朱俊霞(上海恒遠(yuǎn)建設(shè)工程有限公司, 上海 202164)
裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑結(jié)構(gòu)形式,其通過對施工圖的設(shè)計深化,把建筑物的各部件分解成可進(jìn)行工廠化生產(chǎn)的預(yù)制件,在施工現(xiàn)場結(jié)合部分現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配連接,實現(xiàn)安全耐久、施工快捷、低碳環(huán)保的建設(shè)目標(biāo)。施工過程中,各預(yù)制件的裝配工藝不同,質(zhì)量控制要點也有差異。本文結(jié)合工程實例對預(yù)制疊合樓板裝配施工質(zhì)量管控進(jìn)行分析,并提出相關(guān)質(zhì)量優(yōu)化建議。
某租賃住房項目(以下簡稱“本工程”)位于上海市浦東新區(qū),用地面積49 165.20 m2,總建筑面積212 208.79 m2,由7棟高層(裝配式)租賃住宅、1棟保留建筑(8號樓世博大廈)和3棟3層配套商業(yè)用房組成。地下1層為車庫,1號樓~7號樓地上結(jié)構(gòu)采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu),單體預(yù)制率≥40%,立面覆蓋率≥50%,主要構(gòu)件類型為預(yù)制剪力墻、填充墻、凸窗、疊合樓板、預(yù)制疊合梁和樓梯。9號樓和10號樓地上采用鋼框架結(jié)構(gòu),11號樓地上采用裝配整體式框架結(jié)構(gòu),地下室為現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)。
疊合樓板是由預(yù)制板和現(xiàn)澆鋼筋混凝土層疊合而成的裝配整體式樓板。疊合樓板屬于半預(yù)制構(gòu)件,力學(xué)要求預(yù)制混凝土層最小厚度為5 cm~6 cm,實際厚度取決于混凝土量和配筋的多少,最厚可達(dá)7 cm。疊合樓板跨度一般為4 m~6 m,最大跨度可達(dá)9 m。疊合樓板在環(huán)境相對封閉和穩(wěn)定的工廠里生產(chǎn),底板的預(yù)應(yīng)力主筋即是疊合板的主筋,上部混凝土現(xiàn)澆層僅配置負(fù)彎矩鋼筋和構(gòu)造鋼筋,預(yù)制疊合板用作現(xiàn)澆混凝土的底模板,不需要為現(xiàn)澆層安裝支撐模板。桁架鋼筋增加疊合板在運輸及安裝過程中的剛度,兼作施工時的馬登筋,支撐現(xiàn)澆板中的上部面筋,同時增加與疊合層的抗剪能力。預(yù)制樓板在工地安裝到位后進(jìn)行二次混凝土澆筑,從而成為整體實心疊合樓板。二次混凝土澆筑完成后,混凝土疊合樓板總厚度控制在12 cm~30 cm之間,實際厚度取決于跨度與荷載。伸出預(yù)制混凝土層的桁架鋼筋和粗糙的混凝土表面保證了疊合樓板預(yù)制部分與現(xiàn)澆部分能夠有效結(jié)合成形成整體。
(1)疊合樓板整體參與受力,剛度大,受外界荷載作用變形小,有效地提高了抗剪和抗彎能力。與全預(yù)制樓板比,疊合樓板與墻板、梁柱等連接節(jié)點之間的整體性好,利于抗震[1]。
(2)疊合樓板的平面尺寸靈活,能適應(yīng)建筑開間、進(jìn)深多變和開洞等要求,建筑功能好。
(3)預(yù)制底板材料大多采用高強度鋼筋及高強度混凝土,能在提高預(yù)制底板強度的同時節(jié)約鋼材和混凝土用量。
(4)疊合樓板可當(dāng)模板使用,減少模板使用量,加快施工進(jìn)度,有助于經(jīng)濟(jì)效益提高。
(5)板的上下表面平整,便于飾面層裝修。
(6)疊合樓板單個構(gòu)件重量輕彈性好,便于運輸安裝。
(1)疊合樓板預(yù)制質(zhì)量要求高,對工人要求高;制作完成后的疊合樓板需要特殊的吊運工具及專業(yè)人員進(jìn)行操作。
(2)疊合樓板構(gòu)造節(jié)點多,現(xiàn)澆節(jié)點施工困難。
