

按建造方式的不同，《規程》將裝配式砌塊砌體房屋類別分為預制砌塊砌體房屋與干壘砌塊砌體房屋。按抗震構造的不同，預制砌塊砌體房屋分為多層預制砌塊砌體結構和預制配筋砌塊砌體結構，干壘砌塊砌體房屋分為低層干壘砌塊砌體結構與干壘配筋砌塊砌體結構。

其中預制砌塊砌體房屋由于預制砌塊砌體構件之間及其與現澆混凝土構件的接縫采用粗糙面、馬牙槎、鋼筋可靠連接等構造措施，結構整體性能與普通砌塊砌體結構類似，《規程》關于預制砌塊砌體的結構設計指標規定與現場砌筑的普通砌塊砌體一致。但考慮到我國目前關于裝配式砌塊砌體結構的工程實踐數量不多，《規程》對裝配式砌塊砌體結構采取從嚴要求原則，與普通砌塊砌體結構相比適當降低其最大適用高度（見表2），其中，預制砌塊砌體房屋最小抗震墻厚度取190mm，干壘砌塊砌體房屋最小抗震墻厚度取200mm。

表2 裝配式砌塊建筑的最大適用高度 m

另外一種干壘砌塊砌體房屋的干壘砌塊砌體結構采用全灌芯形式，灌孔混凝土可改善砌塊間的接觸關系，受力性能優于普通砌塊砌體結構。試驗結果表明：按配筋砌塊砌體構造配筋的干壘砌塊砌體結構在彈性階段的剛度退化系數、開裂損傷程度與普通現澆剪力墻接近。編制組基于大量試驗研究成果提出系統的干壘砌塊砌體結構設計指標[1]。但考慮到我國目前關于干壘砌塊砌體結構的工程實踐數量偏少，本規程對干壘砌塊砌體結構的適用高度采取從嚴要求原則，對干壘砌塊砌體的應用范圍限定在多層。

2.3 結構連接

2.3.1 預制砌塊砌體水平連接

1）多層預制砌塊砌體結構水平連接

多層普通混凝土小型空心砌塊砌體結構可采用芯柱體系與構造柱-芯柱體系，GB 50003—2011《砌體結構設計規范》對多層普通混凝土小型空心砌塊砌體結構芯柱與構造柱的設置位置、配筋構造均有明確規定，通過芯柱與構造柱的設置，有力保證砌塊砌體結構的受力安全性與整體性。

按等同普通混凝土小型空心砌塊砌體結構設計原則，《規程》規定多層預制砌塊砌體結構宜在房屋縱橫墻交接處設置現澆鋼筋混凝土構造柱，并基于構造柱的構造形式規定多層預制砌塊砌體之間應采用整體式接縫連接；《規程》提出當接縫位于縱橫墻交接處的構造柱區域時，構造柱區域宜全部采用現澆混凝土，與現澆混凝土相連的預制砌塊砌體端部應隔皮設置端部開口砌塊（見圖3，4）；《規程》要求當接縫位于非構造柱位置時，相鄰預制砌塊砌體之間應設置現澆段（見圖5），現澆段的寬度不應小于墻厚且不宜小于200mm，與現澆混凝土相連的預制砌塊砌體端部應隔皮設置端部開口砌塊，現澆段內豎向鋼筋不應少于4φ12；與接縫現澆構造柱或現澆段混凝土相鄰的砌塊孔洞，地震烈度6～7度時應填實，地震烈度8度時應填實并插入1根φ12鋼筋；《規程》明確預制砌塊砌體水平鋼筋與現澆構造柱或現澆段混凝土拉結與錨固措施。

圖3 “L”形轉角節點構造柱連接

圖4 “T”形轉角節點構造柱連接

圖5 “一”字形相鄰預制砌塊砌體現澆段接縫構造

2）預制配筋砌塊砌體水平連接

基于普通混凝土小型空心砌塊砌體結構邊緣構件配筋要求及構造，參照裝配式混凝土剪力墻后澆邊緣構件連接形式，《規程》提出采用現澆配筋砌塊砌體邊緣構件或現澆混凝土構造柱的形式進行預制配筋砌塊砌體連接，在滿足現行規范對配筋砌塊砌體抗震構造要求的基礎上，在較大程度上方便了現場施工，更有利于保證結構安全與施工質量。在預制配筋砌塊砌體邊緣構件的設置方面，《規程》提出底部加強部位的軸壓比，一級大于0.2和二、三級大于0.3時，應設置約束邊緣構件，其他情況應設置構造邊緣構件；《規程》規定無翼墻端部構造邊緣構件的配筋范圍宜為3孔配筋，“L”形和“T”形轉角處構造邊緣構件的配筋范圍宜采用圖6中的陰影區域；《規程》要求無翼墻端部約束邊緣構件的配筋范圍宜為4孔配筋，“L”形和“T”形轉角處約束邊緣構件的配筋范圍宜采用圖7中的陰影區域。

