裝配式混凝土建筑施工質(zhì)量風(fēng)險及控制要點(diǎn)研究

孫宏明，張狄龍

（中國建筑科學(xué)研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

由于建筑業(yè)對綠色節(jié)能建筑理念的倡導(dǎo)和國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，裝配式混凝土建筑因具有綠色環(huán)保、節(jié)約工期、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源的優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。2016 年 9 月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展裝配式混凝土建筑的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)〔2016〕71 號），提出“力爭用 10 年左右的時間，使裝配式混凝土建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到 30 %”［1］。國務(wù)院通過發(fā)布該指導(dǎo)意見，使我國裝配式建筑的應(yīng)用推廣見到了新的曙光，隨之而來的是裝配式建筑發(fā)展新階段的挑戰(zhàn)。相關(guān)研究人員根據(jù)國內(nèi)建筑環(huán)境，對應(yīng)用裝配式混凝土建筑產(chǎn)生的質(zhì)量風(fēng)險做了很多調(diào)查研究工作，并取得了一定的寶貴成果，包括：通過沖擊回波法、內(nèi)窺鏡觀察等方式對裝配式混凝土建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測，結(jié)合缺陷百分比圖、頻譜解析圖對施工期間的質(zhì)量風(fēng)險做了大量研究工作［2］。謝明輝等根據(jù)裝配式混凝土建筑的施工特性，基于現(xiàn)有裝配式混凝土建筑質(zhì)量風(fēng)險研究基礎(chǔ)上，借助于 BIM 的獨(dú)有特點(diǎn)，對裝配式混凝土建筑的質(zhì)量風(fēng)險進(jìn)行探究，并總結(jié)出事前指導(dǎo)性質(zhì)量管理、事中控制性質(zhì)量管理、事后總結(jié)性質(zhì)量管理的觀點(diǎn)［3］。由此可見，施工階段的質(zhì)量風(fēng)險成為了影響裝配式混凝土建筑品質(zhì)的關(guān)鍵要素。本文針對施工階段的質(zhì)量風(fēng)險進(jìn)行剖析，并提出了相應(yīng)的工程質(zhì)量風(fēng)險控制要點(diǎn)。

1 施工質(zhì)量風(fēng)險

造成施工質(zhì)量風(fēng)險的原因有諸多方面，每種風(fēng)險的成因不同、發(fā)生的概率不同，造成的損失程度也不同，具體主要存在于以下幾個階段。

1.1 施工準(zhǔn)備階段

施工準(zhǔn)備階段是整個施工階段的最重要的環(huán)節(jié)之一，“預(yù)則立，不預(yù)則廢”。在這個階段可謂體現(xiàn)的淋漓盡致。

1.1.1 施工場地布置

如果在施工準(zhǔn)備階段未能選擇起重能力符合要求的起重機(jī)，或者未能合理布設(shè)其位置，將導(dǎo)致起重機(jī)的覆蓋范圍無法滿足吊裝作業(yè)需求。與此同時，場內(nèi)臨時道路如果未設(shè)計(jì)成環(huán)形路、寬度或轉(zhuǎn)彎半徑不足，會造成構(gòu)件運(yùn)輸車輛無法正常通行，會造成預(yù)制構(gòu)件很難一次運(yùn)送到既定位置，在多次轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)生磕碰、剮蹭造成構(gòu)件損傷。

1.1.2 人員素質(zhì)

在產(chǎn)業(yè)化程度較高的國家，建筑工人的培養(yǎng)主要依賴于建筑企業(yè)自身，其注重實(shí)際操作與應(yīng)用。但我國目前產(chǎn)業(yè)工人存在嚴(yán)重不足。國內(nèi)建筑企業(yè)操作工人基本為農(nóng)民工，企業(yè)缺乏自有的產(chǎn)業(yè)工人，用工來源主要來自于勞務(wù)企業(yè)。因此，現(xiàn)場管理和操作人員因不了解裝配式混凝土建筑施工工藝及個人技術(shù)水平的欠缺，以至于經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)料不到的狀況，且由于自身水平有限無法及時察覺或預(yù)判現(xiàn)場的質(zhì)量風(fēng)險。

1.2 預(yù)制構(gòu)件入場驗(yàn)收、卸車、存放階段

預(yù)制構(gòu)件入場驗(yàn)收是構(gòu)件進(jìn)入施工現(xiàn)場、吊裝使用之前最后一道質(zhì)量屏障，入場驗(yàn)收質(zhì)量的高低，直接關(guān)系到其后續(xù)施工階段質(zhì)量起點(diǎn)的高低。卸車階段和存放階段是保護(hù)入場驗(yàn)收成果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同樣不容忽視。

