裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范發(fā)展及灌漿密實(shí)度檢測技術(shù)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(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司；2 華南理工大學(xué)）

0 前言

在國家大力推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)化，積極發(fā)展綠色建筑的背景下，裝配式建筑發(fā)展迅速，而技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是推動(dòng)裝配式建筑發(fā)展的強(qiáng)力基石[1]。我國目前出臺(tái)有系列裝配式建筑技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系以及工程驗(yàn)收的相關(guān)規(guī)定和措施，但存在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)支撐不足、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)暫時(shí)缺失、關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度不高等問題[2]，未能形成覆蓋全過程、主要產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)體系，無法滿足裝配式建筑發(fā)展需求，以及突破發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化瓶頸。

以連接節(jié)點(diǎn)為例，鋼筋套筒灌漿連接是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)主要連接方式，其質(zhì)量對裝配式建筑結(jié)構(gòu)有重要影響。鋼筋套筒灌漿連接接頭的強(qiáng)度和變形、灌漿料的密實(shí)度是質(zhì)量檢測工作中的重要內(nèi)容，而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是保證質(zhì)量、規(guī)范操作、實(shí)施質(zhì)量控制的重要參照。因此，研究標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)與關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立適合我國國情的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)體系，有重要的現(xiàn)實(shí)意義和市場需求[2]。

1 國外裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)體系概況

國外裝配式建筑發(fā)展較早，其標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、社會(huì)化、商品化程度較高，美國、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都針對裝配式建筑發(fā)展過程中的問題進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)研究并提出了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化解決方案，編制了包括裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、構(gòu)件部品等在內(nèi)的裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)。美國預(yù)應(yīng)力協(xié)會(huì)制定了影響廣泛的《PCI涉及手冊》，聯(lián)邦政府住房和城市發(fā)展部頒布了HUD 標(biāo)準(zhǔn)，HUD 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)體系、鋼結(jié)構(gòu)模塊化大體積建造體系是三大著名技術(shù)體系。歐盟編寫了歐洲規(guī)范，廣泛應(yīng)用于建筑和土木工程的設(shè)計(jì)，是歐盟成員國的法定標(biāo)準(zhǔn)[4]。法國結(jié)構(gòu)體系預(yù)制率可高達(dá)80%，法國混凝土工業(yè)聯(lián)合會(huì)和混凝土制品研究中心將全國60 個(gè)預(yù)制廠所提供的產(chǎn)品信息編制研發(fā)出了一套住宅通用G5 軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠保留原有建筑設(shè)計(jì)并轉(zhuǎn)化為預(yù)制部件建造，在國際上受到極大關(guān)注。德國在針對部品、結(jié)構(gòu)體系、生產(chǎn)安裝、檢測等方面都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，具有完整齊全的標(biāo)準(zhǔn)體系。丹麥的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)是國際ISO 模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的范本，并且為了配合全產(chǎn)業(yè)鏈順利運(yùn)行，從設(shè)計(jì)階段就做出相關(guān)規(guī)定。瑞典在完善的標(biāo)準(zhǔn)體系基礎(chǔ)上發(fā)展通用部件，并將模數(shù)協(xié)調(diào)的研究作為基礎(chǔ)工作，形成“瑞典工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”（SIS），實(shí)現(xiàn)了部品尺寸、對接尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化，其模數(shù)規(guī)范MC90 于2012年更新為更加完整的MC2010。日本于20 世紀(jì)五、六十年代提出了“住宅建設(shè)十年計(jì)劃”的建設(shè)方針，并且對裝配式建筑在財(cái)政、稅收以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面均提供了大力的政策支持，其各類住宅部件（構(gòu)配件、制品設(shè)備）工業(yè)化、社會(huì)化生產(chǎn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)十分齊全，部件尺寸和功能標(biāo)準(zhǔn)都已成體系，包括日本預(yù)制建筑協(xié)會(huì)編寫的《預(yù)制建筑技術(shù)集成》叢書、《預(yù)制混凝土工程》(JASS10)和《混凝土幕墻》（JASS14）等標(biāo)準(zhǔn)[1-2,5-6]。新加坡自20 世紀(jì)80 年代推廣建筑工業(yè)化以后，裝配式建筑技術(shù)發(fā)展迅猛，預(yù)制裝配式混凝土技術(shù)廣泛應(yīng)用于組屋體系，總建設(shè)量達(dá)79%[7]。