圖6 “L”形和“T”形轉角處構造邊緣構件配筋范圍

圖7 “L”形和“T”形轉角處約束邊緣構件配筋范圍

針對預制配筋砌塊砌體的水平連接，《規程》建議當接縫位于縱橫墻交接處的邊緣構件陰影區域時，邊緣構件陰影區域宜全部采用現澆混凝土，與現澆混凝土相連的預制配筋砌塊砌體端部應隔皮設置端部開口砌塊（見圖8，9）；《規程》提出當接縫位于非邊緣構件位置時，相鄰預制配筋砌塊砌體之間應設置現澆鋼筋混凝土構造柱，構造柱的寬度不應小于墻厚且不宜小于200mm，構造柱豎向鋼筋不應少于4φ14，構造柱箍筋直徑不應小于6mm，構造柱箍筋間距不應小于200mm，與構造柱相連的預制配筋砌塊砌體端部應隔皮設置端部開口砌塊（見圖10）；《規程》要求預制配筋砌塊砌體的水平鋼筋應與現澆邊緣構件或構造柱有效拉結與錨固。

圖8 “L”形轉角邊緣構件陰影區域全部現澆構造

圖9 “T”形轉角邊緣構件陰影區域全部現澆構造

圖10 “一”字形相鄰預制配筋砌塊砌體現澆段接縫構造

2.3.2 預制砌塊砌體豎向連接

結合裝配式施工要求，考慮現場施工方便以及鋼筋連接需求，《規程》提出：預制砌塊砌體水平接縫宜設置在基礎圈梁頂面與樓面標高處（見圖11），接縫宜采用坐漿形式，坐漿下表面應設置粗糙面，坐漿厚度不宜小于20mm。

圖11 水平接縫連接構造

2.3.3 干壘砌塊砌體連接構造

1）低層干壘砌塊砌體結構連接構造

針對低層干壘砌塊砌體結構，《規程》提出采用全灌芯連接形式，其構造柱及鋼筋混凝土芯柱的設置規定基于低多層普通混凝土小型空心砌塊砌體提出，規定在房屋縱橫墻交接處應設置現澆鋼筋混凝土構造柱，構造柱的配筋與構造應滿足GB 50011—2010《建筑抗震設計規范》（2016年版）及GB 50003—2011《砌體結構設計規范》中有關多層砌塊房屋的要求；要求與構造柱相鄰的砌塊孔洞，地震烈度8度時應設置鋼筋混凝土芯柱；明確無翼墻端部和不小于2.1m的洞口兩側宜設置不少于單孔的鋼筋混凝土芯柱；建議樓層縱橫墻中部的鋼筋混凝土芯柱間距，地震烈度6度時不宜大于2.0m，地震烈度7～8度時不宜大于1.5m。

2）干壘配筋砌塊砌體結構連接構造

針對干壘配筋砌塊砌體結構，《規程》提出采用全灌芯形式，并結合普通配筋砌塊砌體結構邊緣構件設置方式，規定底部加強部位的軸壓比，二、三級大于0.3時，應設置約束邊緣構件，其他情況應設置構造邊緣構件；要求無翼墻端部、“L”形和“T”形轉角處構造邊緣構件的配筋范圍宜采用圖12中的陰影區域；建議無翼墻端部、“L”形和“T”形轉角處約束邊緣構件的配筋范圍宜采用圖13中的陰影區域；明確邊緣構件配筋范圍內應設置水平箍筋，邊緣構件配筋范圍內的縱向鋼筋和水平箍筋的最小設置要求。

圖12 構造邊緣構件配筋范圍

圖13 約束邊緣構件配筋范圍

2.4 裝配式砌塊砌體制作、現場安裝及質量驗收

裝配式砌塊砌體建造流程明顯區別于普通砌塊砌體建筑形式。在預制砌塊砌體方面，區別于傳統砌塊砌體建造流程，預制砌塊砌體結構質量驗收分工廠及現場質量驗收兩部分（見圖14）。預制砌塊砌體構件制作需在工廠完成質量檢驗，合格后方可出廠。現場施工與驗收部分區別于傳統砌塊砌體部分的則主要是其連接安裝部分，所以《規程》在現場施工及驗收章節重點對預制砌塊砌體的連接安裝工程進行針對性規定。其他均參考現行標準執行，保證《規程》內容的可操作性及與其他規程協調統一。

圖14 預制砌塊砌體建造流程

干壘砌塊砌體建造流程與傳統砌塊砌體相比，在工廠砌塊生產方面基本一致，現場施工與驗收部分區別于傳統砌塊砌體部分的主要是其連接安裝部分（見圖15），所以《規程》在現場施工及驗收章節重點對干壘砌塊砌體的連接安裝工程進行針對性規定，其他均參考現行標準執行。

圖15 干壘砌塊砌體建造流程

3 結語

《規程》首次針對裝配式砌塊砌體的設計建造技術開展系統研究，提出完善的裝配式砌塊砌體建筑技術體系，實現多項技術的創新與突破。《規程》的編制、實施與推廣將開拓砌體結構領域的建筑工業化道路，進一步提升砌塊建筑工業化建造效率與建成品質，推動綠色建筑和建筑工業化進程，減少環境污染，有效降低資源能源消耗及建造成本，同時可豐富裝配式建筑類型，擴大應用范圍，為城鎮化建設提供更多的解決方案，對推動我國裝配式建筑技術革新與應用起到積極作用。