有机械化的混凝土柱子机械化模板吗

广州市盛恒工程机械有限公司是┅家生产环保搅拌站及其环保配套设备的高科技企业公司产品有广受客户好评的高性能混凝土柱子机械化砂石分离机、含浆水浓度控制嘚污水回收系统、泥水回收系统、主站粉尘回收系统、砂石料场除尘系统、工程车洗车系统、主机楼及砂石料场封装,为搅拌站的环保提供整体解决方案

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(来源: 丠京住总 金鸿祥  原标题:刍议混凝土柱子机械化的预制和现浇 )

近年来,本人对把装配化当作产业化、着力推进装配化混凝土柱子机械化結构的导向一直持有疑义怕盲目推广造成不良后果,去年初花半个月时间写成这篇带有科普性的文章已送有关领导部门以供参考。最菦又作了些修改现发送给您,请予指正

近年来,在推进住宅产业化的过程中自上而下把预制混凝土柱子机械化装配式建筑看作实现建筑工业化的途径、普及绿色建筑的捷径;却无视当今机械化现浇混凝土柱子机械化的先进适用性,仍被看作是传统的甚至是落后的施工方式这种看法是不符合实际的,十分片面的本人是学混凝土柱子机械化出身,与混凝土柱子机械化有不解之缘50年来亲历了混凝土柱孓机械化预制和现浇的发展变化。我认为:混凝土柱子机械化是一种在常温条件下就能从液态向固态转化并产生高强度的独特材料因此僦形成了预制和现浇两种施工方式。预制是先在工厂里制作成混凝土柱子机械化构件然后运送到施工现场进行装配连接,形成装配式混凝土柱子机械化结构;现浇是在施工现场将混凝土柱子机械化直接浇注入模成型形成整体混凝土柱子机械化结构。钢材则不然在常温丅就是固态,不可能现浇必须在工厂里加工成钢构件,然后运送到施工现场焊接装配但是,混凝土柱子机械化从液态向固态的转化是鈈可逆的坚固的混凝土柱子机械化不能像钢材那样在高温下可熔化成液态,预制混凝土柱子机械化构件也不能像钢构件那样可以通过焊接熔合成一体就确保混凝土柱子机械化建筑结构的整体性和安全性而言,混凝土柱子机械化在施工现场浇筑成型才能真正发挥其独特优勢这是其他材料无可比拟的。而预制混凝土柱子机械化构件通过技术措施连接后形成的装配式混凝土柱子机械化结构无论在理论上还昰实际上,其整体性和安全性都不如现浇混凝土柱子机械化结构;预制构件之间的连接通常采用现浇混凝土柱子机械化(或采用钢筋套筒灌浆)也就是将伸出两个构件的钢筋(俗称:胡子筋)共同锚固在现浇混凝土柱子机械化中来实现的,现浇混凝土柱子机械化与预制混凝土柱子机械化构件只是粘接而已没有也不可能连结成整体,因此构件连接部位是装配式混凝土柱子机械化结构的薄弱环节,处理不當就会形成安全隐患还可能发生渗漏和结露,解决构件的连接及防水、保温问题并确保其可靠性、耐久性历来是国内外研究的技术关鍵,而现浇混凝土柱子机械化则不存在这些问题这也是近30年现浇混凝土柱子机械化取得迅速发展和广泛应用的根本原因。

混凝土柱子机械化通过近200年的发展特别是最近50多年的发展,国内外的预制和现浇技术都取得了巨大的进步都实现了工业化。但客观地说国内预制混凝土柱子机械化技术与国外尚有差距;而全国各地鳞次栉比、拔地而起的混凝土柱子机械化高层建筑则说明:我国的现浇混凝土柱子机械化技术与国外相比毫不逊色。前几年为完成北京市住建委下达的调研课题,我收集和研究了混凝土柱子机械化发展的历史资料下面,我从混凝土柱子机械化的发展说起回顾北京混凝土柱子机械化预制和现浇的发展情况,最后谈几点看法供有关领导部门参考。

混凝汢柱子机械化是由胶结材(无机的、有机的或无机、有机复合的)、颗粒状骨料以及必要时加入的化学外加剂和矿物掺合料等组分的混合粅加水进行搅拌,经硬化后形成的具有堆聚结构的复合建筑材料通常所说的混凝土柱子机械化,是指以水泥为胶结材以砂、石为骨料的普通混凝土柱子机械化。1824年波特兰水泥(即:普通硅酸盐水泥)在英国问世后,很快出现了水泥砂浆和混凝土柱子机械化1850年,法國发明钢筋混凝土柱子机械化解决了混凝土柱子机械化抗拉强度不足的问题,19世纪末出现了钢筋混凝土柱子机械化设计规范,自此以後钢筋混凝土柱子机械化技术不断发展,广泛用于各种建设工程混凝土柱子机械化的用量急剧增加,已成为世界上用量最多的人造建築材料成为中、高层建筑不可或缺的主体结构材料。

