裝配式建筑施工混凝土質量管控探究

摘 要：隨著建筑行業的不斷發展，當前建筑工程技術已經取得了不小的突破，越來越豐富的建筑形式不斷出現在大眾面前，給大眾選擇帶來諸多余地。裝配式建筑作為眾多建筑結構中的一種，此種建筑可以通過提前預制好的各種工廠化、標準化的預制配件，實現后期的快速組裝施工，大大突破了傳統建筑工程禁錮，更進一步提升了建筑工程整體施工質量，為建筑工程企業帶來了新的發展方向，為建筑工程企業經濟實力增強提供了新的契機。但，隨著裝配式建筑不斷發展的同時，對于裝配式質量問題的研討也越來越深入，工程企業若想真正在裝配式建筑領域取得不錯的成績，或者說建筑工程企業若想通過裝配式建筑獲得巨大的競爭優勢，就不得不注重裝配式建筑施工的每一個細節，真正依靠優化施工細節提升裝配式建筑整體質量。混凝土構件作為裝配式建筑主要組成部分，其質量高低無疑會對裝配式建筑整體質量產生決定性影響，故相關工程企業必須注重混凝土構件質量問題。本文結合實際案例分析裝配式建筑混凝土構件質量管控，希望可以起到一定幫助作用。

關鍵詞：建筑;裝配式;混凝土;施工;質量管控

裝配式混凝土建筑與傳統的混凝土現澆建筑相比具有自身的特點，其可以通過提前制作好的混凝土預制件實現對建筑工程施工流程調整，使得建筑施工流程更加流暢。且裝配式建筑在混凝土主體結構連接處理上運用裝配化施工取代原本的現澆疊合層方式，形成傳力機制滿足建筑主體結構變形與承載力要求，提升建筑工程施工水平，減少環境污染，促進工程企業整體效益地提升。

一、裝配式混凝土建筑概念及結構類型分析

1.1概念分析

裝配式混凝土建筑依據JGJ1-2014（《裝配式混凝土結構技術規程》）中關于其的定義，主要指由混凝土預制構件通過十分可靠連接方式進行裝配而建設成的混凝土建筑，其中混凝土預制構件也被簡稱為PC（Precast Components）[1]。一般習慣性根據連接方式不同將裝配式混凝土建筑分為全裝配、整體式兩大類混凝土裝配式建筑，當前整體式混凝土建筑應用更為廣泛。整體式混凝土建筑結構充分結合了預制裝配式和現澆整體式建筑優勢，相對抗震性與整體性比較好，適用于公共建筑、住宅建筑等。

與傳統的現澆混凝土建筑相比裝配式建筑具有如下優勢：（1）施工工期更短。傳統現澆混凝土施工需要按照混凝土具體施工工藝程序進行，在混凝土沒有達到每一個步驟所需要的具體質量要求之前工程無法繼續向前推進，故施工周期相對較長。裝配式混凝土建筑施工過程中采用的主要為混凝土預制構件，節省了每一個步驟等待時間，可以使得整個建筑工程施工環節銜接性更好，大大縮短施工工期。（2）生產效率高。混凝土預制構件可以進行工業化、流程化生產減少施工中材料損耗，同時提升勞動生產效率。（3）“兩提兩減”與“四節一環保”效果更好。其中“兩提兩減”主要指裝配式混凝土建筑施工可以降低污染、減少能耗、提高效率、提高質量，“四節一環保”主要指裝配式混凝土建筑施工可以實現環境保護、節材、節能、節地、節水，滿足當前建筑行業綠色發展需要[2]。

1.2整體式混凝土建筑結構分類分析

整體式混凝土建筑作為裝配式混凝土建筑的主要類型之一，其還可分成諸多結構類型，充分滿足了大眾對裝配式建筑的需求，為裝配式建筑未來發展提供了強大助力。通常依據結構不同可以將裝配整體式混凝土建筑分為剪力墻結構、框架結構、框架-剪力墻結構三種，相關企業可以依據用戶需求或者實際建筑建設要求適當選擇相應的結構類型，確保建筑工程質量。從上述裝配式混凝土建筑的概念中不難看出該建筑的兩大核心要素是連接方式與混凝土預制構件，一般不同的裝配整體式混凝土建筑結構類型不同所采用的混凝土預制構件也有所差別，因此當前市面上混凝土預制構件的類型十分多樣。

