摘 "要:裝配式混凝土建筑是建筑體系與運(yùn)作方式的變革,對(duì)建筑質(zhì)量提升具有巨大的推動(dòng)作用,同時(shí)形成區(qū)別于現(xiàn)澆混凝土建筑的質(zhì)量管理特點(diǎn)。工程質(zhì)量控制是控制好各建設(shè)階段的工作質(zhì)量以及施工階段各工序質(zhì)量,從而確保工程實(shí)體能滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和合同約定要求。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制主要從施工前的準(zhǔn)備、原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)與施工試驗(yàn)、施工過(guò)程的工序檢驗(yàn)、隱蔽工程驗(yàn)收和結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)等多個(gè)方面進(jìn)行。該文將結(jié)合工程實(shí)際,對(duì)工程建筑中裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行分析與探討。
關(guān)鍵詞:工程建筑;裝配式混凝土;施工技術(shù);質(zhì)量控制;脆弱點(diǎn)
中圖分類(lèi)號(hào):TU755 " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A " " " " "文章編號(hào):2095-2945(2023)20-0163-04
Abstract: Prefabricated concrete building is a reform of building system and mode of operation, which plays a great role in promoting the improvement of building quality, and forms the characteristics of quality management which is different from that of cast-in-place concrete buildings. Engineering quality control is to control the work quality of each construction stage and the quality of each process in the construction stage, so as to ensure that the engineering entity can meet the requirements of relevant standards and contracts. The construction quality control of prefabricated concrete structure is mainly carried out from many aspects, such as preparation before construction, quality inspection and construction test of raw materials, process inspection of construction process, acceptance of concealed project, structural entity inspection and so on. Based on the engineering practice, this paper analyzes and discusses the construction technology and quality control of prefabricated concrete structure in engineering buildings.
Keywords: engineering architecture; prefabricated concrete; construction technology; quality control; vulnerability
裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)是由裝配式預(yù)制混凝土構(gòu)件通過(guò)可靠的連接方式組裝而成的混凝土結(jié)構(gòu),包括整體混凝土結(jié)構(gòu)的組裝、裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)等。整體混凝土結(jié)構(gòu)是一種裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu),與現(xiàn)場(chǎng)澆注混凝土和水泥基灌漿材料進(jìn)行可靠的連接,形成整體[1]。裝配式預(yù)制混凝土構(gòu)件通常在固定工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模壓、鑄造和維護(hù)。當(dāng)混凝土達(dá)到所需的強(qiáng)度后,其被運(yùn)輸或提升到施工現(xiàn)場(chǎng)并安裝。根據(jù)結(jié)構(gòu)體系的不同,裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)有多種形式[2]:整體框架結(jié)構(gòu)的裝配、整體剪切墻結(jié)構(gòu)的裝配、部分框架剪切墻結(jié)構(gòu)的裝配等。裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)是預(yù)制建筑中最薄弱的環(huán)節(jié),目前節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)還不成熟。此外,與傳統(tǒng)建筑方法相比,裝配式預(yù)制混凝土具有更多的連接界面和連接點(diǎn),因此預(yù)制結(jié)構(gòu)的抗震和防水性能低于現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)。但研究[3]發(fā)現(xiàn),如果使用的節(jié)點(diǎn)牢固和可靠,即使該建筑位于地震帶,裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在剛度和整體性上均與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相當(dāng)。
1 "工程概況