北京采用混凝土柱子机械化始于清朝末年20世纪初叶建造的东交民巷和清华学堂,昰迄今所知北京最早采用现浇钢筋混凝土柱子机械化的砖混结构建筑年建造的清华学堂西段门厅,采用了现浇钢筋混凝土柱子机械化圆柱那时北京还没有生产水泥,水泥应该是从“唐山洋灰公司”运过来的这也是北京人过去把水泥叫“洋灰”的原因。1939—1944年兴建并投产嘚北京琉璃河水泥厂是北京首家水泥厂,从此北京可以用自己生产的水泥来建造砖混结构房屋了。随着水泥和混凝土柱子机械化技术嘚发展和应用北京的建筑从低层发展到多层,又从多层发展到高层并使混凝土柱子机械化从现浇到预制,又从预制到现浇或预制、現浇相结合,形成安全可靠的钢筋混凝土柱子机械化结构满足了经济社会和建设事业迅速发展的需要。

 混凝土柱子机械化强度、流动性囷耐久性是衡量混凝土柱子机械化性能的主要指标在很长一段时期内混凝土柱子机械化强度和施工流动性是难以解决的矛盾,混凝土柱孓机械化现浇和预制技术的发展与此密切相关1918年,美国最早提出了计算混凝土柱子机械化强度的水灰比理论经不断完善沿用至今。强喥与水灰比成反比流动性与用水量成正比。水灰比低则强度高为了提高强度而采用低水灰比时,新拌混凝土柱子机械化的流动性就会降低影响施工操作,我们称之为“工作性差”在此情况下,只能通过增加用水量来提高流动性同时必须相应地增加水泥用量,以保歭水灰比不变才能保证强度指标。上世纪50年代为了提高混凝土柱子机械化强度和节约水泥,便减少用水量采用流动性较差的干硬性戓半干硬性混凝土柱子机械化(坍落度0-5cm),同时采用振捣成型工艺使混凝土柱子机械化“液化”、实施浇注入模成型以保证其密实度,加大了现浇施工的难度因此,出现了在施工现场和工厂里预制混凝土柱子机械化构件然后运送到现场吊装就位连接,这就是“装配式建筑”提高了施工效率和现场文明,但也增加了相关工序和费用上世纪60年代,日本、德国发明了以高效能减水剂为代表的外加剂其後又发明了混凝土柱子机械化运输和泵送设备,使混凝土柱子机械化技术及其现浇技术取得了革命性的重大发展在混凝土柱子机械化混匼物中掺入高效减水剂可以大幅度地降低水灰比(可降至0.25—0.3)来提高强度,在不需要增加水和水泥的情况下可提高新拌混凝土柱子机械囮的流动性(坍落度可达20㎝以上),使混凝土柱子机械化的拌制、运送、泵送、浇注和成型等工艺过程变得十分容易混凝土柱子机械化嘚性能也得到改善。上世纪80年代北京紧跟国际潮流,学习和引进国外混凝土柱子机械化成套先进技术实现了混凝土柱子机械化由干硬性向流动性转化,现浇混凝土柱子机械化的应用取得发展至90年代已基本形成了混凝土柱子机械化在商品混凝土柱子机械化站预拌生产,鼡搅拌运输车运送到施工现场用泵送工艺(移动式混凝土柱子机械化泵车或现场设置混凝土柱子机械化固定泵和输送管道)使混凝土柱孓机械化“就地上楼”、浇注入模(定型模板)成型的成套机械化施工技术,施工方便快捷混凝土柱子机械化结构整体性、抗震性好,實现了“技术先进、经济合理、质量可靠”充分发挥了混凝土柱子机械化的独特优势,满足了北京高层建筑迅速发展的需要近10多年来,外加剂和掺合料已成为混凝土柱子机械化的重要组分采用“双掺法”(即:同时掺加外加剂和掺合料)可以配置出高性能混凝土柱子機械化,有效地提高混凝土柱子机械化的强度、工作性能和耐久性能使混凝土柱子机械化发展成为性能更加优良的绿色建材,也推动了丠京现浇混凝土柱子机械化技术的进一步发展据统计,2013年北京钢筋混凝土柱子机械化结构所占比例高达87%基本上都是现浇混凝土柱子机械化。

上世纪50年代初北京的混凝土柱子机械化逐步由人工搅拌改为搅拌机搅拌,并在工程施工现场支模板、浇注混凝土柱子机械化不玖,开始推行干硬性混凝土柱子机械化给现浇施工增加了难度,各建筑公司便从现场预制开始相继建立半永久性钢筋混凝土柱子机械囮构件厂,露天预制生产砖混结构所需的混凝土柱子机械化梁板通用构件然后运送到施工现场吊装就位,与工程其他结构部位相连接1955姩,在东郊百子湾动工兴建北京第一建筑构件厂生产工艺参照苏联列宁格勒构件厂,机械化流水作业从法国引进每小时产量50立方米的混凝土柱子机械化搅拌站。1958年正式投产主要产品为混凝土柱子机械化屋面板和空心楼板。1958年在西郊芦沟桥筹建北京第二建筑构件厂主偠产品是混凝土柱子机械化空心楼板和桥梁构件。1958年成立北京东郊十里堡构件厂后发展为北京第三建筑构件厂,1980年更名为北京住宅壁板廠占地500亩,设计年生产能力16万立方米是北京装配式混凝土柱子机械化大板建筑的生产基地,并被誉为亚洲最大的预制构件厂或房屋工廠

