試論裝配式建筑施工常見質(zhì)量問題與防范措施

趙玉磊

(北京城建北方集團有限公司 北京 103101)

隨著我國建筑工程建設(shè)施工技術(shù)的不斷發(fā)展,多種類型的建筑施工工藝得到應(yīng)用,其中預(yù)制裝配式建筑工藝作為一種方便快捷、節(jié)能環(huán)保且具有較好經(jīng)濟價值的工藝,也得到了重用。由于和傳統(tǒng)建筑工程在結(jié)構(gòu)、工藝等方面存在較大差異,裝配式建筑施工中存在的質(zhì)量影響因素、問題類型也各有不同。在裝配式建筑規(guī)劃建設(shè)數(shù)量越來越多的大環(huán)境下,有必要針對其施工中的各類質(zhì)量問題進行深入探究。

1 裝配式建筑施工的特征及難點

1.1 概念及特征

裝配式建筑是一種通過工廠加工建筑構(gòu)件,再將構(gòu)件運輸至施工現(xiàn)場進行拼接組裝,最終完成建筑整體施工的建筑類型。目前我國關(guān)于裝配式建筑的研究和應(yīng)用正處于快速發(fā)展階段,并且該工藝的未來應(yīng)用前景備普遍看好。該工藝的主要應(yīng)用流程包括設(shè)計、構(gòu)件制造、構(gòu)件安裝三個環(huán)節(jié),是一種更加區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的建筑建設(shè)模式,具有工藝流程簡潔、效率高、節(jié)能環(huán)保的特點。裝配式建筑施工和傳統(tǒng)建筑施工工藝存在較大差異,這種差異又與具體設(shè)計施工方案有關(guān)。在該工藝處于發(fā)展階段的背景下,部分裝配式建筑在現(xiàn)場施工時還涉及到部分的鋼筋工藝、混凝土澆筑工藝,而一些項目則是全面貫徹裝配式工藝的核心原則,對現(xiàn)場構(gòu)件安裝、連接固定等環(huán)節(jié)的質(zhì)量要求極高[1]。

1.2 難點

從裝配式建筑工藝的特征來看,其主要的質(zhì)量控制難點包括以下幾個環(huán)節(jié):

(1)構(gòu)件制造及運輸環(huán)節(jié)。構(gòu)件是裝配式建筑結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成部分,不同構(gòu)件的形狀、生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異,對運輸、現(xiàn)場管理方式的要求自然也不同。構(gòu)件制造質(zhì)量將直接影響建筑施工質(zhì)量,而運輸環(huán)節(jié)對構(gòu)件的保護要求也非常高。

(2)現(xiàn)場連接安裝環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場對構(gòu)件的連接、安裝、固定是裝配式建筑施工的核心環(huán)節(jié),整個過程與傳統(tǒng)建筑施工流程和標(biāo)準(zhǔn)存在巨大差異,對現(xiàn)場調(diào)度、質(zhì)量安全管理的要求極高。

(3)管線埋設(shè)及配套設(shè)施安裝環(huán)節(jié)。為了滿足現(xiàn)代建筑使用者的各類需求,建筑管線系統(tǒng)及其他相應(yīng)配套設(shè)施的設(shè)置也很重要。受到裝配式建筑特殊施工流程和工藝的影響,管線埋設(shè)、配套設(shè)施安裝的時機、方式也有差異,更需要項目設(shè)計及施工管理者能夠做到全面把控、有效協(xié)調(diào)[2]。

2 裝配式建筑施工的常見質(zhì)量問題

2.1 構(gòu)件制造運輸問題

裝配式建筑的多數(shù)乃至全部構(gòu)件都采用工廠化制造的方式,而構(gòu)件質(zhì)量與裝配施工質(zhì)量直接相關(guān)。而構(gòu)件生產(chǎn)、運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)中,各種因素的影響都可能導(dǎo)致構(gòu)件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。首先,建筑不同位置不同類型的構(gòu)件用到的材料、工藝存在差異,如果原材料本身存在質(zhì)量問題,或是材料配比不合理、現(xiàn)場加工環(huán)境不適宜、工藝流程存在操作失誤等情況,都會影響構(gòu)件質(zhì)量。其次,建筑構(gòu)件制造完成并檢測到位之后,需要運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場等待安裝施工。如果運輸方式不合理,或是運輸和現(xiàn)場儲存環(huán)節(jié)防護不當(dāng),也可能導(dǎo)致構(gòu)件受到損傷,無法滿足現(xiàn)場安裝施工需求。例如,在裝配式建筑中,平板是最為主要的構(gòu)件,其出現(xiàn)在整個建筑結(jié)構(gòu)的各個位置,扮演著重要的建筑力學(xué)角色[3]。

但是受到各方面因素的影響,平板構(gòu)件可能出現(xiàn)不同的質(zhì)量問題。首先是轉(zhuǎn)角板折斷問題,這主要是因為材料質(zhì)量不符合規(guī)范,構(gòu)件施工檢查不到位,或是施工操作方式不合理等。然后是疊合板開裂、斷開問題,其主要出現(xiàn)材料的運輸及吊裝環(huán)節(jié),原因通常與運輸保護、吊裝位置不合理有關(guān)。

