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楊嗣信:對(duì)多層住宅建筑工業(yè)化施工的建議

2016年07月15日

打印專(zhuān)業(yè)人士:楊嗣信   來(lái)源:施工技術(shù)

20世紀(jì)50年代至70年代末,我國(guó)住宅建筑多為多層砌體結(jié)構(gòu)。自1976年,位于北京前三門(mén)十里長(zhǎng)街的40多萬(wàn)㎡以大模板為主要工藝的鋼筋混凝土高層住宅出現(xiàn)后,全國(guó)各地(尤其是上海、深圳、廣州等城市)紛紛開(kāi)始建造高層住宅建筑,但6層左右的多層砌體結(jié)構(gòu)住宅仍占主要地位。隨著我國(guó)鋼材、水泥產(chǎn)量迅速增長(zhǎng),加之粘土磚被限制、禁止使用,高層建筑迅速發(fā)展,一般中、小城市也開(kāi)始大量建造高層住宅。究其原因之一,是在限制、禁止使用粘土磚的同時(shí),沒(méi)有找到可以替代粘土磚墻的有效墻體材料,當(dāng)時(shí)曾一度推行各種混凝土砌塊,結(jié)果以失敗告終(原因不再詳述)。因采用加氣砌塊無(wú)法代替結(jié)構(gòu)承重墻,采用鋼筋混凝土剪力墻或框架結(jié)構(gòu)又有些大材小用,還不如直接建鋼筋混凝土高層住宅。10多年過(guò)去了,仍未找到合乎我國(guó)實(shí)情的多層住宅理想結(jié)構(gòu)體系。應(yīng)該指出:多層住宅是比較適宜居住的一種住宅類(lèi)型,與高層住宅相比具有一定優(yōu)勢(shì),尤其是在我國(guó)中小城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)中占有重要地位。但是,由于結(jié)構(gòu)體系和墻體材料的局限性,使我國(guó)多層住宅的發(fā)展和推廣應(yīng)用受到阻礙。


近幾年,住建部提出了“建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”,這正是大力研發(fā)多層住宅結(jié)構(gòu)體系的大好時(shí)機(jī)。在新一輪發(fā)展建筑工業(yè)化的浪潮中,應(yīng)集中精力對(duì)多層住宅的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行研發(fā),找出既符合“建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”要求,又安全、舒適、經(jīng)濟(jì),且施工方便的綠色多層住宅體系,為推動(dòng)多層住宅發(fā)展而努力。



近10年來(lái),全國(guó)各地均對(duì)多層住宅結(jié)構(gòu)做了相關(guān)研究,關(guān)鍵問(wèn)題是用什么材料替代粘土磚,歸根到底是“墻體改革”的問(wèn)題,但研究成果并不理想。住建部提出“建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”,并組織編制《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》明確提出:建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配式施工、一體化裝飾、信息化管理和智能化應(yīng)用。傳統(tǒng)多層住宅以砌墻、抹灰為主導(dǎo),施工方式粗放、生產(chǎn)效率低、能源消耗高、建筑品質(zhì)差,不符合建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的要求。建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化是推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要內(nèi)容,以創(chuàng)新為引領(lǐng)、以?xún)?yōu)化結(jié)構(gòu)為龍頭,帶動(dòng)建筑材料、機(jī)械設(shè)備和信息技術(shù)的發(fā)展。因此,在研發(fā)多層住宅結(jié)構(gòu)體系的過(guò)程中,必須緊緊圍繞上述精神。


一、方案1:全裝配體系

墻體系統(tǒng)

1)外墻 采用“三合一”(結(jié)構(gòu)層、保溫層和裝飾層)外墻預(yù)制墻板(厚度為200~220mm),可采用輕質(zhì)混凝土(粉煤灰陶粒作粗骨料),保溫材料采用SMXT 復(fù)合保溫板(導(dǎo)熱系數(shù)為0.012W/m?K),飾面層一般以涂料(包括仿石涂料)為主,也可采用預(yù)制反打面磚飾面。


