裝配式建筑發(fā)展與混凝土建筑施工質(zhì)量監(jiān)管

丁翔

（上海市徐匯區(qū)建設工程質(zhì)量監(jiān)督站，上海 200233）

0 引言

傳統(tǒng)建筑行業(yè)施工周期長、產(chǎn)業(yè)工人需求量大、經(jīng)濟成本高，容易造成環(huán)境和空氣污染。在固體廢物中，超過40% 來源于建筑廢物。同時，粉塵和噪聲對建筑工地附近居民的生活造成影響。隨著建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的推進和相關(guān)政策的出臺，傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型和升級。裝配式建筑在一定程度上為傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)提供了新的思路，在減少施工周期、提高施工效率的同時，使產(chǎn)業(yè)功能化，并減少了對周邊環(huán)境的影響。預制構(gòu)件的制作也能夠提高房屋質(zhì)量，對出現(xiàn)質(zhì)量隱患的溯源有所幫助。但相比傳統(tǒng)建筑行業(yè)的現(xiàn)澆一體化，裝配式建筑拼裝的整體結(jié)構(gòu)性弱于現(xiàn)澆建筑。隨著時間的推移，裝配式建筑在我國建筑產(chǎn)業(yè)中的比例顯著提高，呈現(xiàn)形式以木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)為主。目前，針對裝配式建筑的研究也很廣泛，主要集中在裝配式建筑性能和工藝的改造等方面，對裝配式建筑的監(jiān)管研究較少。

1 裝配式建筑發(fā)展歷程

1.1 國外裝配式建筑的發(fā)展歷程

目前，西方發(fā)達國家裝配式建筑已發(fā)展到了相對成熟的地步，有相對完善的體系、規(guī)模化程度高且工業(yè)先進，在資源循環(huán)利用、高品質(zhì)低能耗上有顯著成效，比較典型的是美國裝配式建筑的發(fā)展歷程。美國裝配式建筑源于17 世紀的移民浪潮，最早木結(jié)構(gòu)裝配式房屋就是預制建筑的一種。隨著時間的推移，裝配式建筑的形式開始變得多樣化，裝配式建造體系也更加標準和規(guī)范，在1976 年頒布了美國工業(yè)化住宅建設和安全標準（HUD 標準），該標準在設計、施工和強度、耐火性、持久性方面均有了進一步的規(guī)范[1]。目前，集標準化、市場化、專業(yè)化、系列化于一體的預制建筑構(gòu)件具有結(jié)構(gòu)性能好、通用性能高和機械化程度高等特點，經(jīng)歷了從追求數(shù)量到質(zhì)量和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)低端產(chǎn)能到中高端的發(fā)展。裝配式建筑與環(huán)保綠色產(chǎn)業(yè)理念技術(shù)相結(jié)合，在建筑施工與環(huán)境保護中起到降本增效的作用。

1.2 我國裝配式建筑的發(fā)展歷程

20 世紀50 年代，我國開始發(fā)展裝配式建筑，主要借鑒蘇聯(lián)和東歐經(jīng)驗，構(gòu)件采用工廠化生產(chǎn)，房屋形式主要以標準化裝配式建造為主。1995 年，第一建筑構(gòu)件廠在北京百子灣成立，標志著我國裝配式建筑的興起。在起步階段，我國裝配式建筑的總體建設數(shù)量不多，通常建筑形式為裝配式混凝土建筑和預制空心樓板的砌體建筑，抗震性能偏弱。20 世紀90 年代，單一的集設計、制作、施工安裝于一體的工業(yè)化裝配式建造不能滿足時代發(fā)展所需要的建筑形式及要求，并且大板住宅建筑出現(xiàn)保溫差、隔音差以及滲漏等問題，同時期的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工技術(shù)成為大多數(shù)建筑選擇的形式。進入21 世紀后，我國施工從業(yè)人員減少，建筑專業(yè)性要求提高，施工技術(shù)得到大幅度發(fā)展，基建達到一定規(guī)模，環(huán)境保護和綠色建筑的提出也使得對建筑耗能的要求不斷提高。同時，預制構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量提高、數(shù)量增加，裝配式建筑的標準和體系也日趨完善，于是裝配式建筑又重新進入大眾視野，并得到推廣和應用。圖1 為中美裝配式建筑發(fā)展歷程對比圖。