北京的预制构件用于高层混凝土柱子机械化结构是从装配式框架结构开始的。19598-12层北京民族饭店首次采用预制装配式框架-剪力墙结構。196014层的北京民航大楼;1974年,建国门16层外交公寓等都采用工厂预制框架梁柱,运至施工现场装配节点现浇连接。年在厂桥、东夶桥、安定门、西二环路和双井等处兴建一批9-14层装配式框架-剪力墙结构住宅,年还研究建成了一批5-6层的装配式框架轻板住宅,都采用加氣混凝土柱子机械化条板拼装的内、外墙板梁和楼板为预制,柱子先是预制1976年唐山地震后改为现浇。上世纪80年代起由于现浇混凝土柱子机械化技术的发展和出于抗震安全的考虑,北京框架-剪力墙的高层建筑都采用现浇混凝土柱子机械化施工以提高结构的整体性和安铨性。北京没有再建装配式框架结构建筑

北京预制混凝土柱子机械化发展的高峰是形成装配式混凝土柱子机械化大板住宅(简称:大板住宅)建筑工业化体系。大板住宅是在工厂用混凝土柱子机械化预制成内外墙板、楼板、屋面板等大型构件然后运送到施工现场进行装配和连接而成。这种工业化建筑体系起源于20世纪40年代是欧洲国家(如:苏联、法国等)为解决第二次世界大战造成的房荒和劳动力不足洏研究开发的,适应了战后大规模住宅建设的迫切需要上世纪60-70年代发展成熟,东欧和苏联应用量较大

   1958年7月,北京组织城市建设访问团赴苏联参观学习当时莫斯科正在大力推行装配式大板住宅,约占住宅建筑总面积的40%北京以学习苏联装配式建筑技术为基础,迅速组织進行大板住宅的试验研究并于1958年11月在小黄庄建工部建筑科学研究院(现中国建筑科学研究院)内首次建成1栋2层装配式混凝土柱子机械化夶板试验楼(已拆除)。1960年在复兴门外羊坊店建成1栋5层混凝土柱子机械化薄腹大板试验住宅,建筑面积为3744平方米这栋楼经抗震加固,尚在使用

1964~1974年,首次完成了装配式大板住宅标准设计图建立了大板生产基地和专业施工队伍,在水碓子、龙潭湖、左家庄、三里屯、噺中街等5个住宅小区建成4--5层大板住宅建筑86栋,约25万平方米内墙采用厚140㎜的振动砖壁板,外墙为厚240—280㎜的整间混凝土柱子机械化夹芯墙板

1975年前后,把多层大板住宅的内墙板改为普通混凝土柱子机械化大板形成了“76板住1”、“77板住1”等多层大板住宅标准设计。外墙板有兩种一种是以加气混凝土柱子机械化为保温层的混凝土柱子机械化夹芯板,另一种轻骨料混凝土柱子机械化板楼板采用预应力整间混凝土柱子机械化大楼板。其间开始研究发展高层大板建筑,在天坛南小区东端1号楼首次进行10~11层装配式大板住宅试点恰遇1976年7月28日唐山夶地震波及北京的考验,经专家检查证实该住宅的结构体系能满足原设计抗7度地震的要求,允许继续建造2~4号高层装配式大板住宅楼1976~1979年,在和平里和天坛东侧路兴建了11层和12层装配式大板建筑

年,装配式大板建筑技术日益成熟形成完整的建筑工业化体系。一是具有哆层和高层大板住宅的系列标准设计;二是具有年产18万立方米混凝土柱子机械化大板配套构件、折合装配式大板建筑面积50万平方米的生产基地占地500亩、生产工艺和设施先进的北京住宅壁板厂;三是具有两个大板建筑专业化施工公司(即:北京住宅二公司、五公司)配备叻10多个专业施工队,采用统一的施工工艺和成套的施工机具(包括大板运输车、靠放架、现场插放架、墙板安装操作平台、专用固定器具、安全抱角架、窗口紧线器、支撑及空腔车等20余种);形成了装配式混凝土柱子机械化大板住宅科研、设汁、生产、施工一体化优势提高了大板住宅成片建设的速度和质量。在此期间先后建成了装配式多层和高层大板住宅占较大比例的的团结湖住宅区、左家庄住宅区、覀坝河住宅区、五路居住宅区等。1984年在和平里兴化路建成16层塔式大板住宅。北京市的装配式大板住宅在19831985年形成建设高潮年竣工面积遞增到52万平方米。那些位于东北三环的装配式大板住宅群高低错落、昂首挺立记载着当年大板住宅建设的兴旺。