2 國內(nèi)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

我國裝配式建筑自20 世紀(jì)50 年代開始發(fā)展，并且陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但于20 世紀(jì)80 年代后期陷入停滯。自2016 年起，國家和有關(guān)地方陸續(xù)出臺(tái)了多項(xiàng)促進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的政策文件，包括《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》、《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》、《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，《廣東省人民政府辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的實(shí)施意見》等。在標(biāo)準(zhǔn)方面，國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)等也相繼出臺(tái)，明確了裝配式建筑遵循全生命周期的可持續(xù)原則。

2.1 國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

為了規(guī)范裝配式混凝土建筑的建設(shè)，制定了《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51231－2016）、《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50002－2013）、《預(yù)應(yīng)力混凝土空心板》（GB/T 14040－2007）、《預(yù)應(yīng)力混凝土肋形屋面板》（GB/T 16728－2007）等。這些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)輸、施工安裝和質(zhì)量驗(yàn)收等方面的內(nèi)容作出了規(guī)定。

2.2 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

《預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 224-2010）、《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 1－2014）等，明確了建筑材料、建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、框架設(shè)計(jì)等方面的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)對構(gòu)件制作、運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)施工及工程驗(yàn)收也作出了規(guī)定，加強(qiáng)了裝配式結(jié)構(gòu)整體性的設(shè)計(jì)要求，對剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、外掛墻板、鋼筋套筒灌漿連接等有關(guān)規(guī)定和技術(shù)要求進(jìn)行了補(bǔ)充。

2.3 地方標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

目前，各地均不同程度地開展有關(guān)裝配式建筑地方標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。北京出臺(tái)了《預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/T 968－2013）、《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》（DB42T 1225－2016）。上海出臺(tái)了《裝配整體式混凝土建筑檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（DG/T 08-2252－2018）。山東出臺(tái)了《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/T 5106－2018）、《裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》（DB37/T 5019－2014）[8]。天津出臺(tái)了《裝配式建筑預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》（DB/T29-245－2017）。廣東出臺(tái)了《裝配式混凝土建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》DBJ/T 15/71－2019，等。

3 國內(nèi)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)存在的問題

裝配式建筑的最大優(yōu)勢在于行業(yè)規(guī)范化與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化?！堆b配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 1－2014）是我國裝配式混凝土建筑領(lǐng)域的首本重要標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合了大量國外相關(guān)資料與我國自身工程實(shí)踐。之后，相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)、地方標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)迅速跟進(jìn)［9］，但整體上對于新技術(shù)的覆蓋面仍舊不夠，相關(guān)質(zhì)量控制與檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對滯后。

我國現(xiàn)行的國家、行業(yè)及地方標(biāo)準(zhǔn)等均對裝配式建筑材料、預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品質(zhì)量、施工安裝、實(shí)體性能、檢驗(yàn)驗(yàn)收的具體要求和檢驗(yàn)方法做了詳細(xì)的規(guī)定。但由于目前國內(nèi)裝配式發(fā)展現(xiàn)狀的限制，系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范目前尚缺乏大量實(shí)際工程數(shù)據(jù)或理論實(shí)踐，絕大多數(shù)采用的仍然是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)的無損檢測技術(shù)、建筑質(zhì)量控制檢測和鑒定思路，其應(yīng)用于裝配式建筑檢測鑒定的可靠性和準(zhǔn)確度仍有待驗(yàn)證［10］。

國內(nèi)裝配式標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要存在以下特點(diǎn)：

⑴從全流程方面看，側(cè)重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，缺乏建筑設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌考慮。

⑵從全產(chǎn)業(yè)鏈方面看，側(cè)重于主體結(jié)構(gòu)的裝配化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但部品的工業(yè)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)上仍存在諸多疑問，有的需要進(jìn)一步進(jìn)行理論基礎(chǔ)研究和試驗(yàn)研究，有的實(shí)際并不適用于應(yīng)用推廣，包括連接方式、接縫處理等方面仍有待進(jìn)一步探索。

