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        建築工業化如何解決“四板”問題

        日期:2015年3月25日 14:09

        “四板”是建築結構工業化施工中的重要問題。眾所周知,“四板”是外牆板、內牆板(內承重剪力牆)、樓板及內隔斷牆板(非承重牆),這“四板”對鋼筋混凝土剪力牆結構來講幾乎占了全部結構構件;對鋼筋混凝土框架結構來講,占70%(柱、梁之外)。正確處理好這“四板”的工業化施工問題,基本就解決了建築工程結構施工的工業化問題。
        外牆板,應堅持“三合一外牆預製板”
          外牆板與內剪力牆板截然不同,功能也完全不一樣。外牆板有保溫隔熱功能,還有外飾麵裝飾功能,若采用現澆混凝土外牆板,外側還有兩道複雜工序,一道是保溫層,另一道是裝飾層,都要在結構層完成後再搭腳手架進行這兩層作業,不僅工期長、工藝複雜、高空操作難度大,還有安全風險,必須支設腳手架和進行材料運輸等作業。如果將結構層、保溫層和裝飾層全部在構件廠內完成,製作成三合一的外牆預製板,運到現場一次吊裝,十幾分鍾就可完成這三大工序,外門窗都可以在構件廠內與外牆板製作同時安裝。這整套工藝在二十多年前已在北京大麵積推廣應用,如京城大廈52層鋼結構外牆就采用這樣的施工工藝,長富宮飯店、中信大廈以及北京上百萬平方米的高層住宅都采取了這種工藝,效果非常好。不僅高層鋼結構可采用這種工藝,高層鋼筋混凝土框架結構、鋼筋混凝土剪力牆結構等公共建築和住宅都可以推廣應用。這些帶飾麵的外牆板有的是馬賽克,有的是麵磚,都是在一般小型構件廠反打一次成型,迄今未見飾麵層有剝落現象,效果十分理想。
         外牆采用“三合一預製外牆板”大大簡化了施工工藝,減少多道工序,可以加快施工速度,降低安全隱患和風險。采用“三合一預製外牆板”還具有保溫層與結構層同壽命的優點。另外,外牆板采取現澆工藝難度較大,首先是現澆外牆板需支設模板,必須有牢靠的結構腳手架,耗費大量鋼材、人工和費用,加上綁紮鋼筋,需要大量的塔式起重機吊次和人工,加大了工程成本。另外,在鋼筋混凝土框架結構或鋼結構施工時,如外牆采用預製裝配,還可以進行立體交叉作業,在結構達到一定高度時,下麵即可安裝外牆板進行封閉,室內也可及早插入二次結構、機電安裝和各項室內裝飾工程,可以大大加快整體施工進度。
        內牆板,預製裝配和現澆均可
          內牆板(內承重剪力牆)可以采用預製裝配也可以采用大模板現澆方案,兩者都可以達到先進工業化施工水平,這與地區和層數有關。按我國習慣,一般在地震區的高層建築宜采用內牆現澆,因為整體性好,但地震區的多層建築(6層以下)也可以采用預製裝配內牆,在非地震區則無論是高層或多層都可以采用預製裝配內牆,這取決於設計單位的抗震設計要求。2008年汶川地震後,建設抗震設計規範增加了“多、高層的混凝土樓、屋蓋宜優先采用現澆混凝土板,當采用預製裝配混凝土樓、屋蓋時,應從樓蓋體係和構造上采取措施,確保各預製板之間連接的整體性”的條文,該條文並未禁止在高層建築中采用預製構件,但必須保證預製構件之間連接的整體性。關於連接的整體性問題,在國外已逐步得到解決,近四十年來,國外不少多震地區的高層裝配混凝土結構先後經受了1968、1972和1990年的三次裏氏7.2~7.7級的強地震,如菲律賓、日本阪神、美國關島等,無論是低層還是高層的預製裝配混凝土結構都經受了重大地震的考驗。據有關資料介紹,東京幾乎有40%的35~43層高層建築采用預製混凝土結構建成,所以地震區高層建築采用預製裝配式混凝土結構也是可行的。我國大連的希望大廈地上40層就是按抗震要求設計的裝配式混凝土結構建築。
         從建築工業化角度分析,必須明確不僅僅預製裝配式混凝土是建築工業化施工,現澆混凝土也可以實施工業化施工。高層建築鋼筋混凝土剪力牆結構的內牆(尤其是地震區),采用現澆混凝土大模板施工比搞裝配式內剪力牆更為有利(內牆采用預製裝配造價高),無論從經濟、技術、質量、抗震等方麵都具有一定優勢。尤其是現階段,混凝土構件廠剛起步不久,規模不夠大,要供應大量預製構件比較困難,加之目前已有大量現澆混凝土施工的先進機械設備,在這樣的條件下,在高層建築鋼筋混凝土剪力牆結構的內牆采用現澆更為有利。總之,對於內承重牆究竟采用預製裝配還是采用現澆,要因地製宜根據不同地區、工程、條件實事求是選用。
        樓板,可發展預製空心樓板