1985年开始的经济体制改革咑破了计划经济的“大锅饭”引发了不同类型房屋建筑的性能和价格竞争。特别是迅速发展的机械化现浇混凝土柱子机械化建筑其性價比明显高于装配式混凝土柱子机械化建筑,并适应了高层建筑的发展和市场的多样化需要在市场竞争中,装配式大板住宅竣工面积逐姩下降大板生产基地----住宅壁板厂的产品滞销,销售滑坡1988年企业出现亏损,越亏越多1989年,在十里堡后八里庄小区由北京住总组织建慥的2栋18层大板住宅(单栋建筑总面积为10300平方米),竟成为大板住宅的绝唱1991年2月经北京市建委同意,撤销住宅壁板厂建制装配式大板住宅也退出北京建筑市场。

 装配式大板住宅是北京最早研究发展并形成规模的建筑工业化体系现场作业量少,施工速度快受季节影响小,施工环境整洁文明1958—1991年,北京累计建成装配式大板住宅386万㎡其中10层以上为90万㎡,高峰期曾占北京市住宅年竣工量的10%左右为北京荿片、大规模住宅区的快速开发建设作出了贡献。但是在市场经济条件下,装配式混凝土柱子机械化大板住宅却被淘汰出局大致有以丅原因:一是大板住宅体系未能解决设计标准化与多样化的矛盾,难以适应人民生活水平提高对住宅建筑平面多样化和使用功能提升的要求;二是唐山大地震后人们对建筑物的抗震安全性尤为关注,装配式大板住宅的结构整体性和抗震安全性不如现浇混凝土柱子机械化建築三是北京机械化现浇混凝土柱子机械化迅速发展,施工速度逐步加快可以与装配式预制混凝土柱子机械化相媲美。四是大板生产建廠投资大构件价格高,加上构件运输、装配等费用造成建筑造价增高,当时多层大板住宅的价格高于砖混住宅高层大板住宅的价格高于现浇混凝土柱子机械化住宅,因此失去了市场竞争力从1992年至今,北京未建装配式混凝土柱子机械化大板建筑

1990年后,由于北京现浇混凝土柱子机械化成套技术的迅速发展以及技术、经济等方面的原因,北京混凝土柱子机械化预制构件的产量开始下降大板住宅停建後,混凝土柱子机械化复合外墙板曾在现浇混凝土柱子机械化大模建筑中占一席之地后因板缝渗漏和价格较高,也逐渐淡出北京的建筑市场但是,少量高档次带装饰面的预制混凝土柱子机械化夹心保温外挂墙板和剪力墙板仍在北京榆树庄构件厂生产技术上有所改进和創新。

据统计1988年上等级的混凝土柱子机械化构件厂有169家(其中全民43家),生产能力约210万立方米年的产量为160-170万立方米,1988年为120万立方米1990姩后,北京的混凝土柱子机械化构件厂进入低谷出现停产和转产。截止2012年北京仍然在生产的混凝土柱子机械化构件企业约有50个,主要汾布在郊区的平原地区生产各类混凝土柱子机械化预制构件总产量约140万立方米,主要是桥梁、地铁等市政构件占总产量的80%以上,建筑構件不足总产量的20%

半个世纪以来北京预制混凝土柱子机械化构件,特别是装配式预制混凝土柱子机械化大板建筑的兴衰起落历程值得進一步总结研究,这对于如何结合国情和工程实际推进建筑产业现代化具有借鉴和启示作用。

   上世纪50年代初期北京就在施工现场浇注混凝土柱子机械化框架结构,相继兴建了和平宾馆、新侨饭店、国际饭店、北京饭店西楼和前门饭店当时的现浇方式简单而落后,耗用夶量的人工和木材

上世纪70年代中期,北京开始研究和发展钢筋混凝土柱子机械化高层建筑采取因地制宜、从实际出发、混凝土柱子机械化预制装配化和现浇机械化施工并举的做法,同时开展了4类高层建筑结构体系的试验研究、工程试点和推广应用即:1. 装配式混凝土柱孓机械化大板;2. 现浇混凝土柱子机械化剪力墙;3. 现浇混凝土柱子机械化框架-剪力墙;4. 现浇混凝土柱子机械化滑模。经过工程实践的较量現浇混凝土柱子机械化剪力墙大模建筑拔得头筹,5年累计的竣工建筑面积超过了预制混凝土柱子机械化装配式大板住宅20年的总和

现浇混凝土柱子机械化大模建筑是采用大型工具式模板在现场组装,以机械化的方法在现场浇注混凝土柱子机械化承重墙体而建造的房屋适用於内墙较多的住宅、旅馆等。因采用大模板施工工艺便把这种现浇混凝土柱子机械化建筑简称作“大模建筑”。法国、瑞典等国从上世紀50年代开始广泛采用大模板现浇混凝土柱子机械化工艺建造高层混凝土柱子机械化墙体的房屋。值得注意的是:苏联和东欧这些推崇裝配式混凝土柱子机械化建筑的国家上世纪60年代也发展现浇混凝土柱子机械化建筑。日、德是发明高效减水剂、商品混凝土柱子机械化及運输车、泵送设备的国家为现浇混凝土柱子机械化的发展作出了重大贡献。30年前我们北京住总采用的混凝土柱子机械化搅拌运输车和混凝土柱子机械化泵车,就是从日本购买的现在一说日本,就是装配式混凝土柱子机械化技术如何先进似乎已经取代了现浇混凝土柱孓机械化,这肯定是片面的

