淺談預制裝配式建筑施工管控要點

蔡 峰,陸萌梅,李召召

(1.杭州市城建開發集團有限公司,浙江 杭州 310006；2.浙江工程建設管理有限公司,浙江 杭州 310012)

在我國建筑施工中,混凝土結構大都采用現澆體系。該施工方式雖然技術成熟,但同時也普遍存在人工成本高、能耗高、污染高,施工效率低、科技含量低等問題。近年來,城市化進程加速推進,在滿足房地產行業住宅需求持續增長的同時,又要追求質量的全面提升和資源的高效節約利用,這使得住宅建筑迫切需要實現標準化、工業化和集約化的生產,特別是在未來勞動力成本日益昂貴的發展趨勢下,推進住宅建設工業化,發展預制裝配式住宅已成為我國住宅建筑發展的必然趨勢。然而相比國外的預制裝配式結構的應用,我國在大型特別是高預制率的裝配式住宅實施過程中管理人員經驗不足,現場控制不順暢,各工序之間銜接不到位,重復作業,施工操作不規范等問題突出,嚴重影響了工期進度計劃的實施,降低了工程效益以及工程質量,未能凸顯預制裝配式結構的優點,成為抑制我國裝配式住宅產業化工業化生產的重要因素。所以，在精細化設計與精準預制的前提下，體系化的施工管理是凸顯裝配式建筑優點和保證工程質量的關鍵[1]。

1 預制裝配式建筑施工

1.1 概念解析

預制裝配式建筑是指建筑的全部或者部分構件在工廠進行預制,運輸到施工現場,通過可靠的安裝方法建造而成,具備一定使用功能的安全可靠的建筑物。預制裝配式建筑的施工流程主要分成基礎工程、主體結構工程、裝飾工程三個部分。基礎工程部分和裝飾裝修部分與現澆式建筑大體相同,主要對主體結構部分進行描述。主體結構部分的工藝流程包括：構配件工廠化預制、運輸；構件吊裝、支撐固定、鋼筋連接、套筒灌漿；后澆部位鋼筋綁扎、支模、預埋件安裝；后澆部位混凝土澆筑、養護；直至頂層。見圖1。

1.2 特點分析

預制裝配式建筑的優勢：

1)構件可在工廠內進行產業化生產,施工現場可直接安裝,方便又快捷,可縮短施工工期。

2)構件在工廠采用機械化生產,產品質量更易得到有效控制。周轉料具投入量減少,料具租賃費用降低。

3)減少施工現場濕作業量,有利于環保。

4)因施工現場作業量減少,可在一定程度上降低材料浪費。構件機械化程度高,可較大減少現場施工人員配備。

圖1 預制裝配式住宅施工流程框圖

預制裝配式建筑的局限性：1)因目前國內相關設計、驗收規范等滯后于施工技術的發展,裝配式建筑在建筑物總高度及層高上均有較大的限制;2)建筑物內預埋件、螺栓等使用量有較大增加;3)構件工廠化生產因模具限制及運輸(水平垂直)限制,構件尺寸不能過大;4)對現場垂直運輸機械要求較高,需使用較大型的吊裝機械;5)構件采用工廠預制,預制廠距離施工現場不能過遠。

2 預制裝配式建筑施工各階段管控要點

2.1 施工圖紙深化

施工總承包單位需要整合參建各方信息,做到有理有據、思路清晰的深化設計,明確交接面。參與裝配式建筑施工深化設計人員必須有較強的綜合素質,在土建和安裝兩個方面都有足夠的經驗。深化設計重點在功能需求和生產施工需求兩個方面著手,綜合各個專業需求,完善并深化設計內容。深化設計成果需要各方協調意見和矛盾,經建設方最終確定成果并開始施工。

預制構件質量是裝配式建筑的可靠保障,深化設計要明確預制構件制作要求、安裝要求、連接方式等[2]。如預制構件尺寸精度,構件預制質量控制要點,預制構件使用何種脫模劑以及涂刷流程,接縫填塞方式等要詳細說明；復測面磚流程需要對面磚的背面處理工藝詳細說明, 確保面磚質量以及縫隙要求等。還需要對粘結層的混凝土澆搗、保溫層處理、預埋件的施工和固定、鋼筋骨架入模施工、結構層的混凝土澆搗、混凝土的養護等進行詳細深化。在杭州師范大學倉前校區二期C區塊學生宿舍及生活服務區工程施工管理過程中,發生過由于預制構件深化設計不到位,預制樓梯制作過程中存在細部尺寸自相沖突而中途停止,嚴重影響了生產進度,如果問題在構件生產完成后發現,將會造成更嚴重的損失。

