裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)狀與質(zhì)量管控研究

盧國賓，呂小平

（北京六建集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100000）

0 引言

經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)增長改善了人們的生活條件，因此，人們對生活品質(zhì)的追求也越來越高，結(jié)合我國環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的國情，傳統(tǒng)的建筑行業(yè)由于在施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾，對周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，同時(shí)，材料的浪費(fèi)以及施工技術(shù)水平較低，在施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的資源浪費(fèi)，使建筑行業(yè)成為我國能源消耗的重點(diǎn)行業(yè)之一。因此，必須對建筑施工以及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新改良，提升建筑施工效率以及建筑施工對資源的利用率，提升有限資源的效益最大化?；诖?，裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1 簡述裝配式建筑施工

裝配式建筑區(qū)別于傳統(tǒng)的建筑施工模式的施工原理是將建筑施工所需要的建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)制加工，在工廠完成大部分的建筑主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的預(yù)制加工，再將這些預(yù)制加工的建筑構(gòu)件運(yùn)輸?shù)氖┕がF(xiàn)場，由施工工人進(jìn)行現(xiàn)場組裝，實(shí)現(xiàn)裝配式施工。這種裝配式施工技術(shù)能夠有效提升施工效率，同時(shí)減去了大量的施工材料現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，能夠有效降低建筑施工的環(huán)境污染性，同時(shí)加強(qiáng)了建筑施工的安全性能。需要注意的是，預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸、存放以及裝配都需要在特定的條件下進(jìn)行，這是因?yàn)檠b配式建筑的預(yù)制構(gòu)件會(huì)手段外界因素的影響對其材料的性能和功能性產(chǎn)生一定的影響，從而影響到建筑施工主體結(jié)構(gòu)的物理強(qiáng)度，因此在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件加工時(shí)，需要重視對材料性能和功能性防護(hù)，保證進(jìn)入施工現(xiàn)場的預(yù)制構(gòu)件的功能與性能的持續(xù)應(yīng)用，確保建筑工程施工質(zhì)量能夠符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)模式下形成工廠化建筑施工。

2 利用預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)勢

2.1 環(huán)保性

預(yù)制構(gòu)件的制作將用于建筑施工的材料進(jìn)行提前加工為建筑施工過程中需要用到的各種構(gòu)件，再將構(gòu)件進(jìn)行組裝配置，從而實(shí)現(xiàn)建筑主體結(jié)構(gòu)的完整施工，并能夠保證施工后的建筑主體擁有較高的物理強(qiáng)度[1]。而預(yù)制構(gòu)件的預(yù)加工將施工材料的加工場所從施工現(xiàn)場轉(zhuǎn)移到了工廠內(nèi)部，有效規(guī)避了施工現(xiàn)場進(jìn)行材料加工產(chǎn)生的建筑垃圾、噪聲污染以及揚(yáng)塵污染等，在提升了施工現(xiàn)場的環(huán)保管理的同時(shí)提高了施工現(xiàn)場材料管理水平，又為施工人員提供了干凈整潔的施工環(huán)境，使施工人員能夠在健康的環(huán)境中進(jìn)行施工作業(yè)，降低了建筑施工對人體的危害性。

2.2 便利性

裝配式施工的特點(diǎn)是將預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝配置，從而實(shí)現(xiàn)整套建筑結(jié)構(gòu)的完整施工，簡化了施工流程，同時(shí)也給施工帶來了極大的便利性，加上建筑預(yù)制構(gòu)件多采用的輕質(zhì)鋼材，因此，在進(jìn)行組裝時(shí)，組裝難度不高且具有較強(qiáng)的可操作性，這種材質(zhì)的建筑預(yù)制構(gòu)件能夠確保裝配式建筑施工的有序?qū)嵤Ｍ瑯拥模A(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場的應(yīng)用能夠提高建筑施工的容錯(cuò)率，即便是在施工過程中出現(xiàn)了施工錯(cuò)誤，成本消耗也大多在材料的采購上，與傳統(tǒng)建筑施工模式相比，裝配式建筑施工模式的后期返工成本要低得多，因此，裝配式建筑施工模式往往擁有更高的經(jīng)濟(jì)效益。這種靈活性較強(qiáng)的施工模式，也為建筑企業(yè)進(jìn)行施工現(xiàn)場管理提供了便利，使其能夠根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的類型和用途展開針對性的質(zhì)量管控，提高了對裝配式建筑的管控有效性。

