張茹玥，喻子宜，賴 穎

（南昌航空大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西 南昌 330036）

0 引言

裝配式混凝土建筑和現(xiàn)澆混凝土建筑相比具有工期短；大量構(gòu)件在工產(chǎn)生產(chǎn)，降低現(xiàn)場施工強(qiáng)度；保護(hù)環(huán)境；機(jī)械化生產(chǎn)，質(zhì)量更易控制；成本可控，機(jī)械化程度高，降低人工成本和減少材料浪費(fèi)等優(yōu)勢，但在實(shí)際施工建設(shè)中質(zhì)疑聲卻伴隨問題的出現(xiàn)漸起。

1 裝配式混凝土建筑實(shí)踐中出現(xiàn)的問題及隱患

1）節(jié)點(diǎn)連接引發(fā)質(zhì)量問題 混凝土材料從液態(tài)轉(zhuǎn)化成固態(tài)的過程不可逆轉(zhuǎn)，不同于現(xiàn)澆技術(shù)能將各部分構(gòu)件澆筑成一個(gè)整體，預(yù)制裝配式建筑整體性通常較差，尤其節(jié)點(diǎn)連接部位薄弱，所以對其施工專業(yè)度要求較高，但目前檢測手段有限，現(xiàn)場處理不當(dāng)極易造成連接部位不可靠，埋下抗震抗?jié)B方面的嚴(yán)重質(zhì)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(xiàn)澆建筑，其特點(diǎn)是在全生命周期的投資額低于現(xiàn)澆建筑，但前期投入資金多。很多開發(fā)企業(yè)更重視短期成本，不愿主動(dòng)選擇裝配式混凝土建筑。裝配式混凝土建筑以設(shè)計(jì)前置為原則，對前期設(shè)計(jì)要求高，需要建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、生產(chǎn)單位及施工單位等協(xié)調(diào)配合。若前期設(shè)計(jì)考慮不周，易導(dǎo)致構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)和施工安裝環(huán)節(jié)發(fā)生設(shè)計(jì)與施工上的沖突，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)變更，造成工程造價(jià)大量提升。此外，自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)化程度不夠，構(gòu)件物流運(yùn)輸體系不完善，以及預(yù)制構(gòu)件本身生產(chǎn)費(fèi)用較現(xiàn)澆構(gòu)件高，建筑造價(jià)反而難以控制。

3）工人水平有待提高 根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況來看，施工工人平均專業(yè)度較推行裝配式混凝土建筑應(yīng)有的水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，先進(jìn)施工技術(shù)推行困難，或?qū)е鹿て谘娱L、質(zhì)量令人擔(dān)憂。

2 裝配式混凝土建筑發(fā)展引以為戒的失敗經(jīng)歷

裝配式混凝土建筑近來在我國政策大力推廣下發(fā)展迅猛，但早在20世紀(jì)50年代，我國就從蘇聯(lián)引進(jìn)了工業(yè)化的建造方式，在摸索過程中，曾涌現(xiàn)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(yè)技術(shù)落后、管理監(jiān)督不到位造成的抗震、抗?jié)B、保溫等質(zhì)量安全問題，又受唐山大地震影響，我國對預(yù)制裝配式建筑失去信心。20世紀(jì)90年代后，現(xiàn)澆混凝土技術(shù)從國外引入并迅速發(fā)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(diǎn)是由政府推動(dòng)而非市場的選擇，這點(diǎn)與日本十分相像。國家政策鼓勵(lì)和補(bǔ)貼企業(yè)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(yīng)當(dāng)是有門檻的。為避免迎合裝配式建筑發(fā)展而不考慮自身水平，或“形似裝配式建筑”，或以次充好等現(xiàn)象出現(xiàn)，影響建筑安全質(zhì)量，政府需建立健全相關(guān)法律法規(guī)，完善監(jiān)管機(jī)制，制定相關(guān)行業(yè)條例規(guī)范及裝配式建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證從設(shè)計(jì)到預(yù)制構(gòu)件到施工安裝裝修的全過程建造質(zhì)量。我們可以參考日本，突出成本不是衡量手段，要通過品質(zhì)及質(zhì)量對建筑進(jìn)行考核，使技術(shù)體系不斷成熟，推進(jìn)商品房市場化。

3.2 加快推動(dòng)BIM技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合BIM技術(shù)可更快實(shí)現(xiàn)構(gòu)件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及對建設(shè)全過程的管理。從日本的裝配式建筑發(fā)展史來看，日本在提出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)并完成模塊化和標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量和效率有了大幅提升。借助BIM建筑信息建模技術(shù)工具，可實(shí)現(xiàn)如下應(yīng)用：在設(shè)計(jì)階段，建立預(yù)制裝配BIM構(gòu)件庫，通過不斷擴(kuò)大虛擬構(gòu)件的規(guī)格數(shù)量，建成標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件庫；充分利用BIM技術(shù)的可視化和信息化對建筑模型進(jìn)行科學(xué)拆分，拆分成不同標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件組合形成的建筑模塊，能很好地實(shí)現(xiàn)模塊化；與其他軟件結(jié)合提升功能，例如與Ecotect軟件結(jié)合分析采光環(huán)境；與CFD軟件結(jié)合分析模擬建筑周圍風(fēng)環(huán)境；與云端平臺(tái)和RFID技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)信息共享和遠(yuǎn)程指導(dǎo)，提高全過程管理水平；與FM技術(shù)結(jié)合便于構(gòu)件檢查、維護(hù)。

