裝配式混凝土建筑行業問題分析與處理策略

張茹玥，喻子宜，賴 穎

（南昌航空大學土木建筑學院，江西 南昌 330036）

0 引言

裝配式混凝土建筑和現澆混凝土建筑相比具有工期短；大量構件在工產生產，降低現場施工強度；保護環境；機械化生產，質量更易控制；成本可控，機械化程度高，降低人工成本和減少材料浪費等優勢，但在實際施工建設中質疑聲卻伴隨問題的出現漸起。

1 裝配式混凝土建筑實踐中出現的問題及隱患

1）節點連接引發質量問題 混凝土材料從液態轉化成固態的過程不可逆轉，不同于現澆技術能將各部分構件澆筑成一個整體，預制裝配式建筑整體性通常較差，尤其節點連接部位薄弱，所以對其施工專業度要求較高，但目前檢測手段有限，現場處理不當極易造成連接部位不可靠，埋下抗震抗滲方面的嚴重質量安全隱患。

2）前期投入高，成本難控制 裝配式混凝土建筑的理論成本低于現澆建筑，其特點是在全生命周期的投資額低于現澆建筑，但前期投入資金多。很多開發企業更重視短期成本，不愿主動選擇裝配式混凝土建筑。裝配式混凝土建筑以設計前置為原則，對前期設計要求高，需要建設單位、設計單位、生產單位及施工單位等協調配合。若前期設計考慮不周，易導致構件生產環節和施工安裝環節發生設計與施工上的沖突，從而導致設計變更，造成工程造價大量提升。此外，自動化產業化程度不夠，構件物流運輸體系不完善，以及預制構件本身生產費用較現澆構件高，建筑造價反而難以控制。

3）工人水平有待提高 根據現實情況來看，施工工人平均專業度較推行裝配式混凝土建筑應有的水平還遠遠不夠，先進施工技術推行困難，或導致工期延長、質量令人擔憂。

2 裝配式混凝土建筑發展引以為戒的失敗經歷

裝配式混凝土建筑近來在我國政策大力推廣下發展迅猛，但早在20世紀50年代，我國就從蘇聯引進了工業化的建造方式，在摸索過程中，曾涌現大量裝配式大板住宅建筑。遺憾是由于未能很好地解決因自身專業技術落后、管理監督不到位造成的抗震、抗滲、保溫等質量安全問題，又受唐山大地震影響，我國對預制裝配式建筑失去信心。20世紀90年代后，現澆混凝土技術從國外引入并迅速發展，我國裝配式建筑陷入低潮，停滯在起步階段。

3 對策

3.1 積極采用法律手段

我國裝配式建筑特點是由政府推動而非市場的選擇，這點與日本十分相像。國家政策鼓勵和補貼企業采用裝配式混凝土的建造方式，推廣作用十分明顯，但采用裝配式混凝土的建造形式應當是有門檻的。為避免迎合裝配式建筑發展而不考慮自身水平，或“形似裝配式建筑”，或以次充好等現象出現，影響建筑安全質量，政府需建立健全相關法律法規，完善監管機制，制定相關行業條例規范及裝配式建筑相關標準規范，保證從設計到預制構件到施工安裝裝修的全過程建造質量。我們可以參考日本，突出成本不是衡量手段，要通過品質及質量對建筑進行考核，使技術體系不斷成熟，推進商品房市場化。

3.2 加快推動BIM技術應用

結合BIM技術可更快實現構件模塊化、標準化設計及對建設全過程的管理。從日本的裝配式建筑發展史來看，日本在提出統一的標準模數并完成模塊化和標準化后，簡化了施工操作，所需工作人員和工作量也大量減少，工期縮短，施工質量和效率有了大幅提升。借助BIM建筑信息建模技術工具，可實現如下應用：在設計階段，建立預制裝配BIM構件庫，通過不斷擴大虛擬構件的規格數量，建成標準預制構件庫；充分利用BIM技術的可視化和信息化對建筑模型進行科學拆分，拆分成不同標準化構件組合形成的建筑模塊，能很好地實現模塊化；與其他軟件結合提升功能，例如與Ecotect軟件結合分析采光環境；與CFD軟件結合分析模擬建筑周圍風環境；與云端平臺和RFID技術結合實現信息共享和遠程指導，提高全過程管理水平；與FM技術結合便于構件檢查、維護。