2.2 構(gòu)件連接安裝問題

裝配式建筑的現(xiàn)場施工中,構(gòu)件連接安裝是主要環(huán)節(jié),需要根據(jù)設(shè)計圖紙對各個部分的不同構(gòu)件進行連接、安裝,再加固直至達(dá)到建筑施工質(zhì)量要求。如前文所述,部分裝配式建筑施工過程還涉及到一些鋼筋工藝、混凝土灌注工藝,因此如何處理構(gòu)件安裝及其他現(xiàn)場施工工藝,成為裝配式建筑施工質(zhì)量管理的重點。

首先,一些裝配式建筑現(xiàn)場構(gòu)件施工順序不合理、吊裝方式不規(guī)范,都可能引起構(gòu)件損傷,導(dǎo)致安裝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題。其次,在連接固定構(gòu)件時,如果存在連接方式不合理、連接件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題,會導(dǎo)致構(gòu)件之間的連接緊固性不足,或是存在受力不均的情況,對建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不利。例如,在安裝構(gòu)件涉及到混凝土灌注施工時,可能會出現(xiàn)套筒錯位、混凝土配合比不合理的情況,導(dǎo)致連接構(gòu)件強度和支撐性不足,影響下建筑結(jié)構(gòu)安全。另外,裝配式建筑現(xiàn)場施工對各個構(gòu)件的標(biāo)高定位經(jīng)準(zhǔn)確性要求極高,如果出現(xiàn)設(shè)計參數(shù)、現(xiàn)場測量誤差超過允許范圍的情況,也會直接影響裝配施工質(zhì)量。

2.3 管線及配套設(shè)施施工問題

裝配式建筑安裝施工和管線及各類配套設(shè)施施工環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)十分重要,如果沒有結(jié)合施工方案及現(xiàn)場實際情況做好組織協(xié)調(diào),可能會出現(xiàn)互相干擾的情況。其中,部分管線及配套設(shè)施需要在構(gòu)件制造環(huán)節(jié)就要預(yù)留好安裝位置、孔洞,而部分則需要在現(xiàn)場構(gòu)件安裝固定時同步安裝,另外還有一部分要在建筑結(jié)構(gòu)件安裝到位之后再進行安裝。部分裝配式建筑項目對管線、配套設(shè)施安裝的時機、方式合理性把控不到位,直接影響了裝配質(zhì)量,或是導(dǎo)致建筑部分功能受到不良影響。例如,在構(gòu)件制造環(huán)節(jié)出現(xiàn)管線預(yù)留孔洞尺寸不合理的情況,導(dǎo)致現(xiàn)場安裝時無法按照設(shè)計方案安裝管道、線路,此時如果對構(gòu)件進行擴孔,將會影響構(gòu)件強度和可靠性,如果重新制造構(gòu)件,又會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失,并且影響施工進度。再比如,現(xiàn)場管線安裝時,構(gòu)件吊裝和管線吊裝工序沒有協(xié)調(diào)好,導(dǎo)致材料損傷的情況。另外,部分項目施工現(xiàn)場由于沒有做好管線施工過程的管理,導(dǎo)致出現(xiàn)管線變形、堵塞的問題,影響建筑后續(xù)使用。

3 裝配式建筑施工中的質(zhì)量問題防治措施

項目位于北京市,總建筑面積為75 076.33 m2。項目總共計劃建設(shè)14 棟建筑,其中8 棟為11 層建筑,6棟為8層建筑。所有建筑采用的是裝配式建筑工藝,整體結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu),從地面第三層開始,到建筑頂部的外墻、陽臺、外凸窗、空調(diào)板均采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。該項目建筑具體裝配構(gòu)造如圖1所示,為了有效規(guī)避裝配式建筑施工中容易出現(xiàn)的各類質(zhì)量問題,項目單位從多個環(huán)節(jié)進行了嚴(yán)格把控。

圖1 項目裝配式結(jié)構(gòu)示意圖

3.1 構(gòu)件制造及運輸環(huán)節(jié)