圖1 中美裝配式建筑發(fā)展歷程對比（Fig.1 Comparison of development history of prefabricated buildings between China and the United States）

2 裝配式混凝土建筑質(zhì)量問題

2.1 設計階段

裝配式混凝土建筑設計對房屋質(zhì)量起到關(guān)鍵作用，其設計階段環(huán)節(jié)如圖2 所示。目前，我國裝配式混凝土建筑設計依舊是按照非裝配式建筑結(jié)構(gòu)設計的，結(jié)構(gòu)形式等同現(xiàn)澆，設計和施工對接存在缺陷，構(gòu)件數(shù)量、連接節(jié)點和鋼筋節(jié)點較多，各連接節(jié)點區(qū)域易出現(xiàn)混凝土振搗不密實所致混凝土不密實的現(xiàn)象，導致各連接節(jié)點的質(zhì)量得不到保障[2]。

圖2 裝配式混凝土設計階段環(huán)節(jié)（Fig.2 Prefabricated concrete design phase）

2.2 構(gòu)件加工生產(chǎn)階段

2.2.1 混凝土預制構(gòu)件（PC 構(gòu)件）表觀缺陷

隨著裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)（PC 建筑結(jié)構(gòu)）的比例不斷增加，市場需求也在增長，各地區(qū)出現(xiàn)了體量不一的預制構(gòu)件廠。同一級別的預制構(gòu)件，出廠質(zhì)量大不相同。從構(gòu)件表觀上出現(xiàn)的蜂窩、麻面、孔洞、漏筋和裂縫等問題[3]反映的是各廠在施工技藝、預制構(gòu)件材料使用和養(yǎng)護條件方面對PC 構(gòu)件的影響。

2.2.2 構(gòu)件尺寸偏差

混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)主要還是利用模板定型，最后進行混凝土澆筑。模板的多次使用導致混凝土構(gòu)件的尺寸由于模板誤差的增大而增大。模板定位的誤差也使得構(gòu)件拼裝時誤差被放大。很少有人對模板位置固定變形進行全方面的檢查確認，使得實際澆筑效果與設計效果誤差較大。

2.2.3 拆模、吊裝、運輸不當

拆模不當可能導致如下問題：板面缺棱少角、板面出現(xiàn)龜裂、表面外露的鋼筋出現(xiàn)彎折或位移、裸露鋼筋出現(xiàn)彎曲和變形、構(gòu)件表層開裂、預埋件出現(xiàn)變形和缺失、部分預留孔洞被破壞。

運輸不當以及堆放存儲時傾倒或磕碰會造成裝配式混凝土建筑構(gòu)件破壞；吊裝過程中不符合設計要求，會導致構(gòu)件受力不均勻并產(chǎn)生撓度過大現(xiàn)象，易使構(gòu)件發(fā)生斷裂和產(chǎn)生裂縫、裝飾面破損等。

2.3 現(xiàn)場施工安裝階段

2.3.1 預制構(gòu)件安裝問題

（1） 施工人員

由于施工人員施工前缺乏裝配式施工專業(yè)培訓，質(zhì)量意識薄弱或者能力欠缺，工地也沒有完善的規(guī)章制度，在施工過程中容易出現(xiàn)以下現(xiàn)象：腳踏預留鋼筋，導致鋼筋變形或位移[4]；當鋼筋無法插入預留孔洞或PC 構(gòu)件定位偏差時，工人通常會對鋼筋進行彎折、剪斷或用撬棍和大錘敲擊等處理，這些不符合施工工藝的施工方法均會對工程質(zhì)量造成影響。圖3 為裝配式建筑施工流程圖。

圖3 裝配式建筑施工流程圖（Fig.3 Construction flow chart of prefabricated building）

（2） PC 構(gòu)件拼接

預制構(gòu)件需要在現(xiàn)場進行拼裝，構(gòu)件的拼接不緊密和流程不規(guī)范會導致誤差增加。如果構(gòu)件尺寸存在較大差異，加上施工人員專業(yè)素質(zhì)參差不齊，會導致無法實現(xiàn)精準安裝。構(gòu)件拼接對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)整體性有直接影響。拼接過程中，構(gòu)件吊裝方式的選擇也很重要，不同重量、尺寸的構(gòu)件，在錯誤的吊裝方式下，可能導致錯誤的吊點位置，使構(gòu)件因受力不均而破壞，或使構(gòu)件相互碰撞破壞，致使現(xiàn)場構(gòu)件拼接不能順利進行。