將BIM技術靈活應用于裝配式建筑的案例越來越多。北京亦莊京東總部二期項目將BIM與AI、物聯網等多種先進技術結合，創建了我國首個5G智慧工地。其中，BIM技術為其實現數據自動采集、智能分析、超限報警等功能性提升提供了有利條件。在上海浦東新區惠南新市鎮17-11-05和17-11-08地塊23號樓項目也成功運用BIM技術，使該項目的建筑設計、結構設計和機電設計能夠聯合協調，融為一體，真正做到建設從全過程上把控，與傳統建造方式相比，“省、快、優”三點突出。

3.3 建筑體系化與產業鏈化

眾多工業化程度較高的國家都已經研發其裝配式建筑專用體系，而我國裝配式建筑體系極度不完善，通用體系相對于專用體系，流通性和市場適應力強，以系列配套、成批生產再進行多樣化房屋組合為主要方法，可推進構件統一，使預制工廠方便量產，提高效率，促進產業鏈的形成。創建優質的產業鏈可促進協同合作，提升整個建設項目的開展流暢度，減少不必要的時間耽擱和費用支出，實現“1+1＞2”的效果。選擇產業鏈的核心思想是將每個環節或業務中具有核心競爭力且文化彼此交融的企業聯合在一起，以實現減低成本和提高利潤的目標（見圖1）。建筑行業的龍頭企業憑借自身雄厚的實力及科技研發能力，在裝配式混凝土建筑領域的探索已經取得較好的成果，其創建的產業鏈規模和質量已達到一定水準，可作為行業的示范。但對于小型企業，創建自己的產業鏈相對較難，所以更需要政府的大力扶持。

圖1 產業鏈整合

3.4 改良、創新節點連接技術

目前裝配式混凝土建筑常采用鋼筋灌漿套筒連接技術，由于施工現場缺乏有效檢測手段、儀器設備，加之目前工人水平不高，質量無法保證。有專家采用沖擊回波法檢測混凝土套筒灌漿密實度是否合格（見圖2），試驗證明該方法對構件內部套筒灌漿的缺陷檢查準確度很高，以此為基礎，希望檢測設備儀器生產廠家盡快研發方便實用、操作便捷的檢測儀器設備，提高施工現場構件質量的檢測水準，提升建筑質量。

圖2 改良沖擊回波法

上海建工二建集團有限公司聯合上海理工大學等校企合作攻關，利用UHPC作為后澆材料，研究出PCUS體系。該體系通過大量基礎試驗和1∶1的實體模型荷載試驗，并在海玥瀜庭商品房項目成功應用，不僅能節約39%的成本，實現“五天一層樓”，工期大大縮短，而且降低了設計與施工難度，比套筒灌漿技術質量更易于檢測，性能指標相當或更優。

3.5 人才培養不可或缺

人才好比生產力，充分利用人才能更快帶動產業的發展。我國應當加快提升整體建筑行業工作人員的專業水平。目前在市場上急需以下類型人才：①BIM技術人才，目前BIM人才缺口很大，相關單位可以對職員進行BIM技術培訓和能力考核，并以此作為績效；②管理型人才，好的管理人員可以很好地解決效率低下問題，降低成本，保證建筑質量；③計算機人才，利于解放設計中繁重、重復的工作；④科研型人才，對節點、豎向構件劃分等進行優化。

4 結語

裝配式混凝土建筑的技術和理念具有先進性，是大勢所趨，但是國內發展需要時間消化，在加快推進其應用的過程中，不可急于求成、罔顧出現的問題。需發揮好人才在建設過程中的帶動作用，加快推進BIM建模技術在一線的使用，借助新技術新工具讓機器解放勞動力，完善相關法律法規和規范，保證我國裝配式混凝土建筑朝安全可靠、高效節能、綠色環保的方向發展。