試論裝配式建筑施工常見質量問題與防范措施

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施工技術的不斷發展,多種類型的建筑施工工藝得到應用,其中預制裝配式建筑工藝作為一種方便快捷、節能環保且具有較好經濟價值的工藝,也得到了重用。由于和傳統建筑工程在結構、工藝等方面存在較大差異,裝配式建筑施工中存在的質量影響因素、問題類型也各有不同。在裝配式建筑規劃建設數量越來越多的大環境下,有必要針對其施工中的各類質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件,再將構件運輸至施工現場進行拼接組裝,最終完成建筑整體施工的建筑類型。目前我國關于裝配式建筑的研究和應用正處于快速發展階段,并且該工藝的未來應用前景備普遍看好。該工藝的主要應用流程包括設計、構件制造、構件安裝三個環節,是一種更加區域標準化生產的建筑建設模式,具有工藝流程簡潔、效率高、節能環保的特點。裝配式建筑施工和傳統建筑施工工藝存在較大差異,這種差異又與具體設計施工方案有關。在該工藝處于發展階段的背景下,部分裝配式建筑在現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,對現場構件安裝、連接固定等環節的質量要求極高[1]。

1.2 難點

從裝配式建筑工藝的特征來看,其主要的質量控制難點包括以下幾個環節:

(1)構件制造及運輸環節。構件是裝配式建筑結構的主要構成部分,不同構件的形狀、生產工藝標準存在一定差異,對運輸、現場管理方式的要求自然也不同。構件制造質量將直接影響建筑施工質量,而運輸環節對構件的保護要求也非常高。

(2)現場連接安裝環節。現場對構件的連接、安裝、固定是裝配式建筑施工的核心環節,整個過程與傳統建筑施工流程和標準存在巨大差異,對現場調度、質量安全管理的要求極高。

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

2 裝配式建筑施工的常見質量問題

2.1 構件制造運輸問題

裝配式建筑的多數乃至全部構件都采用工廠化制造的方式,而構件質量與裝配施工質量直接相關。而構件生產、運輸的各個環節中,各種因素的影響都可能導致構件質量不達標。首先,建筑不同位置不同類型的構件用到的材料、工藝存在差異,如果原材料本身存在質量問題,或是材料配比不合理、現場加工環境不適宜、工藝流程存在操作失誤等情況,都會影響構件質量。其次,建筑構件制造完成并檢測到位之后,需要運輸到施工現場等待安裝施工。如果運輸方式不合理,或是運輸和現場儲存環節防護不當,也可能導致構件受到損傷,無法滿足現場安裝施工需求。例如,在裝配式建筑中,平板是最為主要的構件,其出現在整個建筑結構的各個位置,扮演著重要的建筑力學角色[3]。

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

2.2 構件連接安裝問題

裝配式建筑的現場施工中,構件連接安裝是主要環節,需要根據設計圖紙對各個部分的不同構件進行連接、安裝,再加固直至達到建筑施工質量要求。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,因此如何處理構件安裝及其他現場施工工藝,成為裝配式建筑施工質量管理的重點。

首先,一些裝配式建筑現場構件施工順序不合理、吊裝方式不規范,都可能引起構件損傷,導致安裝質量不達標的問題。其次,在連接固定構件時,如果存在連接方式不合理、連接件質量不達標等問題,會導致構件之間的連接緊固性不足,或是存在受力不均的情況,對建筑整體結構穩定不利。例如,在安裝構件涉及到混凝土灌注施工時,可能會出現套筒錯位、混凝土配合比不合理的情況,導致連接構件強度和支撐性不足,影響下建筑結構安全。另外,裝配式建筑現場施工對各個構件的標高定位經準確性要求極高,如果出現設計參數、現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量。

2.3 管線及配套設施施工問題

裝配式建筑安裝施工和管線及各類配套設施施工環節之間的協調十分重要,如果沒有結合施工方案及現場實際情況做好組織協調,可能會出現互相干擾的情況。其中,部分管線及配套設施需要在構件制造環節就要預留好安裝位置、孔洞,而部分則需要在現場構件安裝固定時同步安裝,另外還有一部分要在建筑結構件安裝到位之后再進行安裝。部分裝配式建筑項目對管線、配套設施安裝的時機、方式合理性把控不到位,直接影響了裝配質量,或是導致建筑部分功能受到不良影響。例如,在構件制造環節出現管線預留孔洞尺寸不合理的情況,導致現場安裝時無法按照設計方案安裝管道、線路,此時如果對構件進行擴孔,將會影響構件強度和可靠性,如果重新制造構件,又會造成嚴重的經濟損失,并且影響施工進度。再比如,現場管線安裝時,構件吊裝和管線吊裝工序沒有協調好,導致材料損傷的情況。另外,部分項目施工現場由于沒有做好管線施工過程的管理,導致出現管線變形、堵塞的問題,影響建筑后續使用。