2.3 安全性

傳統(tǒng)的建筑施工模式往往存在一定量的高空作業(yè)，在高空中進(jìn)行材料加工和材料施工，如果在施工過程中不做好保護(hù)措施或保護(hù)材料出現(xiàn)功能性故障，則極易產(chǎn)生安全事故，威脅施工人員的生命安全。而預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用將許多具有一定危險(xiǎn)性的施工流程簡化，大幅度提升了建筑施工的安全性能，確保施工人員能夠在較為安全的環(huán)境中進(jìn)行有序施工，同時(shí)保障建筑工程施工的順利進(jìn)行。

3 預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)狀分析

雖然裝配式建筑施工模式在我國取得了較為可觀的成就，也逐漸成為我國建筑行業(yè)中的主流施工技術(shù)之一，但裝配式建筑在我國的發(fā)展時(shí)間較短，在預(yù)制構(gòu)件的加工和管理上尚未形成統(tǒng)籌化管理體系，預(yù)制構(gòu)件也沒有統(tǒng)一化和系統(tǒng)化的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工藝標(biāo)準(zhǔn)，因此在實(shí)際施工中，往往會(huì)存在一些質(zhì)量與功能上的問題，影響了建筑施工的順利進(jìn)行。

3.1 預(yù)制疊合板開裂

裝配式建筑雖然施工方便，但其施工質(zhì)量的效果主要與預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量有著直接關(guān)聯(lián)，而預(yù)制疊合板作為最容易受到損傷的預(yù)制構(gòu)件之一，只要在運(yùn)輸、存在以及裝配過程中受力不均勻或受力過大，都會(huì)讓其損毀。其具體表現(xiàn)為：在裝配過程中，疊合板的厚薄不同或間距較短都會(huì)使疊合板受力不均勻出現(xiàn)裂紋；在運(yùn)輸過程中，底部的疊合板受力過大出現(xiàn)而破損；在存放過程中，疊合板擺放不合理也會(huì)影響疊合板的物理性，致使結(jié)構(gòu)損壞；在施工過程中國，工人的操作手法不規(guī)范也會(huì)致使疊合板損毀等?？傊?，在施工過程中存在多種對預(yù)制疊合板產(chǎn)生物理性破壞的因素，如果不加以管控，就會(huì)產(chǎn)生工程隱患或提高裝配式建筑的施工成本。

3.2 接縫滲漏

防水滲漏問題一直是建筑工程中熱議的話題，傳統(tǒng)的建筑施工模式雖然擁有較好的防水性能，在施工過程中，在進(jìn)行大型壁板連接時(shí)通常會(huì)采用水平和垂直兩種接縫粘合方法來極強(qiáng)建筑主體結(jié)構(gòu)的防水性能[2]。而裝配式建筑雖然擁有較強(qiáng)的施工靈活性，但裝配式建筑的拼接組裝施工模式讓裝配式建筑的縫隙結(jié)構(gòu)更多，因此在進(jìn)行裝配式建筑施工時(shí)，如果不注意對接縫位置進(jìn)行壓實(shí)粘合處理，那么在后期使用過程中，難免會(huì)出現(xiàn)接縫滲漏的問題，既影響了業(yè)主的居住體驗(yàn)，體現(xiàn)出了建筑企業(yè)的施工質(zhì)量管控低水平，因此，在裝配式建筑施工過程中，加強(qiáng)對預(yù)制構(gòu)件的防水性以及接縫粘合處理有著極為重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

3.3 預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量問題

除了大型預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量外，一些細(xì)小構(gòu)件的質(zhì)量也會(huì)影響到裝配式建筑施工的質(zhì)量管控，如螺絲或起吊裝置等。如果預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)廠家忽視了對這些細(xì)小構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量管控或沒有按照規(guī)范的生產(chǎn)操作手法進(jìn)行生產(chǎn)，致使生產(chǎn)出來的預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量較低的情況下，這些預(yù)制構(gòu)件很容易在施工過程中產(chǎn)生位置變動(dòng)，影響建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重者甚至?xí)绊懙胶笃谑┕さ捻樌M(jìn)行，既降低了建筑工程質(zhì)量，又影響了施工進(jìn)度，甚至還會(huì)在建筑主體中留下安全隱患，不利于企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。