(3)不同的疊合樓板的預(yù)制底板構(gòu)造不同,預(yù)制底板的驗收需要專門設(shè)備進(jìn)行檢測,需要對技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行不斷更新。
(4)當(dāng)預(yù)制底板賦存混凝土肋或密肋結(jié)構(gòu)時,水電管線只能按混凝土肋或密肋進(jìn)行布置,易造成管線浪費。
(5)疊合樓板的抗剪性能由預(yù)制底板和現(xiàn)澆混凝土層的黏結(jié)力決定,疊合層混凝土澆筑時對施工單位要求高。
疊合樓板在出廠運輸、堆垛存放、吊裝、對位調(diào)整等過程中因作業(yè)工人操作不規(guī)范以及與機械設(shè)備的配合不協(xié)調(diào)等產(chǎn)生碰撞、磕角,導(dǎo)致構(gòu)件缺棱掉角、局部破損、開裂、鋼筋彎折,甚至發(fā)生樓板斷裂。這將直接影響樓板施工質(zhì)量,會導(dǎo)致樓板接縫成型質(zhì)量差、平整度差、后期施工難度大,嚴(yán)重者會降低樓板整體受力性能,產(chǎn)生安全隱患。
疊合樓板吊裝雖有準(zhǔn)確定位的控制線,但受操作工人的經(jīng)驗不足及塔吊司機的操作技術(shù)水平有限的影響,極易造成構(gòu)件安裝位置及標(biāo)高發(fā)生偏差,超過DGJ 08-2117—2012《裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工及質(zhì)量驗收規(guī)范》表6.11.15中軸線位置(5 mm)和標(biāo)高(±5 mm)的允許偏差值,對接縫寬度、端部和中間支座安裝精度產(chǎn)生影響,導(dǎo)致安裝質(zhì)量和整體精度較差。當(dāng)累計誤差超過允許偏差值,易造成后續(xù)構(gòu)件無法正常安裝的問題。
相鄰疊合樓板在連梁上端部鋼筋位置重疊及疊合樓板端部鋼筋與剪力墻縱向鋼筋、跨中框梁主筋位置沖突等問題,會影響吊裝精度和位置偏差,雖可通過人工調(diào)整鋼筋位置,但還是會影響鋼筋受力性能,導(dǎo)致鋼筋連接質(zhì)量降低,進(jìn)而影響整體結(jié)構(gòu)安全。
疊合樓板接縫處采用與預(yù)制樓板相同的支撐方式,導(dǎo)致預(yù)制樓板長邊翹起,形成整板標(biāo)高偏差。相鄰板拼組不嚴(yán),產(chǎn)生錯臺,使得接縫后出現(xiàn)澆漏漿、麻面,影響板面平整度,造成現(xiàn)澆板帶表觀質(zhì)量差、房內(nèi)凈高不一致,增加后期裝飾難度。
疊合樓板施工工藝流程為:安裝準(zhǔn)備(預(yù)制、運輸、進(jìn)場、存放)→彈控制線并復(fù)核→支撐體系搭設(shè)→吊裝就位→標(biāo)高調(diào)整加固→管線敷設(shè)→模板安裝、鋼筋綁扎(接縫處理)→鋼筋檢驗→疊合層混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)→模板拆除→自檢及標(biāo)識→驗收。
根據(jù)疊合樓板施工工藝流程,對本工程疊合樓板施工質(zhì)量安全管控做如下分析。
5.1.1 疊合樓板預(yù)制
依據(jù)圖紙及DGJ 08-2069—2016《裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件制作與質(zhì)量檢驗規(guī)程》,重點對預(yù)制板原材質(zhì)量、模具尺寸、鋼筋安裝、埋件質(zhì)量、混凝土澆搗養(yǎng)護(hù)、成品養(yǎng)護(hù)、成品堆放及預(yù)制環(huán)境安全穩(wěn)定性等進(jìn)行管控。前置深化設(shè)計工作,檢查埋件、預(yù)留孔位置及數(shù)量,以減少后期開孔施工頻率。嚴(yán)格管控預(yù)制板表觀質(zhì)量,檢查構(gòu)件標(biāo)識、堆放防護(hù)措施,杜絕不合格構(gòu)件出廠。
5.1.2 疊合樓板運輸
