《裝配式混凝土砌塊砌體建筑技術(shù)規(guī)程》編制與技術(shù)要點(diǎn)介紹

文/中國建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 易國輝 張?zhí)m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(xù)發(fā)展和環(huán)境愈加重視，對住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展亦大力支持，建筑工業(yè)化發(fā)展具備技術(shù)條件和政策支撐。而我國傳統(tǒng)砌體建筑體系現(xiàn)場作業(yè)量大，勞動(dòng)密集，但勞務(wù)人員對施工環(huán)境要求變高，勞動(dòng)力缺失越來越顯著，成本越來越高，且現(xiàn)場濕法作業(yè)多，建造質(zhì)量不好控制。如何實(shí)現(xiàn)砌塊建筑快速建造，同時(shí)保障建筑施工質(zhì)量，是發(fā)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(shù)規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)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(jìn)行技術(shù)的有效傳承與創(chuàng)新，并結(jié)合裝配式砌塊砌體建筑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與試驗(yàn)研究成果，從設(shè)計(jì)、構(gòu)件制作、施工安裝、質(zhì)量驗(yàn)收等方面系統(tǒng)提出裝配式砌塊砌體建筑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)解決方案，實(shí)現(xiàn)我國砌體結(jié)構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展與應(yīng)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(yù)制砌塊砌體或干壘砌塊砌體進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與建造的建筑。其中預(yù)制砌塊砌體是指在工廠采用自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，按設(shè)計(jì)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(yùn)輸至施工現(xiàn)場吊裝就位的砌體，工廠通過標(biāo)準(zhǔn)化、流水線式施工作業(yè)使砌體質(zhì)量得到很好保證，現(xiàn)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(xiàn)場采用干壘砌塊進(jìn)行干法壘砌，通過澆筑大流動(dòng)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(tǒng)砌塊砌筑工藝，在實(shí)現(xiàn)快速壘砌建造的同時(shí)降低對工人技術(shù)水平的依賴，運(yùn)輸與設(shè)計(jì)建造均比較靈活。

圖1 預(yù)制砌塊砌體

圖2 干壘砌塊砌體

2 《規(guī)程》重點(diǎn)內(nèi)容介紹

2.1 編制邏輯

《規(guī)程》組織架構(gòu)以國內(nèi)裝配式砌塊砌體2種典型的建造方式——預(yù)制砌塊砌體及干壘砌塊砌體為邏輯編制主線，在建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作與運(yùn)輸、施工安裝、質(zhì)量驗(yàn)收等方面，體現(xiàn)預(yù)制砌塊砌體及干壘砌塊砌體建筑特點(diǎn)，編制目錄如表1所示。

表1 《規(guī)程》編制目錄

2.2 結(jié)構(gòu)體系與設(shè)計(jì)指標(biāo)

按建造方式的不同，《規(guī)程》將裝配式砌塊砌體房屋類別分為預(yù)制砌塊砌體房屋與干壘砌塊砌體房屋。按抗震構(gòu)造的不同，預(yù)制砌塊砌體房屋分為多層預(yù)制砌塊砌體結(jié)構(gòu)和預(yù)制配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)，干壘砌塊砌體房屋分為低層干壘砌塊砌體結(jié)構(gòu)與干壘配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)。

其中預(yù)制砌塊砌體房屋由于預(yù)制砌塊砌體構(gòu)件之間及其與現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件的接縫采用粗糙面、馬牙槎、鋼筋可靠連接等構(gòu)造措施，結(jié)構(gòu)整體性能與普通砌塊砌體結(jié)構(gòu)類似，《規(guī)程》關(guān)于預(yù)制砌塊砌體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)規(guī)定與現(xiàn)場砌筑的普通砌塊砌體一致。但考慮到我國目前關(guān)于裝配式砌塊砌體結(jié)構(gòu)的工程實(shí)踐數(shù)量不多，《規(guī)程》對裝配式砌塊砌體結(jié)構(gòu)采取從嚴(yán)要求原則，與普通砌塊砌體結(jié)構(gòu)相比適當(dāng)降低其最大適用高度（見表2），其中，預(yù)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(jié)構(gòu)采用全灌芯形式，灌孔混凝土可改善砌塊間的接觸關(guān)系，受力性能優(yōu)于普通砌塊砌體結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)結(jié)果表明：按配筋砌塊砌體構(gòu)造配筋的干壘砌塊砌體結(jié)構(gòu)在彈性階段的剛度退化系數(shù)、開裂損傷程度與普通現(xiàn)澆剪力墻接近。編制組基于大量試驗(yàn)研究成果提出系統(tǒng)的干壘砌塊砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)[1]。但考慮到我國目前關(guān)于干壘砌塊砌體結(jié)構(gòu)的工程實(shí)踐數(shù)量偏少，本規(guī)程對干壘砌塊砌體結(jié)構(gòu)的適用高度采取從嚴(yán)要求原則，對干壘砌塊砌體的應(yīng)用范圍限定在多層。