常見的混凝土預制構件包括PC柱、PC樓梯、PC疊合板、PC板墻等。與預制混凝土建筑構件相比連接方式相對要少一些，常見的預制混凝土建筑結構連接方式主要有主體結構與外圍護結構間的連接、預制構件相互之間連接、“三明治”夾心保溫墻外頁與內頁之間的連接等，需要注意預制混凝土建筑結構連接還包括連接部位連接之外的鋼筋連接和后澆混凝土連接等[3]。其中鋼筋連接的方式囊括了焊接、漿錨連接、螺栓連接等多種形式。另外，不同的裝配整體式混凝土建筑結構所需要的混凝土預制構件與結構連接方式不同。以剪力墻結構裝配整體式建筑為例，其需要的預制構件種類包括PC疊合梁、戶隔墻、預制剪力墻、PC外掛墻板、空調板、PC疊合板等，剪力墻結構在施工過程中施工人員必須要確保各個構件標高，采用鋼筋套筒或漿錨搭接等技術進行豎向連接，利用后澆混凝土方式進行水平節點部位的連接，這種結構裝配式建筑整體施工難度較小、施工成本較低，大多應用于高層公寓及住宅工程之中。

二、裝配式混凝土建筑技術特點

2.1設計標準化與生產工業化

裝配式混凝土建筑技術具有設計標準化與生產工業化特征。首先，裝配式混凝土建筑具有設計標準化的特征，該種建筑在機電、結構等方面都是在同時進行的，為一體化設計，使得整個建筑工程設計過程中更加細致化、深入化。相關設計人員需要嚴格按照裝配式混凝土建筑最終需求，參考相關國家標準與合同標準，按照一定的模數標準對設計進行科學拆分，形成具備一定固定特征的系列化、標準化建筑部件與部品等。這種標準化設計方式提升了房屋建筑設計效率與質量，促進了規模化生產，更為有效實現建筑工程成本控制。其次，裝配式混凝土建筑具有生產工廠化特征，由于已經有了標準化設計，按照相應的標準可以實現混凝土預制構件的批量生產。一般混凝土預制構件工業生產流程為清理安裝模具—加工及綁扎鋼筋—拌制好的混凝土入模—振搗混凝土—預制構件養護。通過標準系統的混凝土預制構件生產程序，有效提升混凝土預制構件質量，確保混凝土預制構件尺寸與設計尺寸一致。

2.2施工裝配化與裝修一體化

裝配式混凝土建筑具有施工裝配化、裝修一體化特點，使得整體建筑品質得到了進一步提升。首先，施工裝配化。施工裝配化主要指此種建筑結構在施工過程中以安裝為主，相關技術人員采用機械吊裝就位，之后通過后澆混凝土、注漿錨固、鋼筋套筒等方式將已經就位的預制構件連接為一個整體，一改傳統混凝土現澆施工方式。此種施工方式施工中涉及到的混凝土濕作業量少，使得現場施工量減少，減少了工作人員數量，有效降低施工人力成本。同時，機械化安裝作業有利于縮短施工工期，提升施工效率[4]。且，由于這種裝配化的施工方式，施工過程中施工現場的顆粒、粉塵、有害氣體量有效降低，促進了綠色建筑的普及與發展。其次，裝修一體化。傳統混凝土預制構件裝修技術大多數采用后貼掛石材、瓷磚、GRC、玻璃瓦等裝飾方式對建筑進行裝飾。而裝配整體式建筑大多采用裝修一體化技術，此種方式與傳統方式本質區別在于裝修裝飾材料是同混凝土預制構件一同生產的，在工廠一次成型，然后將預制構件運送到施工現場進行施工。裝修一體化技術可以將混凝土預制構件生產與構建裝修裝飾兩者相結合，使得裝修環節也在工廠完成，既能夠減少施工現場裝修所占用的空間，又能夠減少運輸裝修裝飾耗材費用。