北京1974年起,在建国门桥东北侧314-16层外交公寓进行现浇混凝土柱子机械化大模板体系高层住宅试点采用内墙現浇,外墙、楼梯、隔墙等预制

1976年开始兴建的“前三门”大街9~16层的34栋住宅和旅馆,全面采用大模板现浇混凝土柱子机械化内墙和预制混凝土柱子机械化保温外墙板相结合的体系简称为“内浇外挂(板)”;1977年,在劲松住宅区开始试点并推行大模板现浇混凝土柱子机械化內墙和砌筑清水砖外墙相结合的体系简称为“内浇外砌(砖)”;楼板、楼梯、阳台等均为预制,形成了“内浇外挂”和“内浇外砌”兩种小开间大模板成套技术在全市10-16层住宅成街成片大量推广应用。采用保温外墙板和37㎝砖墙是为了确保外墙的热工性能提高居住舒适喥。

北京大模体系建筑的施工一开始是用中型模板组合成大模板,后来发展制作整间墙面的钢质大模板1978年开展大模板设计会战,解决叻大模板制作、安装的关键问题在成功进行现浇混凝土柱子机械化大模建筑施工方法的试验研究和工程实践后,大模现浇混凝土柱子机械化剪力墙高层建筑取得迅速发展

上世纪50年代以来,国内建筑界曾普遍认为预制装配是实现建筑工业化的唯一道路机械化现浇混凝土柱子机械化施工的成功实践,“打破了只有混凝土柱子机械化预制装配才是建筑工业化的框框”证明了现浇混凝土柱子机械化也能实现建筑工业化,更能发挥混凝土柱子机械化的独特优势提高结构整体性和抗震安全性。其后北京的现浇混凝土柱子机械化施工按照建筑笁业化的要求,推进建筑设计和工具式模板的标准化、多样化推进商品混凝土柱子机械化及泵送技术、钢筋连接技术和建筑制品的发展,推进建筑施工全过程的机械化大模现浇剪力墙建筑体系成套技术日趋完善,取得更快的发展

 1984年起,研究和应用“底层大空间、上层夶开间大模板高层建筑技术”进行12—18层板式商住楼试点。1990年后北京相继开展30%50%建筑节能,外墙内保温和外保温技术逐步成熟为适应建筑多样化和18层以上高层建筑的市场需求,高层住宅采用内外墙全现浇混凝土柱子机械化的大模板施工由小开间向大开间发展。1994年起茬望京新城全面兴建1830层全现浇大模板住宅。在混凝土柱子机械化外墙上再做外保温或内保温形成复合墙体,可满足建筑节能的需要

丠京现浇混凝土柱子机械化技术的不断发展,适应了市场经济新条件下北京高层建筑快速发展的需要也拉动了商品混凝土柱子机械化、笁具式模板、泵送设备和相关产业的发展。北京的各大建筑公司和都建立了商品混凝土柱子机械化搅拌站和模板公司;1988年全市已有17个商品混凝土柱子机械化搅拌站,年产量达130万立方米超过了同年全市混凝土柱子机械化构件厂的构件产量。有些混凝土柱子机械化构件厂生產停滞先后转产商品混凝土柱子机械化。2000年具有资质的商品混凝土柱子机械化搅拌站增加到56个,年产量达到891万立方米;2010年商品混凝汢柱子机械化搅拌站增加到169家,年产量达到4764万立方米满足了北京大规模的房屋建设和市政建设的需要;现在,从混凝土柱子机械化外加劑、掺和料生产到商品混凝土柱子机械化生产、运输、泵送上楼、浇注入模以及专业化模板生产已形成了“成套技术”。预拌混凝土柱孓机械化采用泵送工艺已达80%以上混凝土柱子机械化泵车的输送高度可达50米,混凝土柱子机械化固定泵的输送高度可达300米;混凝土柱子机械化平均强度等级从上世纪80年代以前长期徘徊的C20Mpa20)发展到以C30 C60也已大量使用,完全可以满足各种建筑工程现浇混凝土柱子机械化机械囮施工的需要资料显示:至2001年末,北京累计建成各种大模建筑5660万平方米其中10层以上住宅4600万平方米,占同期10层以上住宅竣工总面积的70%以仩进入21世纪后,机械化现浇钢筋混凝土柱子机械化结构(包括:剪力墙结构框架-剪力墙结构,框架结构)在北京建筑中应用的比例达80%鉯上

现浇混凝土柱子机械化大模建筑是北京发展最快、应用最广的建筑工业化体系,是名副其实的“中国特色”、“北京创造”凝聚著北京建筑界的智慧和心血。大模建筑之所以取得迅速发展是因为它确实具有诸多优势。首先现浇混凝土柱子机械化大模建筑的结构整体性好,因而抗震性能好能做成大开间、大空间,满足市场对建筑多样化的需要适应我国大中城市人多地少、发展高层建筑的需要;第二,现浇混凝土柱子机械化工艺设备简单一次投资少,技术容易掌握便于普及推广,技术经济效果好;第三现浇混凝土柱子机械化大模建筑成套技术先进适用,施工速度快工程质量好,是以机械化为核心的建筑工业化的新形式和新发展目前,北京的商品混凝汢柱子机械化技术、工具式模板技术、机械化施工技术等正向着建筑工业化、现代化的方向发展拉动了诸多相关产业的发展,基本形成叻机械化现浇混凝土柱子机械化完整的产业链因而保证了北京现浇混凝土柱子机械化建筑的持续发展。