（3） PC 構(gòu)件安裝定位

PC 構(gòu)件安裝定位偏差主要由人為因素和構(gòu)件因素導致。人為因素包括：施工人員在板面混凝土施工時踩踏鋼筋和在混凝土放料時擠壓墻柱鋼筋造成的鋼筋偏差[5]；綁扎鋼筋造成的偏差；振搗不均導致墻柱鋼筋偏位，施工人員沒有及時校正。構(gòu)件因素包括：構(gòu)件預留鋼筋長度不一，定位存在偏差，尤其是當預留鋼筋與套筒在漿錨和套筒灌漿搭接處無法準確對接時，安裝難度會增加；由于施工人員對PC 構(gòu)件安裝位置測量定位不精確，安裝時鋼筋或相鄰混凝土構(gòu)件被破壞，導致安裝偏差不滿足規(guī)范要求，不符合安裝標準。

2.3.2 灌漿質(zhì)量不滿足設計要求

目前，預制構(gòu)件主要由鋼筋套筒灌漿進行連接，套筒灌漿質(zhì)量直接關(guān)系到鋼筋連接的可靠性，影響結(jié)構(gòu)安全性。圖4 為預制墻板灌漿相關(guān)流程。

圖4 預制墻板灌漿相關(guān)流程（Fig.4 Grouting process of precast wallboard）

一般套筒灌漿不符合要求主要由以下幾方面原因引起：PC 構(gòu)件主筋進入套筒深度不滿足設計要求；灌漿料流動性、強度等特性不滿足設計要求；灌漿壓力過大，導致PC 柱或墻地面的封模材料不能承受壓力，進而出現(xiàn)漏漿和灌漿不飽滿的情況[6]。

表1 給出了PC 建筑常見施工質(zhì)量問題與原因分析。

表1 PC 建筑常見施工質(zhì)量問題與原因分析（Tab.1 Summary and analysis of common construction quality problems of PC buildings）

2.3.3 外墻防水隱患多

裝配式建筑由預制構(gòu)件拼接而成，接縫較多，一些接縫會衍生成滲水通道，出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。漏水現(xiàn)象一般出現(xiàn)在預制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件之間的接縫、預制外墻與預制外墻之間的接縫以及預制空調(diào)板等位置。

3 裝配式混凝土建筑監(jiān)管

3.1 強化監(jiān)管部門職能

監(jiān)管部門要對裝配式建筑施工過程進行全面監(jiān)督，這是對質(zhì)量控制的有效方式，可避免施工過程出現(xiàn)問題，確保預制構(gòu)件之間可靠連接。結(jié)合政策和裝配式混凝土建筑相關(guān)規(guī)范，建立和完善裝配式建筑的監(jiān)管機制和體系。

做好事前、事中、事后監(jiān)管。事前制定有效的監(jiān)管計劃和監(jiān)督抽檢方案，有效監(jiān)管專項施工方案的審批和執(zhí)行，及時制止無方案和不符合方案要求的施工。事中對施工關(guān)鍵節(jié)點和部位以及質(zhì)量頻發(fā)點進行專項檢查，引入第三方監(jiān)測機構(gòu)進行動態(tài)監(jiān)管，時時管控施工質(zhì)量。事后及時整理歸納數(shù)據(jù)，對新出現(xiàn)的質(zhì)量問題及時總結(jié)，為之后裝配式建筑監(jiān)管提供參考。

3.2 落實主體責任

落實“五方”主體責任，即設計單位、生產(chǎn)單位、建設單位、施工單位和監(jiān)理單位，加強環(huán)節(jié)監(jiān)管。提高預制構(gòu)件加工制圖質(zhì)量管理。構(gòu)件圖需有施工單位及其相關(guān)負責人的簽字，不得擅自變更施工圖相關(guān)內(nèi)容。構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)應在所在城市做好備案，對其生產(chǎn)的構(gòu)件質(zhì)量負責。負責構(gòu)件生產(chǎn)的企業(yè)負責人應有高級職稱，建立企業(yè)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，把控原材料、生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量，做好批次質(zhì)量檢測。構(gòu)件進場時應按照相關(guān)標準進行驗收。施工單位在構(gòu)件進場后應對施工質(zhì)量負責，并將生產(chǎn)信息報送至建材監(jiān)管相關(guān)系統(tǒng)。對于復雜構(gòu)件，應由建設單位牽頭設計單位、生產(chǎn)單位、施工單位和監(jiān)理單位在內(nèi)的相關(guān)人員一同驗收。