2.3應用智能化與管理信息化

裝配式混凝土建筑還具有應用智能化與管理信息化的特征，使得裝配式建筑整體質量進一步得到升華。首先，裝配式混凝土建筑技術應用智能化。在運用裝配式建筑相關技術時，相關工程企業可以充分運用大數據、云計算、BIM、物聯網、移動互聯網、人工智能等信息技術，將這些技術充分融入到混凝土預制構件的運輸、生產、安裝等全過程之中，實現網絡化、智能化、數字化、精細化等建筑建設工程全程質量管控等，提升整體建筑的舒適、便利、環保、安全性能等。其次，管理信息化。在裝配式混凝土建筑整個建設周期內，相關工程企業可以充分利用BIM等信息化技術，實現對裝配式建筑設計、混凝土預制構件生產、混凝土預制構運輸、建筑工程施工、建筑運維、建筑管理等全生命周期的數據信息共享與數據信息協調應用，實現裝配式建筑建設全周期的信息化管控。相關建筑工程企業通過信息化管控可以及時對混凝土構件等實時跟蹤，實現裝配式混凝土建筑項目質量、成本、進度等全方位動態監控，提升工程整體管控水平，促進工程質量提升[5]。

三、裝配式混凝土建筑混凝土質量管控策略——以裝配式建筑混凝土預制構件制作質量控制為例

3.1工程概況

某建筑實驗樓（工業化）項目，175.06m2總建筑面積，50年使用年限，7.5m，建筑高度，建筑為2層，此2層為在22層高層建筑中抽取的兩層結構進行建設，戶型為經典戶型，8度抗震防烈度，結構類型為剪力墻鋼筋混凝土裝配整體式結構。整個項目建設過程中采用裝配式設計，運用混凝土構件制造、混凝土預制構件儲運、混凝土預制構裝配等基本流程進行建設。為了可以更為細致分析該工程混凝土質量管控策略，選擇混凝土構件制造這一重要環節進行分析。又因為該工程中所涉及到得混凝土預制構件類型較多，選取混凝土夾心保溫外墻板預制件（下文簡稱為夾心保溫板）質量控制進行裝配式混凝土建筑混凝土質量控制分析。

3.2夾心保溫板制作質量控制總體策略制定

相關企業根據該工程的具體情況制定了的相應的夾心保溫板制作質量控制策略，制定的策略主要為質量屋瀑布式管控策略。質量屋瀑布式主要指將夾心保溫板制作的全過程質量以質量屋矩陣的方式將整個夾心保溫板制作過程中每一步的質量需求按照生產順序進行展開，將每一步的混凝土預制板制作技術需求轉換為分層需求、關鍵工藝特性、關鍵工序、關鍵零件特性、質量控制相關參數等。在整個技術質量需求展開過程中，混凝土預制件生產過程中上一步的輸出結果成為下一步的輸入，形成一個類似于瀑布式的技術質量分解過程，通過此種方式構建混凝土預制構件質量屋，實現對混凝土預制構件生產全過程的質量管控，有效保證預制件質量符合該工程標準需求[6]。

3.3夾心保溫板制作質量管控策略

3.3.1構建夾心保溫板零部件質量屋

夾心保溫板也被稱之為三明治墻板，主要起著保溫、承重、防火、防水、圍護等功能，屬于該建筑工程中主要的混凝土預制構件。其主要構成零部件包括鋼筋、混凝土、預埋件、保溫板、連接件等五個組成部分。其中不同的零部件屬性不同：（1）鋼筋屬性包括尺寸、力學性能、保護層厚度;（2）混凝土屬性包括尺寸、強度、結合面、外觀;（3）預埋件屬性包括位置、規格型號;（4）保溫板屬性包括阻燃性、保溫性;（5）連接件屬性包括導熱系數、材料、位置。