預(yù)制板運輸應(yīng)考慮運輸車輛和運輸路線,保證運輸安全及構(gòu)件質(zhì)量不受損傷。運輸車輛選擇應(yīng)結(jié)合預(yù)制件外觀尺寸和運輸要求,對車輛型號、構(gòu)件擺放及車輛保護(hù)支撐進(jìn)行優(yōu)化;運輸路線選擇應(yīng)進(jìn)行線路距離優(yōu)化,進(jìn)行路面承重能力分析。對于構(gòu)件裝車出廠的搬運、疊放、防護(hù)等,依次逐項檢查。本工程疊合樓板采用平放運輸,疊放數(shù)量≤6塊,平板車長20 m,限重50 t,構(gòu)件底部通長木條放置位置應(yīng)符合要求,并用緊繩與運輸車輛固定。
5.1.3 疊合樓板進(jìn)場驗收
現(xiàn)場全數(shù)檢查預(yù)制板外觀質(zhì)量、板厚等各項指標(biāo)。按照DGJ 08-2069—2016規(guī)范要求,外觀質(zhì)量主控項目不應(yīng)有嚴(yán)重缺陷,一般項目不宜有一般缺陷,尺寸偏差須符合規(guī)范要求,粗糙面質(zhì)量及鍵槽數(shù)量須滿足設(shè)計及規(guī)范規(guī)定。有嚴(yán)重缺陷的構(gòu)件應(yīng)退場,有一般缺陷的構(gòu)件要求廠方修補。對合格的構(gòu)件和待修補的構(gòu)件分別予以標(biāo)識。
5.1.4 疊合樓板存放
預(yù)制構(gòu)件堆場應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的使用周期、吊裝距離、安全隔離、道路、排水等因素,進(jìn)行合理容量的堆場位置和條件設(shè)置。監(jiān)理應(yīng)對堆場設(shè)置進(jìn)行審核驗收,并提出優(yōu)化建議和要求。疊合樓板堆放層數(shù)≤6層,預(yù)制板底部設(shè)置枕木,板間墊有木方,并確保豎直方向的木方在一條直線上且木方安放在吊點部位。疊合樓板疊放上下順序應(yīng)匹配先后吊裝使用順序,可按出廠編號進(jìn)行存放管理。
在構(gòu)件和相應(yīng)的支承結(jié)構(gòu)上設(shè)置中心線和標(biāo)高,標(biāo)注出疊合樓板底標(biāo)高及邊線控制線的位置。每層樓面軸線垂直控制點≥4個,樓層上控制軸線用經(jīng)緯儀由底層原始點直接向上引測。在樓面上標(biāo)出支撐點位置,確保上下層支撐垂直于樓面。監(jiān)理對測量放線成果進(jìn)行復(fù)核,確保測量放線成果準(zhǔn)確無誤。
工具式鋼支柱主要由插管和套管組成。插、套管的外徑分別為48 mm和60 mm,內(nèi)徑分別為42 mm和55 mm,抗彎截面系數(shù)分別為4 492 mm3和6 233 mm3,配合鋁制模板使用,由于鋁模連接后自穩(wěn)定系數(shù)較高,配合豎向鋼管支撐,無需安裝斜支撐。監(jiān)理對工具式鋼支柱支撐進(jìn)行驗收時,重點關(guān)注插、套管的施工質(zhì)量,配合鋁模安裝做好標(biāo)高復(fù)核,檢查鋼支撐與模板底部定型連接的牢固程度,確保架體整體穩(wěn)定。
疊合樓板吊裝主要管控吊裝安全、板件保護(hù)、安裝精度三個方面。安全方面,重點對吊裝區(qū)域隔離、塔吊工況、吊索吊具、吊位吊點、安全防護(hù)、試吊步序及交叉作業(yè)等進(jìn)行逐項檢查。板件保護(hù)方面,重點關(guān)注起吊是否平穩(wěn)、轉(zhuǎn)臂是否勻速、吊放是否緩降、落地防爆角措施是否到位及位置微調(diào)作業(yè)受力分配是否合理。安裝精度方面,嚴(yán)格按照劃定的控制線和標(biāo)識的定位點進(jìn)行落位控制,使用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和量尺對板件軸線位置、標(biāo)高(允許偏差±5 mm)、平整度(允許偏差3 mm)、擱置長度(≥15 mm,允許偏差±10 mm)和支座中心位置(允許偏差10 mm)進(jìn)行合規(guī)性檢驗。板件吊裝、對線對位調(diào)整完成后,及時進(jìn)行支撐體系的加固處理,以固定板件位置和標(biāo)高。
