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一线工程师谈建筑业发展的预制化之路

2015-02-09 何庸 工程建设标准与实践

导读

建筑工业化、预制化,太多的观点来自于管理者、学者,本文为从事过具体装配混凝土结构建造的一线工程师撰写,具有很好的借鉴意义


现在国内PC(Precast Concrete)行业中有一些让人哭笑不得的提法,“PC化结构设计”、“预制装配式结构技术系统创新”等等之类的。其实根本用不着这么大张旗鼓的扯淡,PC不是新的结构形式,就只是一种工法而已。一种把柱、梁、楼板等构件于PC工厂进行预生产,再运到施工现场安装的一种工法。

结构形式,依然属于RC(Reinforced Concrete,钢筋混凝土)结构的范畴之内。设计中当然需要在满足建筑、结构、机电设备等各专业要求的同时,针对构件制作、运输、安装等环节进行优化,但也就只是优化、合理化的深化设计程度。没必要弄那么多等同于脱裤子放屁的“技术措施”、“创新”之类的。在满足 PC 构件及连接部位的力学性能、破坏形态、变形能力等指标等同于现浇混凝土结构的大前提下,整体计算完全可按现浇结构同样的方法进行。

PC工法的总体思想是,将现场的施工作业量最小化、最简化、最效率化。比如说,现场施工人员最希望的是,将PC构件大型化。PC构件现场安装人员通过技术培训以及对项目更加熟悉的过程之后,可以一定程度的缩短构件安装所需的时间。而使用塔吊将构件从地面运到施工层的时间是由塔吊自身所决定的。不是说塔吊驾驶员是在蓝翔学的技术就可以缩短起吊时间。因此,为了控制时间成本、缩短工期,通常我们希望PC构件在塔吊的起吊能力范围内,越大越好。

但是PC构件一般是由PC工厂进行生产,再运到现场安装的。(当然,国外也有很多在现场搭建一个临时PC工厂生产构件的实例。当现场有足够的空间时,这种做法更加合理。但是,需要相当数量的PC产业工人及生产设备。也许几年之后在国内也能实现,可现在环境还不够成熟。)这样,能否在公路合法运输就成为了一个制约条件。按照中华人民共和国交通部2000年第2号通令的规定,在公路上行驶的、有下列情形之一的运输车辆称为超限运输车辆。


  1. 车货总高度从地面算起4m以上(集装箱车货总高度从地面算起4.2m以上);

  2. 车货总长18m以上;

  3. 车货总宽度2.5m以上;

  4. 单车、半挂列车、全挂列车车货总质量40,000kg以上。


大,又不能过大,这就是PC化拆分设计时必须要考虑的一个问题。还有包括优化柱、梁截面形状、尺寸,尽量使其统一;优先使用高强度混凝土、高强度钢筋,并尽量统一配筋形式等等。最终的目的,都是为了如何更加合理化、更加方便施工

因此,一栋楼用不用PC工法,用多少程度的PC构件,不是由开发商决定,更不是由政府决定,而是应该由施工单位、PC工厂、设计单位协商、妥协后共同决定。根据该实际工程项目的特点来考虑

PC工法主要的特点有以下几点,

  • 减少现场作业量,缩短工期;

  • 确保施工精度,实现高品质;

  • 提高安全性;

  • 环保;

  • 现场作业的系统化;

  • 减少支撑、脚手架的使用量。


诚然,当前国内的情况是采用PC工法时,建筑的土建成本会增加。而且就算盖十栋,在当前的现状下也不可能比现浇更便宜。增加的成本包括PC拆分施工图、PC构件制作图的制图费用、钢筋连接用灌浆套筒及灌浆料费用、PC构件的制作费用等。


单纯的增加工程体量,一般情况下只能提高PC工厂生产构件所使用钢制模具的转用率。比如使用同一套模具生产PC梁,一栋楼可以用100次,那么十栋楼就能用1000次。简单地说,假设该套模具采购成本为15,000元,盖一栋楼的成本就是15,000元,而摊下来,盖十栋楼每栋的成本就是1,500元。