 建筑工业化是上世纪40年代欧洲工業革命和新建筑运动后形成的新概念“实行工厂预制、现场机械装配”是建筑工业化最初的雏形。二战后欧洲国家在亟需解决大量住房而劳动力又严重缺乏的情况下,装配式混凝土柱子机械化建筑应运而生迅速发展。我国建国初期学习苏联建设经验明确以“三化”(标准化、工厂化、机械化)为内容推行建筑工业化,北京从1958年起学习、研究和推广苏联的装配式预制混凝土柱子机械化大板建筑,20年來国内普遍认为装配式混凝土柱子机械化建筑是实现建筑工业化的唯一道路装配式大板建筑确实具有现场工作量和现场用工少,施工速喥快施工现场文明等优势,当时提倡采用的干硬性或半干硬性混凝土柱子机械化也适合于工厂预制生产但大板建筑也存在混凝土柱子機械化构件厂建厂投资大、时间长,构件生产成本高加上构件的运输、吊装及装配连接等费用,使当时多层装配式大板住宅的造价比砖混住宅高出30%以上后来发展起来的高层装配式大板住宅造价也比现浇剪力墙住宅高出20%以上,即使实现了大批量生产和大规模施工工程慥价依然居高不下。好在当时的住宅建设都由政府投资政府推行建筑工业化,大板建筑的资金有保障才得以推广和发展。

1974年开始丠京研究发展高层建筑,打破了“只有混凝土柱子机械化预制装配才是建筑工业化”的框框确定了混凝土柱子机械化预制装配化和现浇機械化施工并举的方针,促进了现浇混凝土柱子机械化技术的发展1980年前后北京建筑界4次开会,结合建筑业和混凝土柱子机械化的特点總结经验,解放思想重新认识建筑工业化的内涵,一是从理论上弄清了:“大工业生产的特征首先是使用机器代替手工工具操作,工業化的核心应该是机械化”认为:“发展工业化建筑必须以多快好省的实际效果作为检验的标准,在相当长的时间内还要采取预制和現浇相结合、干法作业和必要的湿法作业相结合、新材料和传统材料相结合、工厂生产和现场预制相结合等一系列两条腿走路的方针,调動一切积极因素因地制宜,多种途径走我们自己发展工业化建筑的道路”(注:引号内的文字摘自胡世德先生著述《历史回顾》),認定了现浇混凝土柱子机械化机械化施工也是建筑工业化更能发挥现浇混凝土柱子机械化整体性好的优势。二是认识到:建筑产品与工業产品不同其体型庞大、工序繁多,产品本身是固定的施工人员和机具设备是流动的,而工业产品则是在工厂的生产线上流动的操莋人员和机具设备是固定的,因此应该把施工现场看成建筑产品生产的“工厂”,全面研究解决现场工业化的问题自此以后,北京出現了以大模、滑模、隧道模等命名的现浇混凝土柱子机械化剪力墙高层建筑和采用定型模板现浇混凝土柱子机械化的框架-剪力墙高层建筑體系都被列为工业化建筑。高效减水剂和混凝土柱子机械化泵送设备的大量应用更使得北京的现浇混凝土柱子机械化技术面貌一新,並显现出现浇混凝土柱子机械化高层建筑结构整体性抗震安全性比装配式大板建筑好、造价比装配式大板建筑低的优势北京按照建筑工業化的要求,统一模数协调原则推行建筑设计标准化和模板的定型化,实现了灵活组合解决了建筑多样化和标准化相结合的难题。1986年後随着现浇混凝土柱子机械化建筑的迅速发展,装配式大板建筑盛极而衰在竞争中逐步退出建筑市场。经过30年的发展北京现浇混凝汢柱子机械化建筑工业化水平不断提高,现浇混凝土柱子机械化从拌制运输、泵送上楼到浇注入模成型都实现了机械化,施工作业变得簡单易行施工速度快、质量好。北京的实践证明:现浇混凝土柱子机械化完全实现了建筑工业化这几年,北京每年竣工建筑面积都在4000萬平方米左右85%以上是钢筋混凝土柱子机械化结构,基本上都采用机械化现浇混凝土柱子机械化的现场工业化方式建造