1.2.1 預(yù)制構(gòu)件的入場驗(yàn)收

部分構(gòu)件進(jìn)場時無法提供要求的資料，構(gòu)件外觀質(zhì)量不符合要求，存在構(gòu)件裂縫（見圖1），變形、缺棱掉角、套筒堵塞、預(yù)埋件、預(yù)留洞遺漏或錯位等諸多問題，若入場驗(yàn)收時未能及時發(fā)現(xiàn)和處理，會給構(gòu)件安裝或灌漿等后期工作增加困難。

圖1 預(yù)制剪力墻存在裂縫

1.2.2 預(yù)制構(gòu)件卸車

預(yù)制構(gòu)件卸車時，構(gòu)件與構(gòu)件、構(gòu)件與車體發(fā)生碰撞，導(dǎo)致構(gòu)件缺棱掉角（見圖2），造成預(yù)制構(gòu)件拼接處拼縫不嚴(yán)而發(fā)生漏漿、滲漏等質(zhì)量風(fēng)險。

圖2 卸車造成的構(gòu)件缺棱掉角

1.2.3 預(yù)制構(gòu)件的臨時存放

預(yù)制構(gòu)件出廠前的入庫存放、構(gòu)件入場時的運(yùn)輸、構(gòu)件入場后的堆場存放都屬于臨時存放，由于管理人員未考慮存放條件，經(jīng)驗(yàn)欠缺，進(jìn)而增加質(zhì)量風(fēng)險，如：平放構(gòu)件的裂縫、變形、立放構(gòu)件的傾倒、磕碰（見圖3），如果施工現(xiàn)場未采用專用擱置堆放架、構(gòu)件底部未放置軟墊木，堆放架強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性不夠，導(dǎo)致出現(xiàn)傾倒、碰撞。

圖3 預(yù)制構(gòu)件存放不當(dāng)傾倒

1.3 預(yù)制構(gòu)件吊裝、固定階段

預(yù)制構(gòu)件的吊裝階段、固定階段是裝配式建筑施工的靈魂階段，因裝配式建筑對安裝誤差要求較高，為了得到高品質(zhì)工程，在此階段應(yīng)高度貫徹精細(xì)化管理。

1.3.1 預(yù)制構(gòu)件的吊裝

施工現(xiàn)場往往未根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的形狀、尺寸、重量選用相匹配的吊具，導(dǎo)致作業(yè)無法正常進(jìn)行或構(gòu)件損壞。如疊合樓板、異型及復(fù)合預(yù)制構(gòu)件均應(yīng)使用專用吊具。吊索與構(gòu)件水平夾角過小，造成內(nèi)力過大，導(dǎo)致構(gòu)件發(fā)生損壞。此外，預(yù)制構(gòu)件吊裝前如果未準(zhǔn)備牽引繩，會增加構(gòu)件的就位難度，易導(dǎo)致構(gòu)件因碰撞而損壞。

以疊合樓板的吊裝為例，部分疊合樓板由于其本身體積過大，且厚度較薄，使其在卸車和安裝時斷折現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)，主要表現(xiàn)在吊裝和運(yùn)輸?shù)倪^程中，未規(guī)范使用吊裝工具促使了質(zhì)量風(fēng)險的發(fā)生，如圖4 所示。

圖4 疊合板卸車未使用專用吊具

1.3.2 預(yù)制構(gòu)件的測量及定位

預(yù)制構(gòu)件的安裝風(fēng)險主要指構(gòu)件就位后的縫隙、圖紙要求的定位位置及標(biāo)高、規(guī)范要求的垂直度等方面，如圖5 所示。主要原因包括：施工測量定位不準(zhǔn)確，預(yù)制構(gòu)件尺寸誤差較大，安裝操作人員與吊裝機(jī)械配合協(xié)調(diào)性差，導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件安裝時碰撞鋼筋及周邊其他混凝土部件，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)偏差超出允許范圍。

1.4 現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件澆筑階段

現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件澆筑階段在裝配式建筑中雖然相對傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)占比較小，但不可謂不重要。轉(zhuǎn)角、板帶等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部位都離不開現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件的加持，因此應(yīng)引起重視，在避免傳統(tǒng)混凝土工程質(zhì)量風(fēng)險出現(xiàn)的同時，還應(yīng)預(yù)防現(xiàn)澆混凝土與預(yù)制混凝土結(jié)合過程中衍生出的新型質(zhì)量風(fēng)險。