2.3 結(jié)構(gòu)連接

2.3.1 預(yù)制砌塊砌體水平連接

1）多層預(yù)制砌塊砌體結(jié)構(gòu)水平連接

多層普通混凝土小型空心砌塊砌體結(jié)構(gòu)可采用芯柱體系與構(gòu)造柱-芯柱體系，GB 50003—2011《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對多層普通混凝土小型空心砌塊砌體結(jié)構(gòu)芯柱與構(gòu)造柱的設(shè)置位置、配筋構(gòu)造均有明確規(guī)定，通過芯柱與構(gòu)造柱的設(shè)置，有力保證砌塊砌體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，《規(guī)程》規(guī)定多層預(yù)制砌塊砌體結(jié)構(gòu)宜在房屋縱橫墻交接處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并基于構(gòu)造柱的構(gòu)造形式規(guī)定多層預(yù)制砌塊砌體之間應(yīng)采用整體式接縫連接；《規(guī)程》提出當(dāng)接縫位于縱橫墻交接處的構(gòu)造柱區(qū)域時(shí)，構(gòu)造柱區(qū)域宜全部采用現(xiàn)澆混凝土，與現(xiàn)澆混凝土相連的預(yù)制砌塊砌體端部應(yīng)隔皮設(shè)置端部開口砌塊（見圖3，4）；《規(guī)程》要求當(dāng)接縫位于非構(gòu)造柱位置時(shí)，相鄰預(yù)制砌塊砌體之間應(yīng)設(shè)置現(xiàn)澆段（見圖5），現(xiàn)澆段的寬度不應(yīng)小于墻厚且不宜小于200mm，與現(xiàn)澆混凝土相連的預(yù)制砌塊砌體端部應(yīng)隔皮設(shè)置端部開口砌塊，現(xiàn)澆段內(nèi)豎向鋼筋不應(yīng)少于4φ12；與接縫現(xiàn)澆構(gòu)造柱或現(xiàn)澆段混凝土相鄰的砌塊孔洞，地震烈度6～7度時(shí)應(yīng)填實(shí)，地震烈度8度時(shí)應(yīng)填實(shí)并插入1根φ12鋼筋；《規(guī)程》明確預(yù)制砌塊砌體水平鋼筋與現(xiàn)澆構(gòu)造柱或現(xiàn)澆段混凝土拉結(jié)與錨固措施。

圖3 “L”形轉(zhuǎn)角節(jié)點(diǎn)構(gòu)造柱連接

圖4 “T”形轉(zhuǎn)角節(jié)點(diǎn)構(gòu)造柱連接

圖5 “一”字形相鄰預(yù)制砌塊砌體現(xiàn)澆段接縫構(gòu)造

2）預(yù)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(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件配筋要求及構(gòu)造，參照裝配式混凝土剪力墻后澆邊緣構(gòu)件連接形式，《規(guī)程》提出采用現(xiàn)澆配筋砌塊砌體邊緣構(gòu)件或現(xiàn)澆混凝土構(gòu)造柱的形式進(jìn)行預(yù)制配筋砌塊砌體連接，在滿足現(xiàn)行規(guī)范對配筋砌塊砌體抗震構(gòu)造要求的基礎(chǔ)上，在較大程度上方便了現(xiàn)場施工，更有利于保證結(jié)構(gòu)安全與施工質(zhì)量。在預(yù)制配筋砌塊砌體邊緣構(gòu)件的設(shè)置方面，《規(guī)程》提出底部加強(qiáng)部位的軸壓比，一級大于0.2和二、三級大于0.3時(shí)，應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，其他情況應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件；《規(guī)程》規(guī)定無翼墻端部構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋范圍宜為3孔配筋，“L”形和“T”形轉(zhuǎn)角處構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋范圍宜采用圖6中的陰影區(qū)域；《規(guī)程》要求無翼墻端部約束邊緣構(gòu)件的配筋范圍宜為4孔配筋，“L”形和“T”形轉(zhuǎn)角處約束邊緣構(gòu)件的配筋范圍宜采用圖7中的陰影區(qū)域。

圖6 “L”形和“T”形轉(zhuǎn)角處構(gòu)造邊緣構(gòu)件配筋范圍

圖7 “L”形和“T”形轉(zhuǎn)角處約束邊緣構(gòu)件配筋范圍

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

圖8 “L”形轉(zhuǎn)角邊緣構(gòu)件陰影區(qū)域全部現(xiàn)澆構(gòu)造

圖9 “T”形轉(zhuǎn)角邊緣構(gòu)件陰影區(qū)域全部現(xiàn)澆構(gòu)造

圖10 “一”字形相鄰預(yù)制配筋砌塊砌體現(xiàn)澆段接縫構(gòu)造

2.3.2 預(yù)制砌塊砌體豎向連接

結(jié)合裝配式施工要求，考慮現(xiàn)場施工方便以及鋼筋連接需求，《規(guī)程》提出：預(yù)制砌塊砌體水平接縫宜設(shè)置在基礎(chǔ)圈梁頂面與樓面標(biāo)高處（見圖11），接縫宜采用坐漿形式，坐漿下表面應(yīng)設(shè)置粗糙面，坐漿厚度不宜小于20mm。

