根據《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ1-2014）對裝配式混凝土結構的定義是"由預制混凝土構件通過可靠的連接方式裝配而成的混凝土結構"[1]，裝配式混凝土結構建筑的建造過程形象的描述就是像搭積木一樣蓋房子。

由此可見，在進行預制裝配式深化設計過程中，如何有效地實現預制混凝土構件之間"可靠的連接"是實現裝配式建筑結構安全性和耐久性的重要保證。《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ1-2014）要求"裝配式結構的節點和接縫應受力明確、構造可靠，并應滿足承載力、延性和耐久性等要求"。

本文將著眼于預制裝配式深化設計影響結構質量與施工的問題進行探討，以及對當前的裝配式深化設計有所裨益。

1、單向板密拼板縫設計

當建筑平面的開間和進深軸距尺寸都大于3.3米時，往往需要將樓板拆分為多塊樓板，以滿足預制構件制作、運輸條件的要求。《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ1-2014）的樓蓋設計章節，第6.6.5款給出了單向疊合板板側分離式拼縫的構造做法。事實上，單向板的桁架筋通常沿板的長度方向布置，因此《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ1-2014）第6.6.5款給出的示意圖是有歧義的，沒有反映出桁架筋與拼縫附加鋼筋的位置關系，當拼縫附加鋼筋兩端沒有穿過桁架筋進行設置時，一旦樓板承擔荷載，樓板在受力情況下發生撓度變形，結合面拼縫處的附加鋼筋將隨著樓板變形而自由上下錯位移動不能起到有效提高拼縫處的抗剪承載力。在建筑施工過程中容易出現板底拼縫處裂縫寬度過大影響結構質量觀感的問題。因此，單向板密拼板縫處的拼縫附加鋼筋設置應如下圖的右圖密拼接縫做法才是正確做法。

單向板密拼板縫附加鋼筋正確設置照片

2、陽臺板、空調板降板設計

由于陽臺板、空調板通常位于半封閉、露臺區域進行帶水使用，因此為了避免將水帶入正常使用的室內空間，建筑設計師往往將陽臺板、空調板設計成比室內低50mm。當室內樓板厚度為140mm，陽臺板厚度為130mm，為了實現室內外高差 50mm，陽臺板板底需比室內樓板板底降低40mm。若設計為陽臺板板面受力鋼筋穿過梁面筋下方在室內疊合板板面桁架筋上方進行綁扎固定，則對現場結構鋼筋綁扎施工影響比較大。因為正常情況下，疊合樓板的板面筋是在結構梁鋼筋綁扎就位后再進行，這就意味著需要人工將板面鋼筋帶90度彎折的一端穿過梁面筋下方，再彎折到陽臺板桁架筋的上方，如此做法將導致結構鋼筋施工效率嚴重降低。較為方便的做法應是將陽臺板板面受力筋穿梁面筋底進入室內板后置于桁架筋下方進行綁扎固定。

懸挑陽臺建筑圖、懸挑陽臺結構圖

懸挑陽臺鋼筋三維模型

懸挑陽臺節點剖面圖

3、預制梁與墻體垂直搭接設計

當建筑平面設計比較規整，但是由于開間或進深尺寸較大，需要在中間布設一根梁作為樓板的支承端，沒有復雜主次梁搭接關系。那么當這根梁采用現澆時，往往需要設置相應的支模體系，同時要將梁模支撐架與周邊疊合樓板的支撐架進行拉結，往往使得支模架變得復雜又費工費料。如果將次梁采用預制疊合梁，則只要支撐架撐住預制疊合梁，就可以在預制梁吊裝支撐牢固后就進行梁頂兩側的預制樓板的吊裝，可以大大簡化支模架體系和提高裝配施工效率。那么當預制梁的支撐端墻體也為預制墻板時，則預制梁與預制墻板垂直連接節點的設計需要特別注意，否則將影響預制構件結構安全和現場施工。