現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)制構(gòu)件的連接預(yù)留鋼筋，未采取有效的加固措施，在混凝土澆筑期間受到擾動，造成預(yù)留鋼筋長度過長，或由于混凝土標(biāo)高誤差大造成伸出鋼筋長短不一，造成預(yù)留鋼筋不能按設(shè)計(jì)要求有效伸入上部構(gòu)件預(yù)留孔內(nèi)，最終造成拼接縫隙過大，影響接縫封堵、灌漿等作業(yè)質(zhì)量，此類問題在裝配式混凝土建筑現(xiàn)澆層到預(yù)制層的轉(zhuǎn)換層頗為常見。

1.5 灌漿階段

套筒灌漿和漿錨搭接是當(dāng)下應(yīng)用較廣泛的裝配式混凝土建筑構(gòu)件連接方法。兩種連接方式均涉及灌漿作業(yè)，因此，套筒灌漿是裝配式建筑施工階段的重要工序。

施工現(xiàn)場往往存在灌漿料攪拌不均勻、拌合物流動度過小、灌漿料未按規(guī)定時間使用或含有雜質(zhì)、灌漿不飽滿、漏漿、無灌漿全過程影像資料、灌漿設(shè)備清洗不及時、停電及灌漿作業(yè)因設(shè)備故障導(dǎo)致的灌漿中斷等等，嚴(yán)重影響灌漿質(zhì)量。此外，受檢測技術(shù)手段、儀器精密程度等因素制約，灌漿質(zhì)量風(fēng)險發(fā)生后，檢測難度較大，問題部位隱蔽性強(qiáng)，不易發(fā)現(xiàn)，若灌漿施工時未能避免或及時采取補(bǔ)救措施，事后很難進(jìn)行處理。

2 施工質(zhì)量風(fēng)險控制要點(diǎn)

施工質(zhì)量風(fēng)險的控制其實(shí)也是質(zhì)量行為的控制，人作為行為的主體，其素質(zhì)、技術(shù)水平、管理水平、責(zé)任心等，都是影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。也可能是決定施工風(fēng)險大小的決定因素，我們作為工程人，決不可忽略任何一個環(huán)節(jié)的作用，即使這個環(huán)節(jié)微不足道，也要用如臨深淵，如履薄冰的心態(tài)去做風(fēng)險控制。具體分為以下四個階段進(jìn)行闡述。

2.1 施工準(zhǔn)備階段控制要點(diǎn)

1）起重機(jī)的選型及布設(shè)應(yīng)綜合考慮，確保其合理及有效地覆蓋范圍，從而滿足一次性吊運(yùn)到位的要求。場內(nèi)構(gòu)件堆場、臨時道路應(yīng)提前進(jìn)行硬化，設(shè)計(jì)場內(nèi)環(huán)形道路，且臨時道路寬度、轉(zhuǎn)彎半徑規(guī)劃時應(yīng)將車輛故障、起重機(jī)故障等情況考慮在內(nèi)，以應(yīng)對突發(fā)狀況。構(gòu)件運(yùn)輸車輛一般為 13 m 和 17 m 的平板車，需要轉(zhuǎn)彎半徑約 10 m。

2）現(xiàn)場技術(shù)及管理人員需有相關(guān)工程工作經(jīng)歷或通過了技術(shù)考核。操作人員由于涉及特種設(shè)備及高處作業(yè)，必須持有對應(yīng)且處在有效期的特種作業(yè)資格證［4］。

2.2 預(yù)制構(gòu)件入場驗(yàn)收、卸車、存放階段控制要點(diǎn)

1）預(yù)制混凝土構(gòu)件需全數(shù)進(jìn)行檢查驗(yàn)收。包括資料檢查和構(gòu)件質(zhì)量檢查兩方面，資料檢查應(yīng)涉及資料種類、份數(shù)、完整性等，入場檢查應(yīng)包括構(gòu)件平整度、變形、預(yù)埋件、灌漿孔、出漿孔堵塞情況等，推薦使用檢查表法，對超過允許偏差的構(gòu)件，及時進(jìn)行修補(bǔ)或退場處理，以免入場后無法安裝，造成損失的擴(kuò)大。

2）構(gòu)件卸車時，應(yīng)避免預(yù)制構(gòu)件吊裝時偏斜，造成磕碰，異型或大型預(yù)制構(gòu)件，應(yīng)設(shè)置牽引繩輔助吊裝。

