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，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制墻板豎向連接方式、預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，通過對這些差異進行深入的分析，拓寬了自己對裝配式混凝土住宅的認識。

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)，單體預制裝配率50%。PC構(gòu)件設(shè)于標準層，主要預制構(gòu)件為預制內(nèi)外墻板、預制內(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住宅產(chǎn)業(yè)化的重點項目。

2 預制墻板豎向連接方式的差異

預制裝配式混凝土住宅中預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者對這個節(jié)點的各種連接方式的抗震性能進行了研究。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制板墻的底部留洞，洞內(nèi)設(shè)有預制套筒，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)和預制板墻齊平。下層預制板墻頂部設(shè)有與上層套筒對應(yīng)的豎向預留連接鋼筋，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)向的注漿孔進行灌漿→對操作空間用高一級的混凝土進行封閉→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，有學者更是對套筒灌漿質(zhì)量進行了專項研究，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)場加水導致強度降低；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 預制外墻板水平拼縫防水節(jié)點的差異

預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。本項目的預制外墻為復合墻板，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灌漿層，內(nèi)口用專用高強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，較厚的復合保溫墻板肯定導致室內(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《裝配式建筑評價標準》 (GBT 51129-2017)，其中對裝配率計算有著詳細的規(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)指標獎勵加權(quán)得分這一項，并規(guī)定了當?shù)匮b配率按國標計算不低于50%，按當?shù)貥藴视嬎悴坏陀?5%。

合肥市裝配率計算公式如下所示：

式中：Q1為主體結(jié)構(gòu)指標的實際得分值；Q2為圍護墻和內(nèi)隔墻的指標實際得分值；Q3為裝修和設(shè)備管線指標的實際得分值；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=建筑單體預制率+ 部品裝配率+其他

式中：建筑單體預制率=Σ(構(gòu)件權(quán)重×修正系數(shù)×預制構(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方法計算出的裝配率遠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)詳細了解當?shù)卣?，從設(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識了預制墻板豎向連接方式、預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)商的目標打下基礎(chǔ)。