淺談裝配式建筑質量管控要點

王 飛，王 龍，馬文文，呂雪源

（中建一局集團建設發展有限公司，北京 100102）

0 引 言

近年來，隨著建筑行業的不斷進步與發展，國家對裝配式建筑的推廣力度也在逐步增強；隨著相關政策的頒布，各地政府、開發商、施工單位對建筑工業化的關注度迅速提高。據不完全統計，截至 2018年，裝配式建筑占新建建筑面積的比例已經達到20 %以上。綠色、低碳、節能、環保的裝配式建筑已經成為了國家未來建筑行業發展的必然趨勢。

相對于傳統現澆施工的建筑產品，質量是裝配式建筑的主要優勢，但高質量建筑成果的獲得，需要有針對性的質量管理手段和措施作為保障。目前，我國裝配式建筑的整體水平相對于發達國家仍處于初級階段，隨著裝配式建筑數量的不斷增加，在追求高效的大市場環境下，建造過程中的質量需要引起重視。裝配式建筑采用工廠預制、裝配式施工的方式，在預制構件深化設計、生產及現場安裝各階段的質量控制都與傳統現澆施工方式有著諸多不同，現基于多個裝配式建筑的工程實踐，針對裝配式施工特點，對設計、生產、安裝環節的質量管理要點進行梳理。

1 質量管理體系

傳統現澆工程通過分項工程進行質量把控。設計與現場施工的質量把控分開，甚至施工里面很多分項工程質量把控也是單獨進行的。而裝配式建筑的質量管理思路是從設計、生產到現場安裝的系統性管理，每個環節都存在著重要的關聯。這種貫穿全過程的質量管理模式是裝配式建筑獨有的質量管理體系。

1.1 質量管理概況

裝配式建筑的質量管理應是系統化的管理體系，不同于傳統現澆結構的主要原因在于：裝配式建筑是一個從設計到施工節節相扣的體系，其中任何一個環節都會直接影響到最終的工程質量，一塊預制構件最終安裝的成功與否，與設計階段是否合理，加工階段是否存在誤差，安裝階段是否測量準確都有密切的關系［1］。

以北京市為例，截至 2018年北京市政府推出了 26 本裝配式建筑施工的相關規范。與此同時，全國范圍內也在大力推廣實施指導意見，細化了具體的推進措施及施工質量管理措施，相關的技術標準體系不斷完善，已完成 30 余項裝配式建筑關鍵技術和成套技術的研發工作。

1.2 新型質量管理理念及方法

裝配式建筑質量管理需要從多方面出發，進行統籌化管理，主要分為深化設計階段的質量管理、構件加工階段的質量管理、現場施工階段的質量管理三大項。裝配式建筑是設計階段直接決定工程施工階段最終的質量，因此裝配式建筑的質量管理是全過程的一體化管理思路，區別于傳統現澆結構僅對現場施工階段的管理模式進行把控［2］。

2 深化設計階段管理重點

深化設計是連接結構設計和生產、安裝的重要環節，對裝配式建筑的適用性和安全性有著重大影響。深化設計包括計算校核、專業綜合、連接節點設計、措施性預留預埋件設計、碰撞檢查等內容。

采用 BIM技術進行深化設計的基本管理流程如圖1所示。

圖1 預制構件深化設計基本流程

在深化設計階段，主要的質量管控點包括：連接節點設計應進行生產、施工單位的多方溝通，好的連接節點可以做到利于精確定位、便于施工；采用三維模型設計，進行碰撞檢查的工序必不可少，直接影響構件的生產和安裝質量；對措施性埋件進行各工況的計算校核，例如脫模工況下的吊裝埋件受力計算等。具體深化設計流程中的質量管控如下。

2.1 校對設計院圖紙及確認深化設計依據

深化設計是對各專業設計圖紙的信息整合、二次設計，在深化設計之前，需要充分了解原建筑設計、結構設計、機電設計等，并發現原設計圖中存在的設計問題，與各專業設計及時溝通解決問題。設計不合理之處例如節點位置鋼筋套箍與實際施工順序不符，需要及時與設計溝通，否則可能會造成安裝階段無法施工的嚴重情況。同時，對所依據的規范、標準、圖集進行再次確認，明確深化設計依據，統一設計標準，從而避免出現同一工程設計標準不同的現象。