本項(xiàng)目建筑面積約127 000 m2,邊坡治理約8 500 m2。建筑高度98.2 m(33~35F)地下室(2層)約43 800 m2。建筑主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),地上部分樓板采用預(yù)制疊合板,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防等級(jí)三級(jí),按6度防設(shè);防水等級(jí):地上屋面防水等級(jí)一級(jí),多層屋面二級(jí)防水,地下室防水等級(jí)一級(jí)(其中種植頂板防水等級(jí)為一級(jí),側(cè)墻、底板防水等級(jí)為二級(jí)),消防水泵房、配電間、設(shè)備機(jī)房部分為一級(jí)防水。高層住宅建筑大于54 m,小于100 m,屬于一類(lèi)高層建筑,耐火等級(jí)一級(jí),地下室耐火等級(jí)為一級(jí)。幼兒園為多層公共建筑,耐火等級(jí)一級(jí);商業(yè)耐火等級(jí)一級(jí)。
本項(xiàng)目采用裝配整體式框架鋼支撐結(jié)構(gòu)體系。在國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,對(duì)預(yù)制裝配體系進(jìn)行了創(chuàng)新,采用了新型裝配整體式框架鋼支撐體系。該體系用鋼支撐替代了現(xiàn)澆剪力墻,提高了結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,同時(shí)提高了建筑的預(yù)制裝配率。
本項(xiàng)目預(yù)制剪力墻采用夾心保溫系統(tǒng),即結(jié)構(gòu)剪力墻、保溫板、混凝土模板一起預(yù)制。在保證結(jié)構(gòu)安全的同時(shí),考慮了建筑的保溫節(jié)能要求和建筑立面的裝飾效果,實(shí)現(xiàn)了綠色建設(shè),施工過(guò)程中不需要外部模板、外部腳手架、磚石和油漆。建筑內(nèi)部的混凝土只在預(yù)制的剪力板上進(jìn)行,這大大減少了模板的數(shù)量和模板的支撐和現(xiàn)場(chǎng)加固,如圖1所示。
圖1 "裝配式混凝土剪力墻(含保溫)
本項(xiàng)目采用預(yù)制外模板(PCF)作為剪力墻的外模板,建筑外墻實(shí)現(xiàn)了無(wú)外模板、無(wú)外腳手架、無(wú)砌筑、無(wú)粉刷的綠色施工。PCF混凝土外墻板常用于預(yù)制疊合剪力墻中,預(yù)制疊合剪力墻是一種采用部分預(yù)制、部分現(xiàn)澆工藝形成的鋼筋混凝土剪力墻,其預(yù)制部分稱(chēng)為預(yù)制外模板(PCF),在工廠制作養(yǎng)護(hù)成型運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后,和現(xiàn)澆部分整澆。預(yù)制外模板(PCF)在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝就位后可以作為剪力墻外側(cè)模板使用。
本項(xiàng)目樓板采用裝配式預(yù)制混凝土疊合板如圖2所示。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆樓板存在現(xiàn)場(chǎng)施工量大、濕作業(yè)多、材料浪費(fèi)多、施工垃圾多和樓板容易出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題。采用部分預(yù)制、部分現(xiàn)澆的裝配式預(yù)制混凝土疊合板后,疊合板的支撐系統(tǒng)腳手架工程量、現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑量均較小。所有施工工序均有明顯的工期優(yōu)勢(shì)。
傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)澆筑樓梯模板需要大量的工作,包括大量的濕工和大量的鋼筋彎曲及捆綁工作。該項(xiàng)目使用裝配式預(yù)制混凝土梯段板。沒(méi)有鋼筋超過(guò)梯子段。在施工和安裝過(guò)程中,梯段的兩端直接放在樓梯梁上。一端是鉸接的,一端是滑動(dòng)的。零部件制造簡(jiǎn)單,施工方便,節(jié)省了工期,大大減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量。預(yù)制樓梯采用透明混凝土完成,并采取措施提高對(duì)成品的保護(hù)。樓梯表面防滑施工在工廠預(yù)制時(shí)一次成型,節(jié)省了人工、材料和后續(xù)維護(hù),節(jié)約了能源和協(xié)同作用。
圖2 "裝配式混凝土梁
2 "裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制特點(diǎn)及影響因素
現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是建筑業(yè)內(nèi)此消彼長(zhǎng)的2種建造方式,各有優(yōu)缺點(diǎn)。目前提倡裝配式混凝土結(jié)構(gòu),這是從建筑工業(yè)化的戰(zhàn)略高度考慮,使建筑施工擺脫分散的、大量依賴(lài)手工作業(yè)的落后局面,達(dá)到建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)件生產(chǎn)工廠化、施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化和組織管理科學(xué)化。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是對(duì)建筑施工技術(shù)的重大改變,而其產(chǎn)生的影響將波及整個(gè)建筑行業(yè)。我國(guó)有關(guān)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括:GB/T51231—2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》;GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》;GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》;GB 50204—2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》;JGJ 1—2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》;JGJ 224—2010《預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》;JGJ/T 