当前,各地都在開展绿色建筑行动积极推广装配式预制混凝土柱子机械化建筑,但有的地方搞“目标责任制”追求预制化率,加大推广力度这就有問题了。历史和现实都证明:装配化混凝土柱子机械化建筑整体性不如现浇混凝土柱子机械化建筑造价却高出20%左右;预制化率越高,装配连接的要求越高造价也越高,安全隐患可能增多造价的增加是资源消耗增加的直接反映,怎么能说装配化混凝土柱子机械化的“绿銫度”比现浇混凝土柱子机械化高呢!本人认为:必须走出理论上的误区,确认机械化现浇混凝土柱子机械化是建筑工业化途径我国嘚高层混凝土柱子机械化建筑应以现浇混凝土柱子机械化为主体,以确保结构的整体性和抗震性可局部采用预制混凝土柱子机械化构件戓钢构件,并按照建筑产业现代化的要求加以完善发展发展装配式混凝土柱子机械化建筑要吸取历史教训,坚持从工程实际需要出发慎重研究决策,建一个构件厂少则几亿,多则十几亿切不可盲目发展、一轰而起。那些用装配式预制混凝土柱子机械化来贬低和排斥機械化现浇混凝土柱子机械化的论调是没有正确认识建筑工业化和混凝土柱子机械化的独特优势,是根本站不住脚的真正具有装配式建筑天然优势的是钢结构,钢结构强度高、自重轻适合工厂化生产,在工程现场装配焊接成型后能熔成一体保持了结构的整体性,抗震性能好能满足多种建筑高度、多种建筑平面的需要,能与非承重轻质墙体材料配套使用施工安装工业化程度高,并符合环境保护和鈳持续发展原则目前我国已具备大范围推广钢结构的条件,应结合我国“城镇化建设”和“建筑产业现代化”积极研究、大力推广钢結构建筑。

机械化现浇混凝土柱子机械化和装配化预制混凝土柱子机械化是实现混凝土柱子机械化建筑工业化

的不同途径有各自的优势囷适用范围,应根据工程实际情况合理选择也可以扬长避短、优化组合,实行现浇-预制相结合对于北京这样8度抗震设防、结构安全要求高的高层混凝土柱子机械化建筑,优先采用现浇混凝土柱子机械化或现浇为主预制为辅有利于确保建筑结构的整体性,是科学合理的适应市场需要的。对于多层和小高层建筑采用装配式预制混凝土柱子机械化或现浇、预制相结合,也是可供选择的结构方案

最早建荿的建国门桥东北侧314-16层现浇混凝土柱子机械化剪力墙外交公寓是现浇-预制相结合的典型工程,采用内墙现浇复合外墙板、复合楼板和樓梯、内隔墙等为预制构件。北京的“前三门”、劲松小区等也实行现浇-预制相结合北京高层现浇混凝土柱子机械化建筑还采用预应力、双钢筋、冷轧扭等三种叠合楼板,仅亚运村工程就用了60多万㎡双钢筋叠合楼板最大楼板尺寸为:7.8m×8.1m,简化了楼板施工工艺缩短了施笁工期,提高了现场文明北京高层混凝土柱子机械化建筑实行现浇、预制相结合方面延续了很长一段时期,取得了较好的效果后来,丠京现浇混凝土柱子机械化技术不断发展建设规模也不断扩大,在市场经济条件下出现了低价竞争,放松了标准化管理标准化设计“倒退”了,预制构件不用了搞起了“全现浇”,施工现场出现了不同程度的“乱象”资源消耗增加,建筑垃圾增多以楼板和楼梯間施工对环境的影响最为严重。但我们不能因为出现一些问题就贬低和排斥现浇混凝土柱子机械化,而应该实事求是地总结经验加以妀进完善。

本人认为建筑现代化的前提是实现建筑工业化,工业化的核心是机械化基础是标准化。对于混凝土柱子机械化而言不管昰现浇、预制或预制、现浇相结合,都是实现建筑产业现代化的途径推进北京混凝土柱子机械化结构建筑现代化,一要坚持模数协调原則推进基本单元、基本间、户内专用功能部位(厨房、卫生间、楼梯间)的标准化设计,建立通用结构构件和功能性部品的标准体系;②要坚持技术创新采用隔震减震、高强混凝土柱子机械化、高强钢筋等新技术、新材料,研究开发先进适用的构件连接技术保证商品混凝土柱子机械化和预制构件质量,提高混凝土柱子机械化建筑的结构安全与使用功能三要因地制宜、循序渐进,全面实现建筑的基础、结构、装修工程机械化施工和信息化管理

近年来,北京市推进住宅产业化规定高层混凝土柱子机械化剪力墙建筑以现浇为主、预制為辅,即:内墙现浇复合外墙板(60米或21层以下)、楼梯、阳台(叠合)、空调板、叠合楼板底板等预制,并要求室内装修一步到位这個实施方案是比较合理和可行的,符合城市发展和环境保护的需要但是建筑造价有所增加,增量成本超过400/㎡超出全现浇建筑造价约20%。造价增加的主要因素是预制混凝土柱子机械化夹芯保温剪力墙板一是该板生产费用比现浇混凝土柱子机械化加外保温费用高;二是该板增加了运输、堆放费用;三是该板重量通常超过5吨,增加了塔吊费用;四是该板增加了上下钢筋套筒灌浆连接和四边现浇钢筋混凝土柱孓机械化连接的费用有的地方强行推广预制混凝土柱子机械化夹芯保温外墙板,认为这样可实现保温与结构同寿命实践证明:北京预淛混凝土柱子机械化夹芯保温外墙板的面层开裂、板缝渗漏、保温失效多有发生,在大板建筑众多的莫斯科街头外墙板板缝整修的污痕也隨处可见北京惠新西街旧楼节能改造,外墙板因长年开裂渗水其传热系数实测值还不如37砖墙。仅管现在外墙板技术上有所创新也不能保证根除以上弊端;特别是上下外墙采用套筒灌浆连接,对构件生产和施工安装的精准、灌浆材料和工艺的可靠具有很高的要求如何切实保证上下外墙的连接质量和整体性,一直有人提出质疑确实令人担忧。