2)內(nèi)墻8度及8度以上抗震區(qū)宜以現(xiàn)澆混凝土為主,墻體厚度160~180mm,混凝土強(qiáng)度為C30。考慮地震作用,盡量將內(nèi)縱墻拉通。在非地震區(qū)或7度及7度以下設(shè)防的抗震區(qū)應(yīng)優(yōu)先選用預(yù)制鋼筋混凝土內(nèi)墻板。實(shí)行全預(yù)制墻體體系,可以大大提高預(yù)制裝配率和工業(yè)化水平,減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。即使在地震區(qū)也可通過(guò)采取抗震措施實(shí)現(xiàn)多層住宅工程全裝配施工。


3)非承重隔斷墻 宜采用輕質(zhì)混凝土(粉煤灰陶粒作粗骨料)圓孔條板(兩面光),寬度以600mm為宜、厚100mm。也可采用普通混凝土實(shí)心板(整塊),厚60~80mm,在施工過(guò)程中隨結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝。輕質(zhì)混凝土圓孔條板可在結(jié)構(gòu)施工階段預(yù)先吊入室內(nèi),裝修階段再分散安裝。這種輕質(zhì)混凝土圓孔條板在過(guò)去曾被廣泛使用,效果良好,后因禁用粘土陶粒被淘汰。


4)衛(wèi)生間、廚房 采用盒子結(jié)構(gòu),隨結(jié)構(gòu)施工安裝就位。盒子結(jié)構(gòu)內(nèi)主要設(shè)備(如洗手盆、櫥柜、洗菜盆等)都在工廠(chǎng)預(yù)制安裝完畢,運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),隨結(jié)構(gòu)施工吊裝就位。這種模式在國(guó)外已普遍應(yīng)用。


樓板工程

1)非抗震區(qū)或抗震設(shè)防烈度7度及7 度以下地區(qū)宜采用預(yù)制圓孔條板,伸入墻內(nèi)10~15mm(留出胡子筋),也可采用大樓板(每個(gè)開(kāi)間一塊)兩面光。


2)抗震設(shè)防烈度為8 度及8 度以上地區(qū),宜采用疊合板,目前使用較多,效果良好。這種疊合板(厚60mm 左右)在工廠(chǎng)可采用聯(lián)動(dòng)線(xiàn)生產(chǎn),效率高,用工極少。


各種小型構(gòu)件

陽(yáng)臺(tái)板、樓梯及其它小型構(gòu)件均采用清水混凝土預(yù)制構(gòu)件,安裝后不再抹灰。


地下部分

帶地下室的多層住宅,除地下室底板采用現(xiàn)澆混凝土外,其它構(gòu)件包括地下室內(nèi)、外墻均可采用鋼筋混凝土預(yù)制裝配工藝。由于過(guò)去未曾考慮地下部分采用預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu),目前尚缺少這方面的經(jīng)驗(yàn),有待進(jìn)一步探索研究。


二、方案2:EVE預(yù)制圓孔板剪力墻結(jié)構(gòu)體系

北京珠穆朗瑪綠色建筑科技有限公司、北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)公司、北京雙圓工程咨詢(xún)監(jiān)理有限公司等共同創(chuàng)新研發(fā)了一種新型結(jié)構(gòu)體系——“EVE 預(yù)制圓孔板剪力墻結(jié)構(gòu)體系”,擬用在高層(11層)住宅工程中。目前3層試驗(yàn)樓已完工,擬正式使用。該體系內(nèi)、外墻全部采用鋼筋混凝土預(yù)制圓孔條板,圓孔板(包括外墻保溫)均在工廠(chǎng)內(nèi)預(yù)制完成,運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后就位拼裝。所有圓孔內(nèi)全部配置鋼筋并澆灌混凝土,使得內(nèi)、外墻鋼筋連通,整體性較好。圓孔條板垂直拼接處均設(shè)有類(lèi)似鋼筋混凝土組合柱形式的大拼縫,構(gòu)造合理、抗震性能較好。樓板采用疊合樓板,小型構(gòu)件全部為預(yù)制裝配構(gòu)件。上述體系的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)、外墻均為圓孔條板,重量輕、安裝簡(jiǎn)易、施工方便,無(wú)需中、大型起重設(shè)備。此外,構(gòu)件生產(chǎn)加工易于操作,模板工藝也較為簡(jiǎn)單,可采用成組立模,甚至可以采用土法(長(zhǎng)線(xiàn)法)生產(chǎn),投資少。唯一缺點(diǎn)是每個(gè)圓孔都要澆灌混凝土,工序繁瑣。