可实际情况是,当前,钢制模具所占PC构件生产成本的比率并不算太高。而且,PC工厂在国内存在的时间也还比较短,管理比较粗犷,成本控制还没那么成熟,导致PC构件的单价普遍比较高。而随着PC市场的展开、工厂管理体制的完善,构件的制造成本是能够逐步控制下来的。

另外,灌浆套筒、灌浆料等的费用是随着工程体量呈线性增加的。但随着需求量的增加,这里的成本也会随着PC市场的发展成熟而逐渐低下。2011年时,在沈阳做一个项目,灌浆料甚至是直接从日本进口的。成本过高那不是必须的嘛。

所以,目前政府制定要求百分之多少多少PC化率的做法,其实是柄双刃剑。虽然某种程度上培养了PC市场,却给开发商及施工单位带来了“PC工法?呵呵,真特么贵”的片面印象。PC化与否,不能靠强硬的政策规定,还是应该具体情况具体分析

比如,一家成熟的施工单位参与某工程项目的竞标,经分析,该项目如果采用PC工法,会增加300万的土建成本,但可以缩短8个月的工期。对开发商来说,提前8个月资金回笼与增加的300万土建成本哪个更有价值?若是前者,施工单位就可以铁了心的进行PC化施工;若是后者,那就正常现浇呗。

说的比较简单,其实PC化施工能够缩减成本的地方还有很多,这里就不一一展开了。

说完成本再说一下人工问题。这将是我国今后几年内必须严肃对待的一个问题。

举个栗子。去年10月份,万科集团参观日本一栋集合住宅时,问了这样一个问题。
为什么这个项目配套的停车场采用的是钢结构?完全不考虑成本问题吗?


答案是,相比钢结构的施工而言,钢筋混凝土结构的施工更加耗费人工。需要进行绑扎钢筋、支模板、浇筑混凝土、拆模等各项工序。而日本建设业中,人工费会占到总成本的55%~60%以上。虽然钢结构构件比钢筋和混凝土的价格要高不错,可算上施工人员的人工费之后,钢结构的总成本实际上要低于混凝土结构的总成本。
所以该停车场采用钢结构的理由就是,因为便宜

日本的建设业人工费偏高有很多因素。上世纪90年代泡沫经济崩坏后,房地产市场大幅萎缩导致从业人口下降是一个原因。施工现场工作条件艰苦,难以吸引年轻人就业也是一个原因。日本社会人口高龄化严重,更是一个原因。

日本在1970年所做的调查中显示,高龄化(aged,65岁以上)人口占总人口比例达到7.1%,进入高龄化社会(高龄化率7~14%)、1995年的调查中,高龄化人口达14.5%,进入高龄社会(高龄化率14~21%)、2007年,高龄化人口达21.5%,进入超高龄社会(21%~)

(引自 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E9%BD%A2%E5%8C%96%E7%A4%BE%E4%BC%9A高齢化社会」)

国内的趋势也一样。而且,我国在1999年提出“高校大扩招”的战略指导思想,到今年(2014年)高校整体录取率为74.3%。大学好进了,就业却难了。招工更难。相信大部分家长在投入大量时间、经济成本,在培养子女接受16年、甚至更久的高等教育之后,也不希望他们去工地搬砖吧。更何况,大部分还都是自己的独子。

我没转过太多国内的施工现场,但是见到的年轻工人,真的不多。40岁以上的工人比较多。他们又能继续干多久?随着我国人口红利趋于消失,在未来必然会产生施工现场的用工荒。

相比一般的施工现场而言,PC工厂的劳动环境、工作待遇等都有改善。也不再是农民工,而是产业工人了,地地道道的技术工种。在工作效率、产品品质上更加会有大幅的提高。一定程度上解决了人工的问题。这也是PC工法的优势之一。

再强调一下,PC工法不是盲目的为了PC化而PC化,是根据实际工程情况、需求、制约条件等要求所采用的一种钢筋混凝土结构建筑的施工方法

这条道路我觉得可行,并且在不久的将来会很靠谱


本文原发于“知乎”,由何庸(PCa建筑技术咨询师)回答“对于建筑工业未来的发展,你认为工业化,预制化是可行道路吗?”问题。“工程建设标准与实践”公众号转发已经作者本人同意,其他转发请注明或联系作者本人。

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