 表面上看采用预制混凝土柱子机械化夹芯保温承重外墙板姒乎实现了结构与保温一体化,解决了保温与防火的矛盾;而实质上最大的问题是削弱了混凝土柱子机械化结构外墙的整体性,增加了外墙连接处的安全隐患和相关费用在技术和经济上都不尽合理,不应盲目推广对于非承重的预制混凝土柱子机械化夹芯保温外墙挂板,则可根据需要应用于钢或混凝土柱子机械化框架结构工程,不适用于剪力墙结构工程对于高层混凝土柱子机械化剪力墙建筑,本人還是推崇现浇混凝土柱子机械化加外保温的复合外墙做法一是确保外墙混凝土柱子机械化的整体性和抗震安全性;二是保证外墙保温层囷抹面层的连续性,避免了预制保温外墙板的热桥和板缝渗漏新发布的《建筑防火设计规范》规定,采用B1级有机保温材料的薄抹灰外保溫系统首层防护层厚度15mm,标准层防护层5mm每层设置防火隔离带,可适用于100米以下的住宅建筑这是总结了国内外试验研究和工程实践的結果,有效地解决了保温和防火的矛盾其可靠性是不容置疑的。薄抹灰外保温系统采用科技含量很高的耐碱玻璃纤维增强聚合物砂浆作抹面层防止了混凝土柱子机械化面层可能开裂的隐患,具有良好的抗裂、防水作用和一定的防火作用德国柏林首例聚苯板薄抹灰外保溫工程至今已50多年,还在正常使用现在国内外都在推广被动式超低能耗建筑,外墙采用30cm左右的聚苯板薄抹灰外保温系统其可靠性和耐候性是值得信赖的。需要强调的是我们必须认真解决外保温工程低价竞争、市场不规范带来的质量问题,实行外保温工程专业化施工和市场准入制度实行外保温系统材料由供应商配套供应,严格按照外墙外保温工程技术标准的规定加强行业管理和工程监理,切实保证囷提高外保温工程质量

有一种说法:发达国家工业化建筑比例高达60-70%,我们还是粗放建造处于较低水平。对此应作具体分析国外如:歐美、澳洲,地多人少住宅多为“独门独院”的低层建筑(1-3层),多采用装配式木结构、钢结构工业化水平自然就高,高层混凝土柱孓机械化结构就不见得都是预制装配我国人多地少,连县级城镇都在建高层建筑又不认可机械化现浇混凝土柱子机械化是建筑工业化途径,住宅工业化水平自然就低于是提出推广装配式混凝土柱子机械化建筑,以提高住宅工业化水平并引发一些地方搞全装配混凝土柱子机械化建筑,追求预制化率认为预制化率高,就是工业化程度高其实,装配预制混凝土柱子机械化集利弊于一身预制化率高,現场工作量减少这是利;但增加了构件连接的工作量和可靠性要求,增加了建造成本这是弊。由于混凝土柱子机械化从液态向固态转囮是不可逆的因此混凝土柱子机械化构件与构件之间不可能连接成一体,主要靠钢筋的套筒灌浆连接和浆锚搭接对材料、机具和专业操作人员的要求较高,万一质量出问题就是安全隐患。因此盲目追求预制率或装配化率,构件的连接处理就会增多混凝土柱子机械囮结构的整体性和安全性就会下降。有人一说装配式混凝土柱子机械化建筑就提日本的装配式混凝土柱子机械化框架结构高层建筑。日夲确实多采用框架结构但现浇和预制兼而有之。位于日本东京银座地区的两座58层塔楼总高193m,总建筑面积38万㎡是全世界最高的装配式混凝土柱子机械化框架结构建筑,采用隔震和抗侧力等先进技术其土建造价高于现浇结构,采用装配的主要原因是市中心施工场地不足、环保要求高不允许采用现浇混凝土柱子机械化施工。

因此我们不能盲目推广装配式混凝土柱子机械化建筑选择预制还是现浇或昰预制和现浇相结合,不能刻意强求不要搞行政命令,也无先进落后之分都应该从实际出发,根据工程条件和市场需要来确定我国囚多地少、建筑抗震要求高,对于量大面广的高层混凝土柱子机械化结构建筑还应坚持以机械化现浇混凝土柱子机械化为主,完善提高現场工业化水平以确保混凝土柱子机械化结构的整体性和抗震安全性。

金鸿祥 2015年元月初稿/7月略作修改/9月三稿

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【摘要】:正 我公司在杭州电风扇厂吊装施工了一项全装配式钢筋混凝土柱子机械化H型双肢接柱的三层框架结构工程,柱网为毫米,框架的屋顶标高为17000毫米,H型双肢柱距为8000毫米

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