筆者認(rèn)為,此結(jié)構(gòu)體系最適合中小型城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的多層住宅建設(shè)。由于該體系首次正式投入使用,很多方面尚需進(jìn)一步完善,如:圓孔板是否可以采用陶粒輕質(zhì)混凝土,是否每個(gè)圓孔內(nèi)都需要澆灌混凝土,圓孔板的最佳厚度,內(nèi)承重墻是否可以采用現(xiàn)澆混凝土或局部采用現(xiàn)澆混凝土等。希望有關(guān)部門(mén)、企業(yè)在竣工后從設(shè)計(jì)、施工、經(jīng)濟(jì)、工期等方面進(jìn)行總結(jié),對(duì)相關(guān)問(wèn)題作出進(jìn)一步研究,以便該體系的推廣應(yīng)用。


三、方案3:框架輕板體系

框架輕板體系,可參考《對(duì)混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)裝配化施工的若干建議——五論建筑工業(yè)化》中的方案,即柱和剪力墻采用現(xiàn)澆混凝土、梁采用疊合梁、樓板采用疊合樓板或預(yù)制圓孔板。由于多層住宅總高度并不高,因此建議外墻板采用發(fā)泡水泥“三合一”墻板或加氣混凝土“三合一”外墻板,其它小型構(gòu)件、非承重隔斷墻可按“方案1”施工。衛(wèi)生間、廚房也可用盒子結(jié)構(gòu),地下部分除基礎(chǔ)底板外均可考慮預(yù)制裝配。


四、方案4:改進(jìn)“外磚內(nèi)模”體系

早在1979年,北京曾研發(fā)了“外磚內(nèi)模”(或稱(chēng)“外砌內(nèi)澆”)多層(6層)住宅體系,并逐步應(yīng)用于賓館、酒店等工程。在北京曾推廣應(yīng)用200多萬(wàn)㎡,效果良好。該體系外墻為370mm 磚墻,內(nèi)墻為現(xiàn)澆混凝土,用大模板施工,但并沒(méi)有得到大面積推廣,原因迄今不明(可能是造價(jià)問(wèn)題,因?yàn)楫?dāng)時(shí)人工比較便宜)。若在此基礎(chǔ)上,將外墻改為預(yù)制裝配,內(nèi)承重墻保持現(xiàn)澆混凝土大模板施工,采用疊合樓板,非承重隔墻板采用輕質(zhì)混凝土圓孔條板,小型構(gòu)件全部采取預(yù)制裝配,則剩下的問(wèn)題就是外墻采用何種預(yù)制裝配化構(gòu)件。當(dāng)時(shí)(1979年)設(shè)想過(guò)采用加氣砌塊,也搞過(guò)示范工程,但沒(méi)有得到推廣應(yīng)用,原因尚不清楚。可否進(jìn)一步研發(fā)一種用加氣砌塊為原材料預(yù)制而成的條板,即加氣混凝土條板作外墻。



20世紀(jì)70~80年代,曾用加氣混凝土條板作鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu),在北京的工程中使用過(guò)幾幢,但也未能大量推廣,如今是否可以重新對(duì)加氣混凝土條板進(jìn)行研發(fā)使用。需要注意的是,多層住宅為剪力墻結(jié)構(gòu),外墻使用加氣混凝土條板不能起到剪力墻的作用,需從設(shè)計(jì)方面考慮解決,如采取設(shè)置組合柱和圈梁等構(gòu)造措施。至于采用何種形式的加氣混凝土條板,主要是考慮外墻“三合一”的問(wèn)題,以簡(jiǎn)化外墻施工工序,加快施工進(jìn)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等。本方案體系尚不成熟,供讀者參考,必要時(shí)外墻仍可采用加氣砌塊作為過(guò)渡,以解決多層住宅的結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題,但不是一個(gè)好辦法。