該實驗樓項目的夾心保溫包括外葉墻、內葉墻、保溫板，主題裝飾外形為凹紋造型，其中外葉墻尺寸為2760mm（寬）×3310mm（高）×60mm（厚），內葉墻尺寸為3000mm（寬）×3190mm（高）×200mm（厚），預埋件包括12個灌漿套筒（D=34mmL=140mm）、4個M 16脫模吊環、PVC管線（φ20）為5200 mm、2個線盒、2個M 25整向吊環。然后將夾心保溫板零部件作為質量屋的天花板，將預夾心保溫板技術特性作為質量屋的左墻，形成夾心保溫板零部件質量屋。

根據該工程實際情況，為了便于質量管控選擇使用二維關系矩陣，對夾心保溫板零部件與技術特性之間的相互關系進行評估，如果關系比較強的化使用“◎”符號表示，如果關系比較中等的采用“○”表示，如果兩者關系十分弱使用“△”表示，無關系則使用空白表示，然后不同關系強度表示的分數不同“◎”=5分，“○”=3分，“△”=1分，空白=0分，通過這種打分量化方式準確掌握夾心保溫板零部件之間的重要程度，并根據零部件重要程度進行排序。

經過質量屋分析，夾心保溫板預埋件位置和規格型號重要程度比較高，這是因為預埋件的位置和型號準確度直接影響后期預制件存放運輸與預制件的安裝施工，因此在質量控制中必須嚴格控制預埋件質量，確保預埋件質量無偏差[7]。

3.3.2構建夾心保溫板制作工藝質量屋

在完成相應的夾心保溫板零設計之后，需要對其制作工藝進行控制，以確保其工藝質量滿足夾心保溫板最終質量需求，為后期整體建筑質量提供有力保證。由于夾心保溫板零制作工藝的矩陣輸入主要來自于零件規劃矩陣質量屋最終選擇的具體制作工藝要求與零部件。工藝要求與零部件很大程度上影響著最終夾心保溫板是否合理，而想要確保夾心保溫板制作滿足相應工藝需求就必須對夾心保溫板制作的每一個工藝步驟進行分析，以確定具體的夾心保溫板工藝矩陣科學合理。

首先，明確工藝方案。根據所選擇的夾心保溫板零制作工藝方案，尋找到其中的關鍵工藝特征及關鍵工藝步驟。在該工程中選擇使用凹紋裝飾夾心保溫板，其生產工藝為反打工藝成型。其次，規劃零部件工藝。按照夾心保溫板零制作工藝流程，確定工藝矩陣，并將零部件特性作為質量屋的輸入形成質量屋的天花板，與之前夾心保溫板零部件質量屋構建相同，由專家對夾心保溫板零制作工藝重要度進行打分，最終形成工藝規劃質量屋，得出在工藝規劃質量屋制作過程中生產工藝的重要程度排序。

通過質量屋計算得出生產工藝的平均重要程度為30.8923，因此生產工藝重要度在30.8923及以上的屬于關鍵性工藝步驟。該夾心保溫板零制作過程中關鍵工藝包括檢驗混凝土原材料、澆筑前檢查、鋼筋骨架綁扎、進廠模具檢驗、預埋件安裝、混凝土制備、加工鋼筋半成品等，相關企業需要做好這些環節質量管控工作[8]。

結束語

裝配式建筑施工混凝土質量管控策略有很多，相關企業一定要在全面掌握裝配式混凝土建筑相關技術特點基礎上，結合具體工程實際情況，制定完善裝配式建筑施工混凝土質量管控體系，可以運用質量屋混凝土管控策略，全面促進裝配式混凝土建筑質量有效提升。

參考文獻

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作者簡介：荊鑫（1986.06.01），男，漢族，北京，施工員/助理工程師，本科學歷，北京建工一建工程建設有限公司。