2.2 構件設計及BIM信息化模型

建筑工業化深化設計的核心是預制構件的設計，預制構件設計工作的基礎是構件的拆分，構件拆分的核心是構件連接節點的設計。在拆分與節點設計的時候需要考慮到后期預制構件生產階段的合理性和安裝階段是否易拼裝等問題，保證“少型號、多組合”的拆分原則。然后，結合建筑、結構、水、暖、電五個專業的最終圖紙，對模型進行深化設計，其重點在于將各專業信息集成在BIM模型中，使模型具有全套準確的信息［3］。

如圖2所示，BIM是可以直觀地表達戶型結構及節點的三維形式。通過BIM建模的信息化，使用者及展示者可以更加形象地給客戶表達自己的想法并且有利于解決節點及細節上產生的問題。

圖2 BIM模型及節點模型

2.3 模型校對審核及深化出圖

建模完成之后，綜合考慮各專業條件，對鋼筋排布、洞口尺寸和位置、預留預埋進行統籌協調設計，檢測無誤后方可進行出圖工作。采用三維模型可視化深化設計技術，無需人工進行空間想象即可保證出圖的準確性，提高了深化設計質量［4］。

如圖3所示，通過信息化模型設計者可以非常直觀地獲得所有設計信息，大大簡化了設計工作的難度，并且生產者也可以基于可視化的模型信息更加準確地把握構件的真實狀態而非對著2 D圖紙加以想象。

圖3 基于BIM技術的預制構件深化圖紙

3 構件生產階段管理重點

預制構件工廠生產階段作為建筑工業化質量管理的中間環節起到非常關鍵的作用，該階段需要注意的重點較多，難度較大，應作為重點環節特別關注。

3.1 預制構件生產工藝及構件模具

預制構件的生產工藝作為所有生產工作的前提條件，需要認真考察工廠的實際生產狀況及設備情況，然后做出合理的評估。根據生產場地條件、構件類型、生產規模以及預制構件生產方式分為固定臺座法、自動化生產線兩種。固定臺座法適合生產較為復雜的構件，質量把控較為嚴格，工人的實際水平是影響質量的關鍵因素。自動化生產相對更加適合生產較為簡單、可成批生產的構件。其關鍵質量因素在于機械設備的可靠程度。此外，模具開模作為影響構件加工質量的直接因素，應在構件生產前檢查模具尺寸、接縫嚴密程度、表面潔凈度和平整度，進而保證構件生產質量［5］。

3.2 原材料質量把控

原材料質量把控主要包括混凝土原材、鋼筋、連接件、預埋件等主要材料（見圖4）的質量檢測，應要求構件廠提供上述材料的產品合格證、自檢及第三方檢測報告。原材料與預制部件在使用前應進行性能檢測（包括自檢和第三方復檢），檢測項目應包括產品的品種、規格、生產批次、外觀、生產廠家等，且檢測數量和項目應符合國家現行標準的有關規定，經檢測合格后方能使用。

圖4 預埋套筒及鋼筋

3.3 生產過程質量把控

預制構件生產階段作為整個工廠生產過程的核心環節需要重點關注。

1）打灰前的隱蔽驗收包括鋼筋籠尺寸、鋼筋規格數量、出筋位置和長度，埋件規格和位置、保護層厚度。從構件圖紙審核開始，確保加工的構件與圖紙一致，之后進行鋼筋埋設作業，鋼筋骨架尺寸應準確，鋼筋規格、數量、位置和連接方法等應符合國家有關標準規定和相關圖集要求。保護層墊塊應根據鋼筋規格和間距按梅花狀布置，與鋼筋網片或骨架連接牢固，保護層厚度應符合國家現行標準和設計要求，檢測無誤后方可進行混凝土澆筑工作。

2）打灰后重點檢查構件表面裂縫、氣孔，掉角，埋件位置和瓷磚排布情況等。澆筑混凝土時應充分振搗，并且提前預留相應的混凝土試塊，以供后期試驗檢測。最終預制構件經過充分養護之后方可脫模起吊，脫模后注意檢測構件各部位是否完整，是否存在脫模損傷等質量缺陷，確認無誤便可將構件運至堆場做發貨前準備。