建筑施工圖、結構施工圖、預制構件平面布置圖

預制墻板工藝圖、預制墻板配筋圖

預制梁板墻三維拼裝模型

從以上幾個圖紙我們可以看到，當預制梁的支撐端墻板為預制墻板時，預制梁如果在墻板外沒有水平現澆梁延伸段，預制梁僅在墻頂進行錨固的話，容易出現錨固長度不滿足規范要求的問題，因為墻體厚度200mm，扣除預制梁搭在墻頂10mm，僅剩190mm用于預制梁結構受力筋的錨固時遠遠無法滿足規范要求的，因此只有在墻體外側還有一段延伸段的梁需要現澆時，預制梁的鋼筋可以延長至現澆段進行直錨，或者在預制梁端部設置錨固板錨固。

另外我們從預制墻板配筋圖看出，當預制圍護墻頂暗梁設計有梁底筋和腰筋，預制梁與其呈垂直連接時，墻頂暗梁的腰筋若不設計妥當將與預制梁的梁底筋發生干涉碰撞，進而對預制梁的安裝產生直接影響。

還有需要注意的一點，預制外圍護墻板由于結構設計成在門洞中間有一段現澆梁擱置在墻頂暗梁上，設計師選擇在預制外圍護墻板頂部暗梁處留設一個缺口，由于此缺口導致預制暗梁高度扣除缺口高度后剩余的高度與洞口直接的距離小于200mm，實際上易導致構件在脫模和運輸過程中出現缺口部位斷裂或裂縫通縫，進而導致構件而無法使用，間接影響現場施工進度。

4、預制墻頂暗梁與兩端后澆墻肢連接設計

根據《裝配式混凝土建筑技術標準》（GBT51231-2016）5.8.7款規定，"預制墻板應在水平或豎向尺寸大于800mm的洞邊、一字墻墻體端部、縱橫墻交接處設置構造邊緣構件" [2]。因此，當建筑帶門窗洞口的外圍護墻體設計為預制墻板時，結構往往在門窗洞口的頂部有一根結構梁與圍護墻體一起預制，那么預制墻板考慮到結構連接要求，需要在墻板頂部兩側外伸梁底部受力鋼筋與兩端后澆墻肢進行連接。這樣的預制墻板深化設計時需要重點考慮外伸梁底受力筋與兩端構造邊緣構件豎向鋼筋的碰撞干涉問題，否則將對豎向墻肢的鋼筋施工定位產生重大影響。

預制墻板平面布置圖、結構墻肢配筋圖、結構梁平法施工圖

預制墻板配筋圖

預制墻板外伸鋼筋三維模型圖一

預制墻板外伸鋼筋三維模型圖一

從以上兩個預制墻板外伸鋼筋三維模型圖我們可以看出，梁底外伸鋼筋直徑為20mm，構造邊緣構件的豎向受力鋼筋直徑為16mm，由于預制墻體的保護層和現澆墻肢水平分布鋼筋保護層相等，梁底主筋與構造邊緣構件豎向鋼筋發生碰撞干涉。由于梁底受力鋼筋直徑較大不容易扳彎，往往在鋼筋綁扎過程中采用構造邊緣構件豎向鋼筋避讓梁底受力鋼筋的做法，容易導致構造邊緣構件豎向鋼筋單側向外或向內偏移10mm，構造邊緣構件澆筑成型后，構造邊緣構件兩側豎向鋼筋定位偏差±20mm。較為妥當的做法，建議在進行構件深化設計時，將墻頂暗梁梁底每側受力鋼筋在出預制墻板邊緣部位內收15～20mm，這么一來既可以滿足梁受力鋼筋的錨固要求，又可以保證構造邊緣構件豎向鋼筋定位準確不偏移。

5、預制墻頂套筒預埋設計

當預制外圍護墻板在進行深化設計時，由于預制墻板代替的是傳統設計的砌體墻體，有些結構設計師考慮到不因預制墻板的設置導致單體整體結構剛度過大，會選擇將預制墻板頂部設計為預埋套筒，然后在套筒內擰入鋼筋用于上下樓層預制墻體的崁固連接，如下圖所示。

預制墻板深化設計圖、預埋套筒示意圖

由于墻底預留的是螺紋盲孔，墻頂預埋的是套筒，兩者是彼此獨立的單獨部品部件，在預制墻板的混凝土澆筑振搗過程中，容易出現預埋套筒固定不牢導致移位，當移位偏差值超過允許誤差時，會導致下層預制墻板與上層墻板無法對位安裝的問題。