4 提升裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量管控效果的措施研究

裝配式建筑主要由墻板、疊合樓板、樓梯以及陽臺(tái)等混凝土預(yù)制構(gòu)件組成，這些預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝后，采用墻板間豎向連接縫現(xiàn)澆、上下墻板間主要豎向受力鋼筋灌漿套筒連接以及樓面梁板疊合現(xiàn)澆等方式將其組成一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)建筑主體的完整施工過程[3]。

4.1 做好現(xiàn)澆部位埋件預(yù)留工作

在裝配式建筑吊裝作業(yè)施工過程中，需要根據(jù)各項(xiàng)預(yù)制構(gòu)件的安裝位置進(jìn)行預(yù)埋件的位置確定并在吊裝作業(yè)施工之前進(jìn)行工件預(yù)埋，如鋼筋、螺栓、支撐架等。需要注意的是，在預(yù)埋螺栓之前，需要確保螺栓的外露部分至少不低于40mm，并且還需要將螺栓進(jìn)行包裹，防止混凝土對螺栓的螺紋產(chǎn)生影響。在正式開始安裝之前，還需要進(jìn)行預(yù)埋件校正和除銹，以便于吊裝作業(yè)的順利進(jìn)行。

4.2 嚴(yán)格把控吊裝作業(yè)施工要點(diǎn)

在進(jìn)行裝配式建筑吊裝作業(yè)時(shí)，需要把控吊裝作業(yè)的施工要點(diǎn)，防止操作不當(dāng)引發(fā)安全事故或造成預(yù)制構(gòu)件損壞，影響工程質(zhì)量，如在進(jìn)行墻板吊裝時(shí)，可以采用吊運(yùn)鋼梁平衡起吊，在起吊過程中需要確保墻板處于垂直狀態(tài)，盡可能避免墻板處于單點(diǎn)起吊狀態(tài)形成不均勻受力，從而引發(fā)構(gòu)件變形，如在吊裝過程中發(fā)現(xiàn)墻板出現(xiàn)變形或開裂時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行處理，規(guī)避安全事故的發(fā)生。另外，施工時(shí)需要遵循便于施工的原則，在吊裝過程中盡可能按照安裝位置進(jìn)行順序吊裝，同時(shí)對安裝作業(yè)規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化，盡可能實(shí)現(xiàn)高效率施工。

將預(yù)制構(gòu)件吊起之后，需要二次確認(rèn)預(yù)制構(gòu)件是否吊掛牢固，隨后將其移至安裝工作面，在安裝面上方60cm 左右，可由施工人員進(jìn)行手扶控制，當(dāng)?shù)跹b墻板底部的套筒部位與預(yù)埋鋼筋對準(zhǔn)之后，緩慢下落，并且在墻板完全下落后，借助螺栓將墻板進(jìn)行垂直校正。

4.3 在預(yù)制構(gòu)件裝配過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)

在裝配式建筑進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件施工過程中，有多項(xiàng)因素會(huì)對建筑施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，對施工質(zhì)量控制管理的難度較大，因此可以在預(yù)制構(gòu)件的裝配過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，通過模擬施工來明確施工過程中存在的施工隱患，從而在進(jìn)行施工時(shí)進(jìn)行有效規(guī)避[4]。BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可以分為以下階段。

4.3.1 運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行性能檢驗(yàn)

對進(jìn)入施工現(xiàn)場的裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件，需要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢驗(yàn)預(yù)制構(gòu)件的尺寸、性能以及外觀等相關(guān)參數(shù)，并運(yùn)用BIM 信息共享平臺(tái)與廠家出示的相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告上的信息進(jìn)行對比，對信息存在差異的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行清查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)由于運(yùn)輸存放不當(dāng)產(chǎn)生的質(zhì)量問題，并加以控制，使正式進(jìn)入施工現(xiàn)場的預(yù)制構(gòu)件的性能、結(jié)構(gòu)、功能、尺寸、外觀等均與設(shè)計(jì)方案相符。