疊合樓板接縫包含板間拼縫、板與梁或墻間縫隙兩部分,接縫處理質(zhì)量受模板影響。為防止接縫處出現(xiàn)漏漿、麻面、水平度差、后期開裂等表觀問題,根據(jù)圖紙及專項施工方案,重點做好對構(gòu)件標(biāo)高(水平度)、模板安裝精度、混凝土澆搗、拆模條件、局部修補等施工環(huán)節(jié)的管控,也可根據(jù)現(xiàn)場實際,采用新技術(shù)或新設(shè)備優(yōu)化處理方案,降低功耗且調(diào)高接縫處成型質(zhì)量。
重點做好管線布局優(yōu)化,控制標(biāo)高,防止出現(xiàn)部分管線漏埋。對不合理的管線布設(shè)方式、交錯堆疊的布設(shè)現(xiàn)象進(jìn)行糾錯,能夠在后澆帶、梁(墻)部位、公共走道部位埋設(shè)的管線盡量予以遷移,對照后期裝飾要求,需要預(yù)埋的管線不應(yīng)疏漏,管線敷設(shè)應(yīng)從桁架筋下方穿過,剛性和柔性管應(yīng)根據(jù)穿布形式采用,采用較小管徑分設(shè)不同管線,避免集束大管徑使用時的應(yīng)力集中。本工程在管線敷設(shè)環(huán)節(jié),因?qū)I(yè)銜接及裝修方案修改等原因,出現(xiàn)局部漏埋問題,增加了后期施工難度。
鋼筋布設(shè)及綁扎過程中,對鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量、綁扎間距、連接方式、錨固長度、鋼筋接頭保護(hù)等進(jìn)行管控。預(yù)制板外伸錨固鋼筋與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎連接形成整體鋼筋骨架,預(yù)制板內(nèi)縱向受力鋼筋宜從板端伸出并錨入支座梁或墻的現(xiàn)澆混凝土層中,在支座內(nèi)錨固長度≥5d且宜伸過支座中心線。單向預(yù)制疊合板板側(cè)的分離式接縫應(yīng)配置附加鋼筋;疊合板板側(cè)的整體式接縫通常設(shè)置在疊合板的次要受力方向上,宜避開最大彎矩截面。同步做好桁架鋼架標(biāo)高控制,以保證上排鋼筋的保護(hù)層厚度符合要求。
混凝土澆筑前,對模板的強度、剛度、穩(wěn)定性及承載力進(jìn)行檢查驗收;對混凝土強度等級、塌落度指標(biāo)、工藝試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行前期管控。澆筑環(huán)節(jié),控制好布料速度,避免出現(xiàn)冷縫;分層澆筑時,控制層厚(≤500 mm)。振搗環(huán)節(jié),采用平板振動器,成排依次振搗前進(jìn),前后位置、排與排間相互搭接3 cm~5 cm,防止漏振;振動器在每一位置上的振動時間,以混凝土表面均勻泛漿為準(zhǔn),正常情況下約為25 s~40 s,避免時間過短不易搗實、過長混凝土離析。
做好混凝土養(yǎng)護(hù)階段的巡查,要求混凝土澆搗完后12 h內(nèi)進(jìn)行覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)。澆水養(yǎng)護(hù)時間不得少于7 d,對具有抗?jié)B性要求的混凝土,澆水養(yǎng)護(hù)時間不得少于14 d。根據(jù)混凝土處于濕潤狀態(tài)情況決定澆水次數(shù)。
依規(guī)、按圖、遵案做好現(xiàn)場質(zhì)量管控的同時,還應(yīng)對常見的質(zhì)量問題進(jìn)行深入思考、分析,從“人,機、料、法、環(huán)、測”及“四新”應(yīng)用等方面積極尋求質(zhì)量問題防治及優(yōu)化提升的措施或方法,以降低問題、事故發(fā)生的概率和風(fēng)險,提高實物質(zhì)量。筆者結(jié)合裝配式建筑項目工作經(jīng)歷,參閱行業(yè)前沿技術(shù)研究成果,針對疊合樓板施工質(zhì)量優(yōu)化,提出以下幾點意見。