針對裝配式建筑構(gòu)件質(zhì)量問題的管理,首先需要針對設(shè)計圖紙做好技術(shù)交底,明確構(gòu)件原材料、制造工藝,確保出廠的構(gòu)件符合質(zhì)量要求。從出廠到施工現(xiàn)場,以及施工現(xiàn)場內(nèi)部的構(gòu)件運輸,都需要采用合適的運輸設(shè)備,運輸時要做好構(gòu)件的防護。在該項目中,針對達(dá)到施工現(xiàn)場的構(gòu)件及各類材料,嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙、供應(yīng)合同對其質(zhì)量進行檢查,對存在損傷或質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的構(gòu)件材料,嚴(yán)格要求返廠,不允許在現(xiàn)場投入施工。同時,根據(jù)設(shè)計方案和構(gòu)件的實際特點,選擇核實的輔助安裝設(shè)備及工具。例如,該項目施工中,針對平板構(gòu)件的制作安裝,選用商品房建筑裝配施工專用轉(zhuǎn)角板和L型吊具,確保吊裝過程中多數(shù)力被吊具承擔(dān),避免影響平板構(gòu)件自身的質(zhì)量。并且,這種方式還可以有效固定角板結(jié)構(gòu),避免出現(xiàn)斷裂的情況。同時,在安裝平板構(gòu)件的整個過程中,在構(gòu)件材料四角安裝護具,要避免在吊裝過程中受到損傷。針對疊合板的安裝,施工單位根據(jù)設(shè)計圖紙和現(xiàn)場情況,適當(dāng)調(diào)整疊合板的跨度,減少疊合板主體的受力程度和時間,避免疊合板受損甚至斷裂。值得一提的是,該項目針對各類構(gòu)件的制作安裝,還重點加強了現(xiàn)場桁架的加固處理,尤其對預(yù)埋件進行了加固,利用穩(wěn)固的桁架結(jié)構(gòu),充分保證平板、疊合板等構(gòu)件材料的質(zhì)量安全。

3.2 構(gòu)件連接及安裝施工

在裝配式建筑施工現(xiàn)場的構(gòu)件連接安裝施工中,鋼筋施工是很重要的環(huán)節(jié),為了有效規(guī)避預(yù)制構(gòu)件連接質(zhì)量問題,需要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和施工規(guī)范進行施工,在保證各類材料、連接件完整無損的基礎(chǔ)上,提高連接加固效果。在該項目中,施工單位采用套筒灌漿的施工方法,如圖2所示,在下構(gòu)件和基礎(chǔ)之間埋設(shè)鋼筋,安裝套筒,進行混凝土灌注施工。同時,在將預(yù)制板墻和調(diào)節(jié)螺桿外管進行連接,外管采用直徑為60 mm 的45號中碳鋼材料,材料抗拉強度為Ⅱ級。安裝上部構(gòu)件時,使用塔式起重機起吊預(yù)制構(gòu)件,起吊時采用平吊的方式,做好綁扎部位的防護,避免損傷構(gòu)件。起吊到離地面約0.5 m 的位置時,暫停,由現(xiàn)場人員檢查是否存在綁扎不牢、構(gòu)件污損的情況,確保無問題之后吊至安裝位置。在該項目各層樓梯位置,使用預(yù)制構(gòu)件進行連接,安裝完成后使用水泥砂漿進行找平處理,砂漿強度等級控制在M15以上。

圖2 預(yù)制構(gòu)件安裝施工示意圖

3.3 預(yù)埋件及配套設(shè)施安裝

在裝配式建筑整個設(shè)計及施工環(huán)節(jié),需要根據(jù)設(shè)計方案,在各個環(huán)節(jié)做好管線的安裝施工。首先,在構(gòu)件預(yù)制環(huán)節(jié),需要按照設(shè)計圖紙預(yù)留好管線及相關(guān)設(shè)施的安裝孔洞、空間,核準(zhǔn)尺寸,確保無誤。在實際安裝施工的墻板混凝土結(jié)構(gòu)振搗環(huán)節(jié),做好接線盒、管線安裝的空間清理,在按照規(guī)范的方式安裝好接線盒、管線,確保其位置準(zhǔn)確性,避免存在大量較差、錯位的情況。在管線安裝完畢之后,先由相關(guān)技術(shù)人員進行檢查,確保其質(zhì)量達(dá)標(biāo)之后,再進行相配套構(gòu)件及設(shè)施的安裝。如果在安裝施工及檢查過程中發(fā)現(xiàn)存在預(yù)埋鋼筋錯位的情況,應(yīng)及時由專業(yè)人員進行現(xiàn)場分析,再打孔展開測量放樣作業(yè),明確預(yù)埋鋼筋的具體位置,進行校正處理。然后,按照錨固長度進行混凝土關(guān)灌注,以確保鋼筋預(yù)埋施工質(zhì)量達(dá)到要求。

4 結(jié)語

綜上所述,在我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下,裝配式建筑工藝在各個地區(qū)的建筑設(shè)計施工中得到了大量應(yīng)用。作為一種新興的建筑施工工藝,裝配式建筑項目在施工環(huán)節(jié)可能存在各種質(zhì)量問題,導(dǎo)致項目施工質(zhì)量無法達(dá)到設(shè)計要求。為此,應(yīng)當(dāng)基于對裝配式建筑設(shè)計施工工藝的特征分析,全面結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況,做好構(gòu)件制造運輸、構(gòu)件連接安裝、管線預(yù)埋件安裝等環(huán)節(jié)的規(guī)范化施工,強化各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督,全面提升施工質(zhì)量。唯有如此,才能更大程度地發(fā)揮裝配式建筑工藝的應(yīng)用價值,為社會的穩(wěn)定發(fā)展做出突出貢獻。