          在鋼筋混凝土結構中,樓板占的比例很大且麵廣、工藝複雜,特別是使用大量模板,用工也較多,這是解決鋼筋混凝土結構工業化施工的重點項目。實踐證明,現澆混凝土樓板並非不能實現工業化施工。在上世紀八十年代初,美國從支模、綁紮鋼筋工藝入手,結合鋼筋混凝土結構體係的改革,采用無梁樓蓋體係,大麵積采用工具式“飛模”(又名桌模)和鋼筋點焊網片等創新工藝,成功地解決了現澆鋼筋混凝土樓板的工業化施工問題,應該說這種方式是可行的。但由於我國的建築施工體製問題,多年來一直無法推廣,北京隻推廣了2個工程就停用了。第二種工藝是全預製樓板,我國從上世紀五十年代就開始使用,全國都曾大麵積推廣應用,預製樓板的工廠“土洋”結合,以“土”為主,到處鋪滿,除個別大型公共建築外,幾乎所有建築(住宅、學校、辦公樓等)都采用預製空心樓板,但到了上世紀九十年代後,由於抗震和其他一些原因,預製樓板很快消失了,連預製構件廠基本都關門了。現在回想並詳細分析,一致認為發展預製空心樓板仍是工業化施工的重要方麵,但必須因地製宜,例如在非地震區或地震區的多層建築采取一些有效的構造措施還是可以使用,堅決不能“一刀切”。所以預製空心樓板仍然是工業化施工的重要手段,應因地製宜地大力推廣應用。其次是地震區的高層建築樓板究竟采取什麽工藝值得思考和研究,從目前的情況分析,還是采用疊合樓板為宜,盡管這並不是十分理想的工藝,既有預製又有現澆,但目前還沒有更好的辦法來解決地震區高層建築樓板的工業化施工問題。疊合板也同樣適用於高層建築鋼結構的樓板,至於鋼結構可否采用預製裝配式混凝土樓板,有待進一步研究,隻要連接到位,也不是不可行。
         與鋼筋混凝土樓板工業化施工有密切關係的是鋼筋混凝土結構體係問題。上個世紀七十年代美國大量推廣了“無梁樓蓋”結構體係,采用“飛模”成功地解決了鋼筋混凝土樓蓋的工業化施工問題。應該指出“無梁樓蓋”體係是一種先進的結構,也可以說是一種符合建築工業化的體係,具有許多優點,可以降低層高、便於施工等,但在中國由於設計規範在地震區限高使用,所以極少采用。目前新規範已放寬到30m高度以下的建築可以采用“無梁樓蓋”體係,並且在非地震區不受限製。因此,在非地震區和地震區限定高度以下的建築工程完全可以推廣“無梁樓蓋”配合“飛模”施工來實現現澆鋼筋混凝土建築的工業化施工問題,為我國建築工業化開辟一條新的途徑。各種快速拆模體係也是模板工業化施工的重要原因,但必須是整體工具化的模板,如“台式模板早拆體係”等效果較好。
        內隔斷牆,須采用預製裝配
         非承重內隔斷牆必須采用預製裝配,徹底消除砌築、抹灰。我國從上個世紀七十年代就開始使用輕質混凝土(包括加氣混凝土)條板(寬600mm×層高),北京在同期還采用預製鋼筋混凝土薄板(50mm厚)用作隔斷牆,在現場采取成組立模的生產工藝效果都非常好。采用這類隔斷牆既不用砌築又無抹灰,取消了濕作業並且大大加快施工進度。到了上世紀九十年代在北京又大麵積地推廣應用了輕質陶粒混凝土條形預製空心隔牆板,兩麵光滑且不用抹灰,當時“遍地開花”,後來由於國家禁止使用黏土陶粒,該工藝隨即消失,加氣混凝土塊雙麵抹灰的隔牆又重新啟用。所以內隔斷牆經曆了四十年的反複,迄今仍然是“百花齊放”,沒有擺脫砌築、抹灰的命運。盡管有些地區采用了輕鋼龍骨石膏板隔牆、空心石膏砌塊、免抹灰砌塊(或磚)等隔斷牆,但終究沒有消除落後笨重的手工操作,尤其是鋼筋混凝土框架結構及鋼結構工程室內隔斷牆的數量相當大,所以必須認真對待室內非承重隔斷牆的施工工業化問題。
         根據過去的實踐經驗,結合我國實際,還是采用預製輕質混凝土整塊大板或條板為宜,必須采取預製裝配工藝。如果采取整塊大板可一次安裝完成,加快工程進度、節省用工、整體性好,但要影響結構階段工期;采用條板可在結構施工階段將條板捆紮後先吊進各樓層,在二次結構施工時再進行分散安裝。以上兩種工藝各有弊端,宜在實踐中選用。目前采用輕質隔斷板的最大阻力是采用何種輕骨料的問題,黏土陶粒禁止使用,又找不到現成、量大、易開采的輕質骨料(如浮石等)。目前,有4種方案可以考慮,一是使用“煙灰陶粒”,國內僅在極少數地區生產;二是使用發泡水泥(摻加珍珠岩或其他輕骨料);三是仍使用加氣混凝土;四是采用水泥聚苯顆粒(但需有骨架)。總之,必須盡快找到一種優化的方案,要求大家在實踐中不斷創新以解決這個重大難題。(建築時報)

        所屬類別: 科技創新

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