3）出廠前結合面質量處理。對構件疊合面的浮漿進行處理，以免降低現澆混凝土和預制構件的黏結力，影響結構性能。

3.4 預制構件存放與運輸

構件成品應按合格區、待修區和不合格區分類堆放，并對各區域設置醒目標識。預制構件應根據其形狀選擇合理的堆放形式。如墻板類構件宜采用立放式，并宜采取對稱立放，構件與地面傾斜角度宜大于 80°，堆放架應有足夠的剛度、承載力和穩定性，相鄰堆放架宜連成整體；疊合板、預制樓梯等水平構件宜采用平放，擱置點一般可選擇在構件起吊點位置或經驗計算確定彎矩最小部位，每層構件間的墊塊應處于同一垂直線上，堆垛層數應根據構件自身荷載、地基、墊木或墊塊的承載能力及堆垛的穩定性確定，例如疊合板堆放不宜多于 6 層，上下層墊木應在同一條豎直線上。

構件運輸前應制訂預制構件的運輸計劃及方案，并進行實際路線踏勘。構件運輸的總高度不宜超過 4.5 m，總寬度不宜超過運輸車輛的車寬；超高、超寬、形狀特殊的大型構件的運輸和碼放應采取質量安全保證措施［6］，如圖5所示。

圖5 構件堆放及運輸

4 現場施工階段管理重點

預制構件現場安裝階段作為整個裝配式建筑的最終環節，是質量管理體系里最重要的環節，該環節從組織分工到最終的成品保護階段都直接影響著裝配式建筑的質量。

4.1 管理人員體系

預制構件現場管理的分工可劃分為：生產系統、技術系統、商務系統三個部分。其中生產部分需要對構件的完成時間負責，根據現場實際施工進度，編制各種構件的進場計劃，對構件使用部位及進場時間負責；最后，完成構件的安裝工作，對構件安裝質量、灌漿質量等負責。技術系統工作需要對圖紙內容、施工節點等進行審核，對構件總生產數量負責；另外需要解決施工現場的各項技術問題，牽頭進行專業技術培訓，隨時抽查現場施工情況，對是否按既定方案施工進行實時監測。商務系統（物資部）則需要將確認完畢的總生產計劃及工程部進場計劃下發構件廠，約束構件廠生產數量及完成時間。商務系統是項目對構件廠下達構件生產、運輸等指令的唯一出口，需要對所有進出的預制構件負責。

4.2 現場安裝質量把控

預制構件現場安裝質量把控關鍵點主要在于構件吊裝時的精度質量控制以及灌漿封堵時的質量控制。在吊裝過程中，構件從起吊開始便要注意起吊時的吊裝質量，以免發生磕碰而損壞構件；在落鉤就位時，需要專業吊裝工人配合微調，精準地將構件落在控制線范圍內，隨后進行支撐搭設，水平垂直度調整工作，以保證裝配式結構的精度質量。吊裝部分完成后經過相應的檢查記錄后，便可進行灌漿封堵作業的準備工作，包括清理插筋表面浮漿、灌漿料攪拌等，重點需要關注灌漿料的水灰比、攪拌時間（從加水攪拌到灌漿完成不宜超過 30 min），必須保證每一個灌漿套筒充分灌滿密實，不得出現漏灌、錯灌現象，必須對每一個灌漿的節點進行記錄跟蹤質量把控（見圖6）。

圖6 構件安裝及灌漿

套筒灌漿檢測方法：目前，上海行業內提出了幾種套筒灌漿飽和的檢測方法，基本分為 3 大類。

1）預埋檢測方法：預埋傳感器法、預埋鋼絲拉拔法等。

2）無損檢測方法：超聲波、沖擊回波、X射線、工業CT等。

3）局部破損檢測方法：鉆芯法（完全破損）。

套筒灌漿檢測方法不是常用技術手段，可以用于質量抽檢環節。保證灌漿質量主要依靠嚴格執行操作流程、落實精細化管理。

4.3 成品保護

成品保護作為質量管理體系的最后一個環節，仍然不可忽視。預制構件由于工廠預制過程較為嚴格，如施工完畢后發生二次磕碰，現場很難修補到位，此外多數預制構件存在預留預埋管線接口、外飾面石材等較為容易產生損傷的位置。因此，施工完畢后預制現場應該及時清理安裝設備及支撐設備等，做好預留預埋接口保護等工作。以預制樓梯、預制掛板構件為例，成品保護措施如圖7所示。

圖7 樓梯保護及外掛板保護

5 結 語

基于裝配式建筑質量管控要點的梳理與解析，并針對工程實際質量保障措施進行總結，實現了裝配式建筑施工全過程的質量管理體系建立。但是由于目前國內裝配式建筑在住宅中應用比較廣泛，在公建、廠房、體育場館類建筑中的應用還未形成規模化，其質量管控重點還處于“個性化”狀態，質量管理體系還需要大量工程實踐進行完善。