裝配式建筑施工對一線作業(yè)人員、施工管理人員、工程監(jiān)理人員的專業(yè)技能提出了很高要求,只有在弄懂搞清其技術(shù)流程、工藝要求、結(jié)構(gòu)受力、施工重難點、控制關(guān)鍵點等內(nèi)容的基礎(chǔ)上,才能對其關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)、重大風(fēng)險點、全流程協(xié)作等進(jìn)行精細(xì)化施工及管控,從而保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量,達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)。在排他條件下,對于構(gòu)件吊運的技術(shù)要點掌握和安全把控,對于構(gòu)件安放的精確控制和構(gòu)件保護(hù),以及鋼筋矛盾時的作業(yè)順序要求等,各方人員均需掌握一定的專業(yè)技能,能夠?qū)栴}的成因和解決措施做到精準(zhǔn)、快速且有成效。同時,對于BIM技術(shù)的認(rèn)知,不應(yīng)只停留在設(shè)計階段做碰撞檢驗用,而應(yīng)該看到其對裝配式施工全過程的巨大價值,其夠提高管理效能、推演施工步序、分析質(zhì)量問題、優(yōu)化投資進(jìn)度等,而這些的前提則是學(xué)習(xí)、掌握BIM技術(shù)和相關(guān)信息管理工具,為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展、實現(xiàn)質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)打好基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。
在筆者看來,深化設(shè)計不僅僅是設(shè)計單位和施工單位的事情,工程監(jiān)理也應(yīng)該積極參與進(jìn)來,發(fā)揮積極作用。從現(xiàn)場實際施工過程中發(fā)現(xiàn)的因?qū)I(yè)設(shè)計整合不到位問題而導(dǎo)致的預(yù)制板埋件數(shù)量和質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問題,反映出深化設(shè)計階段的質(zhì)量管控有待提高。同時,從提升監(jiān)理人員對裝配式建筑施工的整體把控能力的角度考慮,積極介入深化設(shè)計階段,有利于現(xiàn)場管控效能提升,有助于專業(yè)技術(shù)積累。
現(xiàn)階段裝配式預(yù)制件的臨時支撐體系多采用滿堂式鋼管承重架,其中以碗扣式和盤扣式腳手架為主。在施工過程中,承重架體鋼管易與疊合梁斜杠、現(xiàn)澆梁柱模板斜撐桿發(fā)生碰撞,導(dǎo)致施工難度增加,削弱斜杠支撐受力,且工具式腳手架表現(xiàn)出水平桿件長度有模數(shù)限定的特性,降低了立桿間距設(shè)置的自由度,造成鋼管資源浪費。可采用“三角獨立支撐體系”[2]、“工具式腳手架+大截面方木支撐體系”[3]、“水平構(gòu)件安裝專用工具式支撐系統(tǒng)”[4]替代滿堂架,實現(xiàn)支撐優(yōu)化。
裝配式建筑結(jié)構(gòu)形式的普及應(yīng)用是走向現(xiàn)代建筑施工的標(biāo)志之一。本文對裝配式疊合樓板的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點進(jìn)行了詳細(xì)分析,對其施工質(zhì)量管控重點和質(zhì)量優(yōu)化措施進(jìn)行了分析和總結(jié),以加深對裝配式預(yù)制件的認(rèn)知,提升質(zhì)量管控效能,期許能為裝配式疊合樓板施工質(zhì)量管控提供參考。