將BIM技術(shù)靈活應(yīng)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(xiàng)目將BIM與AI、物聯(lián)網(wǎng)等多種先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)建了我國首個(gè)5G智慧工地。其中，BIM技術(shù)為其實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、智能分析、超限報(bào)警等功能性提升提供了有利條件。在上海浦東新區(qū)惠南新市鎮(zhèn)17-11-05和17-11-08地塊23號樓項(xiàng)目也成功運(yùn)用BIM技術(shù)，使該項(xiàng)目的建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)電設(shè)計(jì)能夠聯(lián)合協(xié)調(diào)，融為一體，真正做到建設(shè)從全過程上把控，與傳統(tǒng)建造方式相比，“省、快、優(yōu)”三點(diǎn)突出。

3.3 建筑體系化與產(chǎn)業(yè)鏈化

眾多工業(yè)化程度較高的國家都已經(jīng)研發(fā)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(yīng)力強(qiáng)，以系列配套、成批生產(chǎn)再進(jìn)行多樣化房屋組合為主要方法，可推進(jìn)構(gòu)件統(tǒng)一，使預(yù)制工廠方便量產(chǎn)，提高效率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的形成。創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)業(yè)鏈可促進(jìn)協(xié)同合作，提升整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的開展流暢度，減少不必要的時(shí)間耽擱和費(fèi)用支出，實(shí)現(xiàn)“1+1＞2”的效果。選擇產(chǎn)業(yè)鏈的核心思想是將每個(gè)環(huán)節(jié)或業(yè)務(wù)中具有核心競爭力且文化彼此交融的企業(yè)聯(lián)合在一起，以實(shí)現(xiàn)減低成本和提高利潤的目標(biāo)（見圖1）。建筑行業(yè)的龍頭企業(yè)憑借自身雄厚的實(shí)力及科技研發(fā)能力，在裝配式混凝土建筑領(lǐng)域的探索已經(jīng)取得較好的成果，其創(chuàng)建的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模和質(zhì)量已達(dá)到一定水準(zhǔn)，可作為行業(yè)的示范。但對于小型企業(yè)，創(chuàng)建自己的產(chǎn)業(yè)鏈相對較難，所以更需要政府的大力扶持。

圖1 產(chǎn)業(yè)鏈整合

3.4 改良、創(chuàng)新節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)

目前裝配式混凝土建筑常采用鋼筋灌漿套筒連接技術(shù)，由于施工現(xiàn)場缺乏有效檢測手段、儀器設(shè)備，加之目前工人水平不高，質(zhì)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(shí)度是否合格（見圖2），試驗(yàn)證明該方法對構(gòu)件內(nèi)部套筒灌漿的缺陷檢查準(zhǔn)確度很高，以此為基礎(chǔ)，希望檢測設(shè)備儀器生產(chǎn)廠家盡快研發(fā)方便實(shí)用、操作便捷的檢測儀器設(shè)備，提高施工現(xiàn)場構(gòu)件質(zhì)量的檢測水準(zhǔn)，提升建筑質(zhì)量。

圖2 改良沖擊回波法

上海建工二建集團(tuán)有限公司聯(lián)合上海理工大學(xué)等校企合作攻關(guān)，利用UHPC作為后澆材料，研究出PCUS體系。該體系通過大量基礎(chǔ)試驗(yàn)和1∶1的實(shí)體模型荷載試驗(yàn)，并在海玥瀜庭商品房項(xiàng)目成功應(yīng)用，不僅能節(jié)約39%的成本，實(shí)現(xiàn)“五天一層樓”，工期大大縮短，而且降低了設(shè)計(jì)與施工難度，比套筒灌漿技術(shù)質(zhì)量更易于檢測，性能指標(biāo)相當(dāng)或更優(yōu)。

3.5 人才培養(yǎng)不可或缺

人才好比生產(chǎn)力，充分利用人才能更快帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國應(yīng)當(dāng)加快提升整體建筑行業(yè)工作人員的專業(yè)水平。目前在市場上急需以下類型人才：①BIM技術(shù)人才，目前BIM人才缺口很大，相關(guān)單位可以對職員進(jìn)行BIM技術(shù)培訓(xùn)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(zhì)量；③計(jì)算機(jī)人才，利于解放設(shè)計(jì)中繁重、重復(fù)的工作；④科研型人才，對節(jié)點(diǎn)、豎向構(gòu)件劃分等進(jìn)行優(yōu)化。

4 結(jié)語

裝配式混凝土建筑的技術(shù)和理念具有先進(jìn)性，是大勢所趨，但是國內(nèi)發(fā)展需要時(shí)間消化，在加快推進(jìn)其應(yīng)用的過程中，不可急于求成、罔顧出現(xiàn)的問題。需發(fā)揮好人才在建設(shè)過程中的帶動(dòng)作用，加快推進(jìn)BIM建模技術(shù)在一線的使用，借助新技術(shù)新工具讓機(jī)器解放勞動(dòng)力，完善相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)范，保證我國裝配式混凝土建筑朝安全可靠、高效節(jié)能、綠色環(huán)保的方向發(fā)展。