圖11 水平接縫連接構(gòu)造

2.3.3 干壘砌塊砌體連接構(gòu)造

1）低層干壘砌塊砌體結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造

針對低層干壘砌塊砌體結(jié)構(gòu)，《規(guī)程》提出采用全灌芯連接形式，其構(gòu)造柱及鋼筋混凝土芯柱的設(shè)置規(guī)定基于低多層普通混凝土小型空心砌塊砌體提出，規(guī)定在房屋縱橫墻交接處應(yīng)設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱，構(gòu)造柱的配筋與構(gòu)造應(yīng)滿足GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016年版）及GB 50003—2011《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)多層砌塊房屋的要求；要求與構(gòu)造柱相鄰的砌塊孔洞，地震烈度8度時(shí)應(yīng)設(shè)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(cè)宜設(shè)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(shí)不宜大于2.0m，地震烈度7～8度時(shí)不宜大于1.5m。

2）干壘配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造

針對干壘配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)，《規(guī)程》提出采用全灌芯形式，并結(jié)合普通配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件設(shè)置方式，規(guī)定底部加強(qiáng)部位的軸壓比，二、三級大于0.3時(shí)，應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，其他情況應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件；要求無翼墻端部、“L”形和“T”形轉(zhuǎn)角處構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋范圍宜采用圖12中的陰影區(qū)域；建議無翼墻端部、“L”形和“T”形轉(zhuǎn)角處約束邊緣構(gòu)件的配筋范圍宜采用圖13中的陰影區(qū)域；明確邊緣構(gòu)件配筋范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置水平箍筋，邊緣構(gòu)件配筋范圍內(nèi)的縱向鋼筋和水平箍筋的最小設(shè)置要求。

圖12 構(gòu)造邊緣構(gòu)件配筋范圍

圖13 約束邊緣構(gòu)件配筋范圍

2.4 裝配式砌塊砌體制作、現(xiàn)場安裝及質(zhì)量驗(yàn)收

裝配式砌塊砌體建造流程明顯區(qū)別于普通砌塊砌體建筑形式。在預(yù)制砌塊砌體方面，區(qū)別于傳統(tǒng)砌塊砌體建造流程，預(yù)制砌塊砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗(yàn)收分工廠及現(xiàn)場質(zhì)量驗(yàn)收兩部分（見圖14）。預(yù)制砌塊砌體構(gòu)件制作需在工廠完成質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方可出廠?，F(xiàn)場施工與驗(yàn)收部分區(qū)別于傳統(tǒng)砌塊砌體部分的則主要是其連接安裝部分，所以《規(guī)程》在現(xiàn)場施工及驗(yàn)收章節(jié)重點(diǎn)對預(yù)制砌塊砌體的連接安裝工程進(jìn)行針對性規(guī)定。其他均參考現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，保證《規(guī)程》內(nèi)容的可操作性及與其他規(guī)程協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

圖14 預(yù)制砌塊砌體建造流程

干壘砌塊砌體建造流程與傳統(tǒng)砌塊砌體相比，在工廠砌塊生產(chǎn)方面基本一致，現(xiàn)場施工與驗(yàn)收部分區(qū)別于傳統(tǒng)砌塊砌體部分的主要是其連接安裝部分（見圖15），所以《規(guī)程》在現(xiàn)場施工及驗(yàn)收章節(jié)重點(diǎn)對干壘砌塊砌體的連接安裝工程進(jìn)行針對性規(guī)定，其他均參考現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

圖15 干壘砌塊砌體建造流程

3 結(jié)語

《規(guī)程》首次針對裝配式砌塊砌體的設(shè)計(jì)建造技術(shù)開展系統(tǒng)研究，提出完善的裝配式砌塊砌體建筑技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新與突破?！兑?guī)程》的編制、實(shí)施與推廣將開拓砌體結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的建筑工業(yè)化道路，進(jìn)一步提升砌塊建筑工業(yè)化建造效率與建成品質(zhì)，推動(dòng)綠色建筑和建筑工業(yè)化進(jìn)程，減少環(huán)境污染，有效降低資源能源消耗及建造成本，同時(shí)可豐富裝配式建筑類型，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，為城鎮(zhèn)化建設(shè)提供更多的解決方案，對推動(dòng)我國裝配式建筑技術(shù)革新與應(yīng)用起到積極作用。