3.3 優(yōu)化裝配式建筑關(guān)鍵節(jié)點監(jiān)管方式

3.3.1 套筒灌漿飽滿性

加強對套筒灌漿飽滿性的質(zhì)量監(jiān)管，可以從以下幾方面入手：（1）加強對套筒灌漿飽滿性的監(jiān)督抽檢，用內(nèi)窺鏡的方法，對檢查項目每個單體工程隨機抽檢不少于2 層（應包括轉(zhuǎn)換層），每個樓層隨機抽檢不少于5 個構(gòu)件，每個構(gòu)件隨機抽檢不少于2 個灌漿套筒。（2）套筒灌漿應編制專項施工方案并符合規(guī)范要求，其中灌漿料拌合、灌漿施工、檢查與修補和灌漿套筒在預制生產(chǎn)中的定位、構(gòu)件安裝定位與支撐等內(nèi)容應在方案中體現(xiàn)。（3）套筒灌漿現(xiàn)場質(zhì)量。灌漿孔應有出漿痕跡，預制構(gòu)件斜撐拆除應符合設計與方案要求，當灌漿料同條件養(yǎng)護試件抗壓強度未達到35 N/mm2時，不可對接頭進行后續(xù)擾動施工[7]。（4）操作培訓。灌漿人員應接受培訓，并且日?？己送ㄟ^后方可上崗[8]。（5）實行灌漿令制度。每天施工單位負責人和總監(jiān)工程師同時給施工班組簽發(fā)灌漿令，取得灌漿令后方可灌漿。（6）灌漿施工資料。包括灌漿施工記錄表、視頻影像資料、灌漿料標養(yǎng)試塊、同條件試塊、套筒灌漿料復試報告和原材料質(zhì)保資料等。

3.3.2 預制構(gòu)件防水

針對裝配式住宅滲漏通病部位，應加強預制構(gòu)件結(jié)合部分粗糙面的設置，耐候性密封膠施工質(zhì)量和導水管設置，預制空調(diào)板內(nèi)排水坡度的設置，以及防水節(jié)點的按圖施工和現(xiàn)場淋水試驗。

4 結(jié)語

（1） 相比國外，我國裝配式建筑起步較晚，在吸收引進國外先進技術(shù)的同時，立足本土，結(jié)合實踐經(jīng)驗，以政府為主導統(tǒng)籌建立的裝配式生產(chǎn)體系正在逐步激發(fā)裝配式建筑的市場活力。降低產(chǎn)能消耗，提高生產(chǎn)效率，減少環(huán)境破壞，符合低碳環(huán)保主張和循環(huán)利用可持續(xù)發(fā)展的理念。

（2） 裝配式混凝土建筑已經(jīng)發(fā)展多年，其問題主要集中在PC 構(gòu)件生產(chǎn)缺陷、拼接節(jié)點偏差、套筒灌漿不飽滿和滲漏等方面。作為工程監(jiān)管部門要做到對裝配式建筑事前、事中和事后監(jiān)督，確保工程質(zhì)量。

（3） 目前各地區(qū)對裝配式建筑的監(jiān)管方式不一，各地出臺的政策和相關(guān)規(guī)范也各有出入，主要集中在裝配式混凝土建筑和裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。隨著裝配式建筑技術(shù)的不斷提升，現(xiàn)有的裝配式建筑技術(shù)規(guī)范能否支撐新的裝配式建筑理論體系，也是值得進一步探討和研究的。作為工程監(jiān)管部門需要根據(jù)規(guī)范、政策、文件以及裝配式建筑常見的質(zhì)量問題，進一步完善監(jiān)管體制體系，這對于厘清施工企業(yè)、構(gòu)件制造商以及構(gòu)件供應商等的責任有重要意義[9]。