由于政府的强力推广,我国PC化正处于爆发期。但是,必须承认,我国PC化发展还存在一些问题,还有一些难点,PC化的进程还需要克服一些障碍。对此,应当有清醒的认识和解决的决心。
(1)粗放的建筑传统的障碍
在发达国家,现浇混凝土建筑也比较精细,所以,PC建筑所要求的精细并不是额外要求,不会额外增加成本,工厂化制作反而会降低成本。
但国内建筑传统比较粗放:
1)设计不细,发现问题就出联系单更改。但PC构件一旦有问题往往到安装时才能被发现,那时已经无法更改了,会造成很大的损失,也会影响工期。
2)各专业设计“撞车”“打架”,以往可在施工现场协调。但PC建筑几乎没有现场协调的机会,所有“撞车”必须在设计阶段解决,这就要求设计必须细致、深入、协同。
3)电源线、电信线等管线、开关、箱槽埋设在混凝土中。发达国家没有这样做的,PC构件更不能埋设管线箱槽,只能埋设避雷引线。如果不在混凝土中埋设管线,就需要像国外建筑那样,顶棚吊顶,地面架空,增加层高。如此,会增加成本。
4)习惯用螺栓后锚固办法。而PC构件不主张采用后锚固法,避免在构件上打眼,所有预埋件都在构件制作时埋入。如此,需要建筑、结构、装饰、水暖电气各个专业协同设计,设计好所有细节,将预埋件等埋设物落在PC构件制作图上。
5)以往建筑误差较大,实际误差以厘米计。而PC建筑的误差以毫米计,连接套筒、伸出钢筋的位置误差必须控制在2mm以内。
6)许多住宅交付毛坯房,有的房主自行装修时会偷偷砸墙凿洞。这在PC建筑是绝对不允许的,一旦砸到结构连接部位,就可能酿成重大事故。
PC建筑从设计到构件制作到施工安装到交付后装修,都不能粗放和随意,必须精细,必须事先做好。但精细化会导致成本的提高。虽然这是借PC化之机实现了质量升级,但造成了PC化成本高的印象,加大了PC化的阻力。
(2)剪力墙PC技术有待成熟
国外剪力墙PC建筑较少,高层建筑可供借鉴的经验更少。PC技术最为发达的日本没有剪力墙PC建筑,框-剪结构中的剪力墙和筒体结构中的剪力墙核心筒都是现浇。北美偶尔有剪力墙PC建筑,也是低层和多层建筑。欧洲的剪力墙PC建筑是双面叠合剪力墙,两面预制薄板之间的混凝土现浇,也主要用于多层建筑。
高层剪力墙PC建筑是近几年在我国蓬勃发展起来的,技术还有待于成熟。
我国现行行业标准《装规》对于剪力墙装配式结构,出于十分必要的谨慎,要求接缝在边缘构件部位时边缘构件现浇。由于较多的现浇与预制并举,构件三面出筋,一面有套筒或浆锚孔,工序没有减少,反而增加了,成本也提高了,工期也没有优势。
行业标准《装规》规定剪力墙PC建筑最大适用高度也比现浇混凝土剪力墙建筑低10~20m,这影响了剪力墙PC建筑的适用范围。
技术上的审慎是必要的,但审慎带来的对PC化优势的消减必须得到重视,必须尽快解决。虽然靠行政命令可以强制推广PC化,但勉强的事不会持久,对社会也没有益处。
提高或确认剪力墙结构连接节点的可靠性和便利性,使剪力墙PC建筑与现浇结构真正达到或接近等同,是亟须解决的重点技术问题。
(3)外墙外保温问题
前面第6问第(1)条,谈到了夹心保温对提升外墙保温安全性的作用。但夹心保温方式增加了外墙墙体质量与成本,也增加了建筑面积的无效比例(建筑面积以表皮为边界计算)。如此,一些PC建筑依旧用粘贴保温层刮浆的传统做法。
(4)吊顶架空问题
国外住宅大都是顶棚吊顶,地面架空,轻体隔墙,同层排水。不需要在楼板和墙体混凝土中埋设管线,维修和更换老化的管线不会影响到结构。我国住宅把电源线通信线和开关箱体埋置在混凝土中的做法是不合理的落后做法,改变这些做法需要吊顶、架空,这不是设计者所能决定的。
在没有吊顶的情况下,顶棚叠合板表面直接刮腻子、刷涂料。如果叠合板接缝处有细微裂缝,虽然不是结构质量问题,但用户很难接受。避免叠合楼板接缝处出现可视裂缝是需要解决的问题。
(5)PC化设计责任问题(www.xing528.com)
PC建筑设计工作量增加很多。PC建筑的设计不仅需要PC专业知识,更需要对整个项目设计的充分了解和各个专业的密切协同,PC建筑的设计必须以该建筑设计单位为主导,必须贯彻整个设计过程,绝不能按照现浇混凝土结构设计后交给拆分设计单位或PC厂家拆分就行了,那样做有可能酿成重大事故。