2.2 PC構件預制

預制構件的質量保證是保障裝配式建筑可靠性的基礎。構件預制過程中要嚴格按照設計要求實施。如構件預制在組裝模板時,底模表面保持高度的平整,確保構件觀感效果,不同模板間的螺栓連接要求完備、擰緊,側模高精度定位,脫模劑涂抹均勻,接縫填塞密實并抹平磨順,驗收合格后進行后續工序,有上道工序不滿足設計要求時必須解決后才能進行下道工序。預制場要有嚴格的檢驗和驗收管理辦法及完善的質量保證體系,以確保預制質量并對所提供預制構件的生產質量負全責。如在澆筑預制構件時隨時觀測連接處預埋構件位置變化,及時進行調整,保證構件位置的精準度,避免現場吊裝拼接受阻。見圖2。

2.3 現場施工管控要點分析

預制混凝土結構現場安裝施工是整體工程的核心難點。從杭州師范大學倉前校區二期C區塊學生宿舍及生活服務區工程現場實際管理情況來看,現場存在諸多不確定性,構件種類繁多且數量大,故進行現場施工的有效管理,特別是針對現場施工的核心問題管控,將直接影響結構的總體工期和效益。其核心問題有：預制構件運輸堆放等管理難度大；構件吊裝風險大；現場構件安裝臨時支撐風險較大；預制外墻板防水難度大；構件拼裝定位較難；現場施工安全風險較大。所以，預制裝配式建筑現場施工比常規建筑施工更依賴于專業的施工組織設計和切實可行的施工方案,當然更需要專業的、高素質的、經驗豐富的管理團隊和工人來執行。所以要重視施工組織設計與施工方案的編制,重視專業管理團隊和施工工人的培訓,使施工現場管理標準化、操作規范化,才能有效保障施工質量。工程總承包模式見圖3。

圖2 疊合板樓板預制現場

圖3 工程總承包模式框圖[3]

預制裝配式建筑施工現場重點管理也不外乎施工安全和施工質量,施工安全的風險源主要存在于各類施工過程和施工環境中,如施工操作安全、儀器設備使用安全、用水用電安全及防護安全等,該類風險通過加強管理和提高工人素質的方式一般可以控制。施工質量風險源于施工管理和施工技術,對于裝配式建筑,預制構件的現場施工管理與安裝技術尤為重要,施工過程中構件現場堆放布局、吊裝連接方法、拼縫防水處理、安裝工序等問題,都不同于傳統施工的重點質量安全管控內容。

2.4 現場施工各要點管控

以杭州師范大學倉前校區二期C區塊學生宿舍及生活服務區工程施工管理的實際情況為依托,下面主要從預制裝配式建筑的主體結構施工過程探討各管控要點,即主要論述其區別于傳統建筑施工的各管控要點。

2.4.1 構件運輸、堆放管控

構件預制過程中完善構件的編號規則,加強構件管理力度,同時力爭開發一套管理軟件,對各個構件進行跟蹤管理,或者現場管理團隊成立專門的構件標識管控部門,對于進場的構件及時按照編號規則進行編號并造冊管理,避免運輸搬動中發生混亂。現場堆放區域根據施工進度計劃和現場實際情況進行劃分,使各構件的堆放區域與相關吊裝計劃相符合,避免二次搬運。預制構件堆置時,不可與地面直接接觸,須置放在木頭或軟性材料上并注意最佳支點和堆置方式的選擇和保護措施的到位,避免由于堆載過大、支點不合理、保護不力使構件損壞。

2.4.2 構件吊裝管控

PC 構件吊裝前必須根據現場實際情況并結合現場設備情況編制專項安全方案,所有塔吊操作人員及吊裝指揮人員必須持證上崗,所有設備必須經過檢驗并在有效期內,所有作業人員必須嚴格按照專項方案及相關的安全規范進行操作,嚴禁無證上崗及違規操作、野蠻操作。構件進場后及時對吊點進行檢查,確保吊點滿足起吊要求,并在起吊前進行重心檢核,對于異型構件及大尺寸構件需要采用專用平衡吊具進行吊裝。其中，所有起重用鋼索需每周檢查一次,發現損壞或磨損應及時更換,同時，構件起吊時應設置拉繩,以便于地面人員能在起吊時控制構件的方向。每天吊裝班組施工作業前均需按照操作規范及作業危險點進行專項交底,同時，對新進人員進行專項培訓,確保所有施工人員的技術及安全能力滿足要求。見圖4。