五、方案5:夾模噴涂混凝土夾芯剪力墻建筑體系

又稱(chēng)SW建筑體系,近年來(lái),清華大學(xué)同有關(guān)單位研發(fā)了一種夾芯剪力墻建筑體系,以聚苯板為芯,兩側(cè)細(xì)鋼筋網(wǎng)片為骨架,在工廠(chǎng)全部加工完成后運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng),安裝就位后用噴射混凝土(C30)對(duì)其兩側(cè)進(jìn)行噴涂。這種體系的優(yōu)點(diǎn)如下:①施工過(guò)程中不再使用模板,節(jié)約了人力物力;②鋼筋骨架在工廠(chǎng)加工預(yù)制,自動(dòng)化水平較高,運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)可直接安裝,運(yùn)輸也較為方便;③采用噴射工藝將混凝土泵送到指定部位,再通過(guò)小泵直接噴涂到鋼筋骨架上,不必使用大型運(yùn)輸、吊裝設(shè)備。但同時(shí)也存在一些缺點(diǎn),主要是噴射混凝土工藝復(fù)雜,勞動(dòng)強(qiáng)度大,必須由專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)進(jìn)行操作。該體系經(jīng)過(guò)兩年多的試驗(yàn)研究,積累了大量試驗(yàn)資料,并建設(shè)了小型示范工程,進(jìn)行了技術(shù)鑒定,編制和審定了該體系的“行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”,但迄今未能得到大面積推廣應(yīng)用,原因是多方面的。筆者認(rèn)為,該體系最適合應(yīng)用于6層及6 層以下住宅建筑,尤其適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)住宅建筑的工業(yè)化施工。



六、幾點(diǎn)建議

以上5種方案各地區(qū)宜根據(jù)實(shí)際情況選用,以第1 種方案全裝配體系為主,其他方案可在中小城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)中選用。為實(shí)現(xiàn)多層住宅預(yù)制裝配化,推動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)工業(yè)化,除結(jié)構(gòu)體系外,對(duì)其他分項(xiàng)工程提出以下建議。


地下防水施工工藝

1)基礎(chǔ)底板采用SBS 改性瀝青3+3mm 或3+4mm 兩層做法。


2)地下室外墻不應(yīng)采用卷材類(lèi)防水材料,宜采用速凝瀝青橡膠等防水涂料。因施工條件較差(肥槽狹窄,寬度僅為600~800 mm,又是熱作業(yè)),卷材與基層或卷材搭接部位不易粘貼牢固,存在間隙容易滲水。而防水涂料工藝簡(jiǎn)單,質(zhì)量有保證。


3)地下室外墻也可采用復(fù)合剛性防水,F(xiàn)S101+FS102 不但效果好,而且可以大大降低成本,賽柏斯等滲透結(jié)晶型防水材料也可適當(dāng)采用。


屋面做法

為減少工序、提高效率、降低成本,最好發(fā)展“三合一”(防水+保溫+ 找坡) 或“二合一”(保溫+找坡) 屋面做法。


其他方面

1)所有裝修、裝飾以及廁浴、廚房設(shè)備都應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化部件,一律采取工廠(chǎng)加工、現(xiàn)場(chǎng)組裝的方式,不再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。


2)多層住宅小區(qū)范圍內(nèi)設(shè)有地下車(chē)庫(kù)時(shí),在地下基礎(chǔ)底板全部拉通情況下,不再設(shè)“后澆帶”,可采用“跳倉(cāng)法”施工工藝,以適應(yīng)建筑工業(yè)化施工要求。目前北京市已編制地方標(biāo)準(zhǔn)《超長(zhǎng)大體積商品混凝土結(jié)構(gòu)跳倉(cāng)法技術(shù)規(guī)程》DB 11/T1200—2015,并于2015 年8 月1 日起正式實(shí)施。


3)在小區(qū)建設(shè)中,現(xiàn)場(chǎng)有條件時(shí),不排除在現(xiàn)場(chǎng)布置簡(jiǎn)易、流動(dòng)的混凝土構(gòu)件臨時(shí)加工點(diǎn)生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件,可降低成本,解決預(yù)制裝配與成本之間的矛盾。


來(lái)源:《施工技術(shù)·資訊》2016年第5期,作者:楊嗣信,北京市政府專(zhuān)家顧問(wèn),《施工技術(shù)》編委會(huì)顧問(wèn)



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