⑷在部品檢測、認(rèn)證方面，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)有所欠缺，以及施工管理方面的標(biāo)準(zhǔn)也有待進(jìn)一步補(bǔ)充。

⑸從整體標(biāo)準(zhǔn)體系上看，不同層級的標(biāo)準(zhǔn)尚未形成合力，各地、各類型標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范較多、不夠統(tǒng)一，推廣較難。

4 鋼筋套筒灌漿密實(shí)度檢測標(biāo)準(zhǔn)及檢測技術(shù)

鋼筋套筒灌漿連接是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)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(nèi)灌漿料硬化后，會(huì)產(chǎn)生較高的強(qiáng)度，并具有微膨脹特性。因此，當(dāng)套筒受到約束作用時(shí)，灌漿料和套筒間會(huì)產(chǎn)生較大正應(yīng)力，鋼筋借此正應(yīng)力產(chǎn)生摩擦力，以此實(shí)現(xiàn)傳力的鋼筋對接連接[11-12]。倘若套筒內(nèi)灌漿料存在缺陷，則可能導(dǎo)致接頭無法實(shí)現(xiàn)有效連接，從而影響連接性能和結(jié)構(gòu)的整體性，因此，鋼筋套筒灌漿連接的質(zhì)量控制是裝配式混凝土建筑可靠性和安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51231－2016）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 1－2014）中，對鋼筋套筒灌漿連接的質(zhì)量控制手段是采用制作平行試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和監(jiān)理現(xiàn)場監(jiān)督來實(shí)現(xiàn)，目前尚未有廣泛可行的實(shí)體無損檢測方法。地方標(biāo)準(zhǔn)中，山東編制的《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/T 5106－2018）對灌漿傳感器的布置及飽滿度檢測方法進(jìn)行了規(guī)定；上海編制的《裝配整體式混凝土建筑檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（DGTJ08-2252－2018）明確了預(yù)埋傳感器法、預(yù)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(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于鋼筋套筒灌漿連接密實(shí)度的檢測方法及有關(guān)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)仍有待完善。

近年來，許多科研工作者針對套筒灌漿密實(shí)度的無損檢測方法進(jìn)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(yè)CT 技術(shù)、阻尼振動(dòng)法及預(yù)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(shù)仍有待進(jìn)一步研究。

5 結(jié)論與展望

目前，我國裝配式建筑相關(guān)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)雖在加快修訂，各省市地方也先后編制了大量質(zhì)量控制、驗(yàn)收、檢測等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但仍存在一些不足。以套筒灌漿連接密實(shí)度檢測為例，近些年雖在不斷發(fā)展，但在檢測標(biāo)準(zhǔn)或者檢測技術(shù)與方法上尚存在不足：

⑴現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范目前主要針對套筒灌漿施工操作時(shí)和生產(chǎn)前進(jìn)行檢驗(yàn)規(guī)定，對施工完成后的隱蔽工程難以有效檢驗(yàn)；

⑵缺乏統(tǒng)一的檢測評判標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致實(shí)際工程中技術(shù)要求不一、控制方法多樣，且有效檢測手段匱乏；

⑶現(xiàn)有鋼筋套筒灌漿密實(shí)度的檢測方法都具有一定的局限性，現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)相對較少、缺乏實(shí)踐支撐。

綜合實(shí)際工程中質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和檢測技術(shù)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀，從現(xiàn)有檢測技術(shù)優(yōu)劣性、適用性、局限性入手，在現(xiàn)有多樣性的基礎(chǔ)上尋找統(tǒng)一協(xié)調(diào)，建立健全檢測技術(shù)體系，積極研究探索更為有效的檢測技術(shù)，是未來重要的發(fā)展方向。一是可利用信息通訊、機(jī)器學(xué)習(xí)、5G網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，與高精度儀器發(fā)展相結(jié)合，促進(jìn)儀器、傳感器、數(shù)據(jù)采集、分析等的結(jié)合發(fā)展，發(fā)展多學(xué)科、多技術(shù)手段交叉的新型檢測技術(shù)；二是采用多種檢測方法相結(jié)合的方式，提高檢測技術(shù)、方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用；三是進(jìn)一步加大現(xiàn)場檢測技術(shù)研究，提高各項(xiàng)檢測方法的適用性和質(zhì)量評判的準(zhǔn)確性。