3 裝配式建筑施工中的質量問題防治措施

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,整體結構為剪力墻結構,從地面第三層開始,到建筑頂部的外墻、陽臺、外凸窗、空調板均采用裝配式混凝土結構。該項目建筑具體裝配構造如圖1所示,為了有效規避裝配式建筑施工中容易出現的各類質量問題,項目單位從多個環節進行了嚴格把控。

圖1 項目裝配式結構示意圖

3.1 構件制造及運輸環節

針對裝配式建筑構件質量問題的管理,首先需要針對設計圖紙做好技術交底,明確構件原材料、制造工藝,確保出廠的構件符合質量要求。從出廠到施工現場,以及施工現場內部的構件運輸,都需要采用合適的運輸設備,運輸時要做好構件的防護。在該項目中,針對達到施工現場的構件及各類材料,嚴格按照設計圖紙、供應合同對其質量進行檢查,對存在損傷或質量不達標的構件材料,嚴格要求返廠,不允許在現場投入施工。同時,根據設計方案和構件的實際特點,選擇核實的輔助安裝設備及工具。例如,該項目施工中,針對平板構件的制作安裝,選用商品房建筑裝配施工專用轉角板和L型吊具,確保吊裝過程中多數力被吊具承擔,避免影響平板構件自身的質量。并且,這種方式還可以有效固定角板結構,避免出現斷裂的情況。同時,在安裝平板構件的整個過程中,在構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,施工單位根據設計圖紙和現場情況,適當調整疊合板的跨度,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,該項目針對各類構件的制作安裝,還重點加強了現場桁架的加固處理,尤其對預埋件進行了加固,利用穩固的桁架結構,充分保證平板、疊合板等構件材料的質量安全。

3.2 構件連接及安裝施工

在裝配式建筑施工現場的構件連接安裝施工中,鋼筋施工是很重要的環節,為了有效規避預制構件連接質量問題,需要嚴格按照設計圖紙和施工規范進行施工,在保證各類材料、連接件完整無損的基礎上,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,在下構件和基礎之間埋設鋼筋,安裝套筒,進行混凝土灌注施工。同時,在將預制板墻和調節螺桿外管進行連接,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。安裝上部構件時,使用塔式起重機起吊預制構件,起吊時采用平吊的方式,做好綁扎部位的防護,避免損傷構件。起吊到離地面約0.5 m 的位置時,暫停,由現場人員檢查是否存在綁扎不牢、構件污損的情況,確保無問題之后吊至安裝位置。在該項目各層樓梯位置,使用預制構件進行連接,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 預制構件安裝施工示意圖

3.3 預埋件及配套設施安裝

在裝配式建筑整個設計及施工環節,需要根據設計方案,在各個環節做好管線的安裝施工。首先,在構件預制環節,需要按照設計圖紙預留好管線及相關設施的安裝孔洞、空間,核準尺寸,確保無誤。在實際安裝施工的墻板混凝土結構振搗環節,做好接線盒、管線安裝的空間清理,在按照規范的方式安裝好接線盒、管線,確保其位置準確性,避免存在大量較差、錯位的情況。在管線安裝完畢之后,先由相關技術人員進行檢查,確保其質量達標之后,再進行相配套構件及設施的安裝。如果在安裝施工及檢查過程中發現存在預埋鋼筋錯位的情況,應及時由專業人員進行現場分析,再打孔展開測量放樣作業,明確預埋鋼筋的具體位置,進行校正處理。然后,按照錨固長度進行混凝土關灌注,以確保鋼筋預埋施工質量達到要求。

4 結語

綜上所述,在我國社會經濟快速發展的背景下,裝配式建筑工藝在各個地區的建筑設計施工中得到了大量應用。作為一種新興的建筑施工工藝,裝配式建筑項目在施工環節可能存在各種質量問題,導致項目施工質量無法達到設計要求。為此,應當基于對裝配式建筑設計施工工藝的特征分析,全面結合施工現場的實際情況,做好構件制造運輸、構件連接安裝、管線預埋件安裝等環節的規范化施工,強化各個環節的質量監督,全面提升施工質量。唯有如此,才能更大程度地發揮裝配式建筑工藝的應用價值,為社會的穩定發展做出突出貢獻。