圖4 構件吊裝現場

2.4.3 臨時支撐體系布置

臨時支撐體系以保證結構的施工為主要目的,采用專用門式支架,支架設置上下調整座,上部使用木工字梁或鋁合金梁作為承重件,支撐間距及數量需進行安全性計算,并由技術負責人復核后上報監理單位審批,審批完成后方可實施。所有的臨時支架進貨時必須進行驗收,同時需驗收質保資料,支架驗收項目主要為壁厚及外觀質量,首次使用的支架類型還需進行試壓,確定其最大承重能力,支架頂部承重件嚴禁采用枕木,必須使用木工字梁或鋁合金梁。PC 構件(大小梁、KT 樓板等)的下部臨時支撐架,應在進場前進行承載力試驗,以試驗得出的承載力極限作為計算依據,對現場支撐架布置進行計算,并嚴格按照計算書進行支撐架的布置,并在施工前進行核算。構件吊裝到位后需及時旋緊支撐架,支撐架上部采用木工字梁或鋁合金梁作為支撐點,木工字梁或鋁合金梁需要與支撐架可靠連接。支撐架需在上部疊合結構中現澆混凝土強度達到要求后才能拆除,以現場同條件養護試塊作為拆除依據,且最少不少于7 d 。混凝土現澆結構施工時需確保模板及支架系統的穩定性,模板及支架系統安全性必須經過詳細可靠的驗算,并通過相關審批后再行實施。操作人員必須嚴格按照規范操作,所有搭設材料必須滿足相關質量和安全的要求,嚴禁違規操作、野蠻操作。

2.4.4 構件連接、注漿管控

構件吊裝時要根據設計施工圖精準定位,及時完成臨時支撐體系調試,避免構件連接處存在不合理的相互作用力,避免后期拼縫開裂等現象進而破壞防水。吊裝到位并復核構件定位、編碼準確無誤后要按設計要求連接構件各預留的鋼筋頭并注漿。現場常見連接方式有套筒注漿連接、預留孔漿錨搭接、螺栓連接。1)套筒灌漿連接時一方面灌漿壓力是否到位,另一方面控制壓入灌漿料的骨料粗細,先壓骨料顆粒較大的灌漿料,后壓入細骨料甚至粘結漿液填充較大骨料顆粒之間的縫隙。2)預留孔漿錨搭接灌漿料的填充和錨固區箍筋按設計配置,鋼筋搭接區設置螺旋加強鋼筋搭接區域的橫向約束。灌漿時首先向預留孔道內注水濕潤孔壁,同時清除內壁浮渣,然后向孔道內注入少量環氧樹脂,接著注入不含骨料顆粒的漿液灌漿料,最后注入一般的灌漿料,使灌漿料充分地擠壓孔道。另外,對于預留孔洞破壞的構件,需提出加固方案并由設計確認后實施。3)螺栓連接分兩次進行緊固,第一次初擰緊固到螺栓標準軸力(即設計預拉力)的60%～ 80%,第二次進行終擰,緊固到100%的螺栓標準軸力,高強螺栓應將梅花卡頭擰掉[4]。緊固完畢后,在螺栓上澆筑高強膨脹性混凝土,進一步防止螺栓松動。總之，構件連接處理要保證漿液質量，防止工人簡化施工程序是關鍵。注漿套筒連接見圖5,漿液流動度試驗見圖6。

圖6 漿液流動度試驗

2.4.5 防水防滲技術管控

在墻板拼縫處采取兩道防水屏障,即外側的防水變性硅膠嵌縫及內側的預埋防水橡膠條,同時在每4 塊墻板的十字接頭內側增加一道聚氨酯防水嵌縫。同時優化墻板細部構造,拼縫處設置導水及排水裝置,上下板塊拼縫處設置企口構造,以防止外部水進入內側。施工過程中加強防水施工質量管控力度,確保外墻板防水施工質量滿足設計要求。采用防水卷材層時,現場要控制好清掃基層、底膠涂刷、粘結劑的涂刷、卷材接頭的粘貼、卷材末端的收頭處理等細節工作質量,檢查各項指標是否滿足相關規定,同時，保證材料質量[5]。

2.4.6 后澆筑部分施工管理

后澆筑部分施工管控主要是做好后澆筑部分混凝土與構件之間的銜接,其他管控與傳統施工管控相似,即保證鋼筋綁扎質量、預埋構件安裝位置準確、模板加固到位、澆筑振搗密實、養護工作到位等工作。

3 結 語

我國預制裝配式建筑設計、預制、安裝施工技術不斷發展更新,管理方法不斷完善,基于BIM的工程全生命周期管理日漸成熟,預制裝配式建筑必將逐漸代替傳統建筑。但在我國,建筑施工作業素質有待更進一步的提高,施工質量是保證建筑物可靠性的基礎,所以，除了加快裝配式建筑技術上的步伐外,還要加大對基層管理者、工人新技術、新技能的培訓工作,以提高管理者的職業操守和工人的技能水平,從而保證施工質量。

[1] 段凱元,張季超.預制裝配式混凝土住宅設計施工一體化研究[J].施工技術,2014(22)：45-47．

[2] 鐘志昌.裝配式混凝土住宅建筑施工技術及質量管控分析[J].價值工程,2016(14)：152-154．

[3] 楊曉川,錢喬峰,湯朝暉.國內建筑工業化背景下預制裝配式建筑特點及適應性初探[J].價值工程,2015(27)：78-81.

[4] 高鵬.預制裝配式剪力墻豎向連接質量管控及改進措施[J].山西建筑,2016,43(26):124-126．

[5] 田黎.預制裝配式住宅現場施工技術與安全風險管理[J].住宅科技,2014(6):91-95．