3）平面存放的預(yù)制構(gòu)件，應(yīng)避免疊放層數(shù)過多、各層墊塊應(yīng)在一條垂直線、多點(diǎn)支墊時，所有支墊的上表面應(yīng)在同一個水平面。立放的構(gòu)件應(yīng)配置專用存放架、構(gòu)件底部放置軟墊木。水平縫帶有企口的構(gòu)件，底部支墊應(yīng)避免破壞企口，存放架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性應(yīng)考慮碰撞、風(fēng)荷載等客觀因素，如圖6 所示。

圖6 預(yù)制剪力墻存放架

2.3 預(yù)制構(gòu)件吊裝、固定階段控制要點(diǎn)

預(yù)制構(gòu)件由堆場吊運(yùn)至安裝現(xiàn)場前，應(yīng)先檢查確認(rèn)吊點(diǎn)是否符合設(shè)計(jì)要求，不同類型的構(gòu)件，配合不同的吊具進(jìn)行吊裝。梁式吊具采用型鋼制作并帶有多個吊點(diǎn)，通常用于吊裝線性構(gòu)件（如：梁、墻、板等）或用于柱安裝。架式吊具，也稱為平面式吊具，對于平面面積較大、厚度較薄的構(gòu)件，以及形狀特殊無法用點(diǎn)式或梁式吊具吊裝的構(gòu)件（如疊合板、異形構(gòu)件等），通常采用架式吊具。特殊吊具是為特殊構(gòu)件量身定做的吊具。

如圖7、圖8 所示，尺寸較大的疊合樓板、異型及復(fù)合預(yù)制構(gòu)件宜采用平面架式吊具，預(yù)制梁、預(yù)制墻板宜采用梁式吊具。

圖7 部分裝配式混凝土建筑專用吊具

圖8 使用吊架吊裝預(yù)制構(gòu)件

構(gòu)件安裝就位后應(yīng)安裝斜支撐，外墻斜撐安裝在墻內(nèi)側(cè)，內(nèi)墻斜撐安裝在墻兩側(cè)。斜支撐終擰前，不得摘除吊鉤。

2.4 現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件澆筑階段控制要點(diǎn)

應(yīng)對豎向預(yù)留鋼筋采取固定措施，可采用經(jīng)過放線校正的定位鋼板，并加固牢靠，如圖9 所示。套筒灌漿后，灌漿料與鋼筋在套筒內(nèi)的連接主要依靠握裹力，因此，應(yīng)避免預(yù)留鋼筋的污染、銹蝕，造成握裹力降低，影響連接質(zhì)量。

圖9 豎向預(yù)留鋼筋采用定位鋼板固定

2.5 灌漿階段控制要點(diǎn)

灌漿的整個作業(yè)過程應(yīng)有管理人員旁站監(jiān)督并留存相應(yīng)資料。具體的措施如下。

1）為了防止停電、機(jī)械故障等因素而導(dǎo)致灌漿中斷，應(yīng)選用專業(yè)設(shè)備廠家生產(chǎn)的灌漿設(shè)備，強(qiáng)化對設(shè)備的保養(yǎng)，及時更換易損部件，設(shè)備使用后徹底清洗，安排專人進(jìn)行灌漿設(shè)備的使用和保養(yǎng)，此外，須準(zhǔn)備備用設(shè)備，如：發(fā)電機(jī)、灌漿機(jī)、攪拌機(jī)、線纜等。

2）豎向灌漿應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對灌漿套筒分組灌漿，每一組灌漿套筒與構(gòu)件間隙構(gòu)成一個倉位，倉位應(yīng)保證密封良好且不宜過大，灌漿套筒最大間距不宜＞1.5 m 或 3～4 個套筒為一個單倉，可有效降低漏漿等質(zhì)量風(fēng)險。

3）座漿料采用座漿法或抹漿法封堵時（見圖10），預(yù)制構(gòu)件底部與結(jié)合面的接縫應(yīng)先清理干凈并用水潤濕，采用 50 MPa 的座漿料，座漿或抹漿 24 h 后再進(jìn)行灌漿。

圖10 構(gòu)件縫隙用座漿料抹漿封堵封堵

3 結(jié)語

我國建筑領(lǐng)域和其他領(lǐng)域一樣在進(jìn)行技術(shù)革新，裝配式混凝土建筑在我國的應(yīng)用也逐漸擺脫低俗，并呈現(xiàn)良好的上升勢頭。本文參照行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際對施工質(zhì)量風(fēng)險及對應(yīng)的控制要點(diǎn)進(jìn)行了初步研究，有針對性地提出了風(fēng)險控制建議，有助于改善當(dāng)前裝配式建筑施工現(xiàn)狀、控制施工階段質(zhì)量風(fēng)險，為我國裝配式建筑健康發(fā)展增添助力。Q