目前,许多工程的PC设计任务实际上是由拆分设计单位或PC工厂承担的,项目设计单位只对拆分图签字确认,这是不负责任的做法,也是有危险的做法。
(6)PC化成本问题
PC化最大的问题是成本问题。目前,我国PC建筑的成本高于现浇混凝土结构。许多建设单位不愿接受PC化,最主要的原因在于成本高。
本来,欧洲人是为了降低成本才搞PC化的。国外半个多世纪PC化的进程也不存在PC建筑成本高的问题,成本高了也不可能成为安居工程的主角。笔者与日本PC技术人员交流,他们对中国PC建筑成本高觉得不可思议。可我国的现实是,PC建筑成本确实高一些。对此,初步分析如下:
1)因提高建筑安全性和质量而增加的成本被算在了PC化的账上。以“三明治板”夹心保温板为例。传统的粘贴保温层刮灰浆的做法是不安全、不可靠的,出了多起脱落事故和火灾事故,“三明治板”取代这种不安全的做法,可以避免事故隐患,其增加的成本实际上是为了建筑的安全性,而不是为了PC化。
2)剪力墙结构体系PC化成本高。中国住宅建筑,特别是高层住宅较多采用剪力墙结构体系,这种结构体系混凝土量大,钢筋细、多,结构连接点多,与国外PC建筑常用的柱、梁结构体系比较,PC化成本会高一些。这时笔者给建筑师和结构工程师提个问题:中国住宅建筑大量采用剪力墙结构究竟是处于综合利弊分析后的选择还是惯性思维。
3)技术上的审慎削弱了PC化的成本优势。我国目前处于PC化高速发展期,而我国住宅建筑主要的结构体系剪力墙结构,国外没有现成的PC化经验,国内研究与实践也不多,所以,技术上的审慎非常必要。但这种审慎会削弱PC化的成本优势。
4)PC化初期的高成本阶段。PC化初期工厂未形成规模化、均衡化生产;专用材料和配件因稀缺而价格高;设计、制作和安装环节人才匮乏导致错误、浪费和低效,这些因素都会增加成本。
5)没有形成专业化分工。PC企业或大而全或小而全,没有形成专业分工和专业优势。在PC发达国家,PC产品有专业分工。以日本为例,有的PC工厂专门生产幕墙板;有的PC工厂专门生产叠合板;有的PC工厂擅长柱、梁;各自有各自的优势和市场定位。专业化会大幅度降低成本。
6)PC企业大而不当的投资。我国PC企业普遍存在“高大上”心态,PC工厂建设追求大而不当的规模、能力和不实用的“生产线”,由此导致固定成本高。
7)劳动力成本因素。发达国家劳动力成本非常高,PC建筑节省劳动力,由此会大幅度降低成本,结构连接节点增加的成本会被劳动力节省的成本抵消。所以,PC建筑至少不会比现浇建筑贵。正因为如此,PC建筑才被市场接受。
我国目前劳动力成本相对不高,PC化减少的用工成本不多,无法抵消结构连接等环节增加的成本。
(7)“脆弱”的关键点
前面提到,PC建筑存在“脆弱”的关键点———结构连接节点。这里,“脆弱”两个字之所以打引号,不是因为其技术不可靠,而是强调对这个关键点在制作、施工和使用过程中必须小心翼翼地对待,必须严格按照设计要求和规范的规定做正确做好,必须禁止在关键点砸墙凿洞。因为,结构连接节点一旦出现问题,可能会发生灾难性事故。
这里举几个国内PC工程的例子:有的工地钢筋与套筒不对位,工人用气焊烤钢筋,强行将钢筋揻弯。有的PC构件连接节点灌浆不饱满。有的PC构件灌浆料孔道堵塞,工人凿开灌浆部位塞填浆料。以上做法都是非常危险的。
有的预制构件中是需要埋设管线的,而设计按照现浇考虑,忘记埋设,等构件到了现场后才现凿沟,凿沟位置刚好又接近连接节点,对结构的隐患非常大。
有的预制构件需要埋设现场施工用的预埋件,设计和制作阶段未考虑,构件到了现场现打眼埋设埋件,致使受力钢筋被打断,保护层被破坏后也未处理,这存在很大安全隐患。
内外叶板主要靠拉结件连接,有的拉结件直接用钢筋作业,未做防锈处理,耐久性得不到保障;有的拉结件施工工艺和工艺顺序存在问题,拉结件在混凝土中未能锚固,容易使外叶板脱落。
(8)人才匮乏问题
我国大规模PC化的进程,最缺的就是有经验的技术、管理人员和技术工人。
PC化不是高难度、高科技,而是对经验要求较多的实用性技术。我国PC化的设计、制作和安装人才本来就稀缺,而大规模的快速发展又加剧了这种稀缺。
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