4.3.2 運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行預(yù)施工

在施工之前，運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行預(yù)施工，在施工過程中需要嚴(yán)格按照施工相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工，避免由于施工不規(guī)范操作引發(fā)的預(yù)制構(gòu)件拼接沖突或磕碰致使預(yù)制構(gòu)件不適用等問題。同時(shí)，在預(yù)施工的過程中，能夠?qū)︻A(yù)制構(gòu)件的安全裝位置、拼裝節(jié)點(diǎn)以及建筑結(jié)構(gòu)形式等進(jìn)行明確，從而確保施工過程的有序放進(jìn)，有效規(guī)避由于盲目施工產(chǎn)生的工程沖突問題。

4.3.3 運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行技術(shù)交底工作

BIM 技術(shù)的應(yīng)用具有可視化的特點(diǎn)，因此可以利用BIM 技術(shù)來開展與施工團(tuán)隊(duì)的技術(shù)交底工作，對施工過程中存在的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、隱蔽節(jié)點(diǎn)以及風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行明確，并要求施工團(tuán)隊(duì)嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工操作，以確保施工過程的可控性，提升工程施工的質(zhì)量管控效果。同樣的，在進(jìn)行模擬施工的過程中，對于暴露出的工程問題，可以就地制定解決措施并及時(shí)地在模擬施工中進(jìn)行實(shí)施，從而確保解決措施的有效性，提升裝配式建筑工程的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，優(yōu)化建筑施工的資源配置，既解決了建筑施工沖突，提高工程施工質(zhì)量管控水平，又對施工團(tuán)隊(duì)的施工技術(shù)和施工行為具有一定的指導(dǎo)性作用，強(qiáng)化了施工過程的有序性。

4.4 構(gòu)建并完善裝配式建筑施工現(xiàn)場質(zhì)量管控體系

裝配式建筑在我國發(fā)展時(shí)間較短，因此在管理制度和質(zhì)量管控措施上還存在很大的缺陷，因此，建筑企業(yè)在發(fā)展過程中需要重視對裝配式建筑施工現(xiàn)場質(zhì)量管控體系的構(gòu)建與完善[5]。由于裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑最大的區(qū)別在于預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用上，因此，對于裝配式建筑的質(zhì)量管控體系構(gòu)建可以在傳統(tǒng)建筑的質(zhì)量管控體系上進(jìn)行完善，將傳統(tǒng)建筑質(zhì)量管控體系中的材料管控、施工技術(shù)管控以及施工工藝管控的相關(guān)要點(diǎn)上與裝配式建筑的施工技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行融合，從而發(fā)展出現(xiàn)代化裝配式建筑施工現(xiàn)場質(zhì)量管控體系。在此過程中，還需要注意對管理層的組織架構(gòu)、管理宗旨、管理人員培訓(xùn)制度、責(zé)任主體制度、監(jiān)督制度、申訴制度以及獎(jiǎng)懲制度等進(jìn)行綜合性完善。通過這些制度來對管理人員的行為進(jìn)行約束的同時(shí)，強(qiáng)化管理人員的主觀能動(dòng)性，使其能夠在管理過程中，積極的展開對施工細(xì)則的把控、對預(yù)制構(gòu)件存放的管理、對施工人員行為的約束等管理工作。從而達(dá)到強(qiáng)化質(zhì)量管控效果、提升管理效益以及確保安全文明施工的綜合目的，提升建筑企業(yè)對施工現(xiàn)場的綜合管理水平。

5 結(jié)語

裝配式建筑的質(zhì)量管控核心是對預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量管控，因此，建筑企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合裝配式建筑的實(shí)際施工情況進(jìn)行科學(xué)合理的質(zhì)量管控體系構(gòu)建與完善，并在實(shí)際施工過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)來提前排查在施工過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)及隱患，并結(jié)合施工現(xiàn)場的施工條件制定出合理的防控措施，提升裝配式建筑工程的風(fēng)險(xiǎn)防控能力[6]。此外，還需要重點(diǎn)加強(qiáng)對預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、進(jìn)場以及實(shí)際應(yīng)用的性能測試，實(shí)現(xiàn)施工全過程質(zhì)量管控，提升建筑企業(yè)的質(zhì)量管控水平，從而達(dá)到提升建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的目的。