400—2017《裝配式勁性柱混合梁框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》;JGJ 355—2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》;CECS 40—1992《混凝土及預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量控制規(guī)程》;CECS 43—1992《鋼筋混凝土裝配整體式框架節(jié)點(diǎn)與連接設(shè)計(jì)規(guī)程》;CECS 52—2010《整體預(yù)應(yīng)力裝配式板柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》;CECS 347—2013《約束混凝土柱組合梁框架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》;CECS 444—2016《鋼筋機(jī)械連接裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等。
本項(xiàng)目裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。
1)“一點(diǎn)管理”與“多點(diǎn)管理”。裝配式混凝土建筑質(zhì)量管理把一個(gè)工程的若干環(huán)節(jié)從工地現(xiàn)澆轉(zhuǎn)移到了工廠預(yù)制,使以往只在建筑工地進(jìn)行的“一點(diǎn)管理”變成了在建筑工地和若干預(yù)制工廠進(jìn)行的“多點(diǎn)管理”,因此需要增加駐廠監(jiān)理對(duì)工廠預(yù)制環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量管理,并要與現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量監(jiān)理進(jìn)行隨時(shí)溝通,以便及時(shí)應(yīng)對(duì)解決各種問(wèn)題[4-5]。
2)構(gòu)件精度管理。預(yù)制構(gòu)件制作過(guò)程中,對(duì)構(gòu)件尺寸、預(yù)埋件位置、預(yù)留鋼筋位置、預(yù)留孔洞位置或角度等的精度要求較高,誤差需以毫米為單位計(jì)算,誤差較大則無(wú)法裝配,導(dǎo)致構(gòu)件報(bào)廢。
3)特殊工藝的質(zhì)量管理。裝配式混凝土建筑可以采用與現(xiàn)澆混凝土建筑完全不同的制作工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)裝飾的集成化或一體化,如建筑外墻保溫可采用夾心保溫方式,即通常說(shuō)的“三明治外墻板”。類(lèi)似這種制作工藝,需要構(gòu)件制作工廠和監(jiān)理單位共同研究制定專(zhuān)項(xiàng)質(zhì)量管理辦法。
4)“脆弱點(diǎn)”的質(zhì)量管理。裝配式混凝土建筑質(zhì)量管理有“脆弱點(diǎn)”,即連接點(diǎn)、拉結(jié)件及部分敏感工藝。若這些“脆弱點(diǎn)”質(zhì)量控制不好,無(wú)論是技術(shù)原因還是責(zé)任原因,都會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的、甚至災(zāi)難性后果。因此,裝配式混凝土建筑質(zhì)量管理中一般都推薦用“旁站監(jiān)理”來(lái)專(zhuān)門(mén)對(duì)“脆弱點(diǎn)”進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)質(zhì)量管理[6]。
施工質(zhì)量的影響因素見(jiàn)表1。
3 "裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及質(zhì)量控制
3.1 "應(yīng)制訂專(zhuān)項(xiàng)方案
裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)施工方案必須全面和系統(tǒng),并應(yīng)結(jié)合預(yù)制裝配式建筑的特點(diǎn)和具體要求,統(tǒng)籌建設(shè),以應(yīng)對(duì)勞動(dòng)力節(jié)約資源、減少原則,提高質(zhì)量和縮短建造周期。
3.2 "施工前準(zhǔn)備工作
1)裝配式預(yù)制混凝土建筑施工方案包括:工程、業(yè)務(wù)計(jì)劃、基礎(chǔ)預(yù)制建筑工地的布局,建立具體的施工方法、施工裝配部件的質(zhì)量管理、防治措施及滲漏的裂縫質(zhì)量缺陷、綠色施工和信息化的環(huán)境保護(hù)措施、應(yīng)急管理等。
2)預(yù)制組件進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)接收安裝材料和附件等。不得使用未經(jīng)檢驗(yàn)或不合格的產(chǎn)品。
3)施工現(xiàn)場(chǎng)按輸送管道施工方案確定,倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)按規(guī)定確定。
4)安裝和施工前,請(qǐng)檢查施工完成的結(jié)構(gòu)或?qū)嶋H完成的施工質(zhì)量、外觀、尺寸偏差的前提內(nèi)置等,并檢查具體阻力和預(yù)制構(gòu)件及配件的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量等,確定其是否符合設(shè)計(jì)要求。有必要熟悉施工設(shè)計(jì)圖紙,收集測(cè)量信息,明確施工要求,制訂施工測(cè)量和安裝定位標(biāo)識(shí)方案。
5)安裝施工前,復(fù)核構(gòu)件裝配位置、節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造,并對(duì)臨時(shí)支撐零部件進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收,對(duì)支架進(jìn)行試組裝、檢查等。復(fù)核吊裝設(shè)備的吊裝能力[7]。
6)制訂經(jīng)濟(jì)合理的垂直運(yùn)輸方案,根據(jù)運(yùn)輸任務(wù)和特點(diǎn),科學(xué)配置垂直運(yùn)輸設(shè)備,并結(jié)合場(chǎng)地進(jìn)行合理布置,細(xì)化并優(yōu)化垂直運(yùn)輸設(shè)備與結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的附著方式。
3.3 "施工階段質(zhì)量控制與管理