另外由于預埋套筒采用沉頭設計，在構件振搗、脫模、粗糙面清洗過程中容易因為泥漿進入預埋套筒內，而導致套筒被泥漿堵塞的情況，一旦套筒堵塞，鋼筋將無法擰緊到位，進而影響墻體與結構的正常崁固連接。

事實上，預制墻板頂部采用預埋套筒的設計方式也會造成構件制作和現場施工額外花費大量的人工成本。因為在預制墻板制作過程中，需要采用螺栓穿過模具人工一個一個擰緊固定套筒，脫模時再人工一個一個松開退出固定螺栓。而現場施工為了實現鋼筋連接，需要切割鋼筋，然后對與套筒連接的一端進行開絲，開絲完成后要進行套絲檢查鋼筋加工質量。預制墻板吊裝完成后，需要先檢查復核預埋套筒的定位和套筒空腔清潔度，接著需要人工將一端開好絲的鋼筋逐根擰入預埋套筒內進行連接。隨著人工成本的不斷上漲，如果將墻頂預埋套筒的預埋固定和鋼筋連接耗費的時間折算成人工成本，每塊預制墻板所耗費的成本也不低，故這樣的設計其實也不經濟。

6、預制圍護墻板設置對拉片

當預制裝配式建筑將標準層的外圍護墻體都設計為預制墻板時，建筑標準層的外圍墻體類似于全砼外墻，部分結構設計師擔心導致建筑單體的結構剛度過大，因此會借用全砼現澆外墻設置柔性連接的做法，在預制墻板的兩側及頂面設置增塑聚氯乙烯對拉片。這種設計概念考慮通過在圍護墻體與約束/構造邊緣構件連接處設置柔性連接從而降低圍護墻體與主體結構的連接剛度，從而降低預制墻板對單體結構剛度的影響。

事實上，這種設計在實際操作中會帶來兩個方面的問題。第一個方面的問題是預制墻板在脫模養護、轉運和運輸過程中需要采用立式放置，尤其是在運輸過程中，預制墻板與運輸架難免會有所接觸并發生碰撞，如此一來，增塑聚氯乙烯對拉片就很容易在碰撞之后發生破損，且破壞之后無法及時進行更換或修復，從而使設計要達到的效果大打折扣。第二個方面的問題是，增塑聚氯乙烯對拉片是將預制墻板整個厚度方向橫斷設置，主體結構施工完成后，在墻體的內外兩側均因設置對拉片而出現了厚度等于對拉片厚度的條狀縫隙。由于外墻外側需要做保溫層、飾面層故影響不大，但是室內側墻面的縫隙則需要采用無收縮抗裂砂漿進行填充抹平。大略估算下來，每塊墻板需要增加約7米左右的抗裂砂漿抹灰的人工和材料費用，一棟樓所增加的人工和材料費用也著實不少。

預制墻板工藝圖、增塑聚氯乙烯對拉片詳圖

設置對拉片的預制墻板

預制墻板立式運輸

從以上我們探討的幾個預制裝配式深化設計方面的問題，我們可以明顯感覺到預制裝配式深化設計需要對預制構件的生產制作和現場施工的細節進行深入細致的考慮才能做好。尤其是在BIM建筑信息模型技術還沒有全面普及并推廣的情況下，很多從傳統設計轉做預制裝配式深化設計的設計單位來說，為了節約成本普遍采用AutoCAD二維設計軟件進行預制裝配式深化設計，對很多構件拼裝需要考慮的三維空間問題，只能憑借設計師的空間想象能力來進行把控。這就是為什么很多預制裝配式深化設計圖在圖審階段沒有發現多少問題，但是到了構件制作和裝配施工階段就發現很多設計不科學不合理的原因。

當前我國正處于大力推廣預制裝配式建筑的進程中，預制裝配式深化設計的不斷成熟和完善，對預制裝配式建筑提高生產效率和降低工程成本具有積極的推動作用。本文從個人對預制裝配式深化設計的理解角度結合具體的幾個深化設計問題進行了探討，希望能夠起到拋磚引玉的作用，引起大家對具體的預制裝配式深化設計問題的關注和思考。

參考文獻：

1．《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ1-2014）P2；

2. 《裝配式混凝土建筑技術標準》（GBT51231-2016）P42；