1)工裝系統(tǒng)。在裝配式預(yù)制混凝土建筑的施工中,最好使用標(biāo)準(zhǔn)化和工具化的工具系統(tǒng)。無(wú)論工裝的混凝土建筑起重設(shè)備安裝和使用材料的電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、工具化、起重、支撐架,包括堆放的標(biāo)準(zhǔn)化、通用模塊的吊裝梁式起重、起重設(shè)備、起重吊鉤的預(yù)制板,連續(xù)板傾斜扶持體系、支撐體系的獨(dú)立,在操作工具系列的外圍。工裝系統(tǒng)的精加工產(chǎn)品和施工操作應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)的有關(guān)規(guī)定。使用前應(yīng)進(jìn)行必要的施工檢查。
2)信息模擬。在裝配式預(yù)制混凝土建筑施工中,最好采用建筑信息建模技術(shù)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程和關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行信息模擬。使用BIM施工和安裝施工計(jì)劃安排,引導(dǎo)并模擬建筑與BIM模型,制訂合理的施工程序和計(jì)算準(zhǔn)確數(shù)量,以提高管理水平和建筑施工效率并減少浪費(fèi)。
3)預(yù)制件測(cè)試安裝。在裝配式預(yù)制混凝土建筑施工前,最好選擇一個(gè)有代表性的單元進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的試驗(yàn)安裝。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備的結(jié)果,及時(shí)調(diào)整施工工藝,制訂完善的施工方案。在設(shè)計(jì)或施工階段,為保證施工質(zhì)量,預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)試水,并不斷積累經(jīng)驗(yàn),擬進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)試點(diǎn)的前期制作和安裝。對(duì)于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的承包商來(lái)說(shuō),裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)施工前的測(cè)試安裝是非常必要的,不僅要檢查設(shè)計(jì)施工方案中的缺陷,還要培訓(xùn)人員,調(diào)試設(shè)備,完善方案。對(duì)于沒(méi)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的新結(jié)構(gòu)系統(tǒng),應(yīng)在施工前進(jìn)行樣機(jī)安裝試驗(yàn),以驗(yàn)證和完善實(shí)施計(jì)劃的可行性。這對(duì)于系統(tǒng)的格式化和廣泛使用是很重要的[8]。
4)“四新”推廣要求。裝配式預(yù)制混凝土建筑施工中使用的新技術(shù)、工藝、材料和設(shè)備應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行審查和記錄。在施工前,必須對(duì)新的或首次采用的施工工藝進(jìn)行評(píng)估,并制訂專(zhuān)門(mén)的施工方案。施工計(jì)劃由主管審核批準(zhǔn)并實(shí)施。
5)安全措施的實(shí)施。裝配式預(yù)制混凝土建筑施工過(guò)程中應(yīng)采取安全措施,并應(yīng)符合現(xiàn)行相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。在裝配式預(yù)制混凝土建筑施工中,必須建立健全的安全管理保障體系和管理體系。對(duì)于危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程,施工必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)家的論證后批準(zhǔn)。結(jié)合安裝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),必須制訂一個(gè)特殊的系列安全程序,以滿(mǎn)足組件的提升和安裝的安全要求[9]。
6)員工培訓(xùn)。施工單位應(yīng)根據(jù)裝配式預(yù)制混凝土施工項(xiàng)目的特點(diǎn),對(duì)組織機(jī)構(gòu)和人員進(jìn)行配置。施工操作人員應(yīng)具備其工作所需的基本知識(shí)和技能。施工企業(yè)必須對(duì)管理人員和操作人員進(jìn)行專(zhuān)門(mén)培訓(xùn),嚴(yán)禁未經(jīng)培訓(xùn)和培訓(xùn)不合格的人員工作;要建立完善的內(nèi)部教育和考核制度,通過(guò)定期考核和采用工作競(jìng)爭(zhēng)制度提高員工素質(zhì)。對(duì)于長(zhǎng)期從事裝配式預(yù)制混凝土建筑施工的公司,必須逐步建立專(zhuān)業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)。
7)施工組織設(shè)計(jì)。裝配式預(yù)制混凝土建筑必須總體策劃,結(jié)合一體化的原則、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和組裝,符合專(zhuān)業(yè)要求的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修和裝飾,并必須提出施工組織設(shè)計(jì)。施工組織的設(shè)計(jì)應(yīng)反映與裝配方法相一致的管理組織的特點(diǎn),以發(fā)揮裝配技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為原則[10]。
4 "結(jié)束語(yǔ)
本文以實(shí)際工程進(jìn)行研究,對(duì)裝配式混凝土住宅進(jìn)行施工技術(shù)分析,依據(jù)工程項(xiàng)目特點(diǎn)和環(huán)境因素確定裝配式建筑的施工流程,并指出構(gòu)件的吊裝和節(jié)點(diǎn)連接處工作是本工程的重難點(diǎn)。根據(jù)裝配式混凝土建筑的施工過(guò)程,從組織、技術(shù)、管理和經(jīng)濟(jì)等方面提出質(zhì)量控制的一般措施,并針對(duì)質(zhì)量問(wèn)題,提出有針對(duì)性的質(zhì)量控制措施。
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