預制構件安裝尺寸偏差分析與控制

楊建中，趙本省，李 楠

(鄭州大學土木工程學院，河南 鄭州 450001)

0 引言

裝配式建筑因具有施工效率高、環境污染小、信息化程度高等優點得到廣泛關注，火神山、雷神山醫院均大面積采用了裝配式建造技術，保證了工程高質快速交付。精細化施工管理是裝配式建筑區別于現澆建筑的重要因素，是推動裝配式建筑高質量快速發展的關鍵要素。構件安裝尺寸偏差在很大程度上影響了裝配式建筑精細化施工管理效果，偏差控制過嚴會導致成本增加、工期延長等，偏差控制過松會影響工程質量及結構安全。因此，合理控制施工過程中的構件安裝尺寸偏差尤為重要。

裝配式建筑核心技術是部品構件的連接，主要分為豎向構件連接、豎向構件與水平構件連接、水平構件連接等。豎向構件與水平構件連接及水平構件連接方式為搭接和機械連接，施工質量較易控制，不易造成誤差積累。對于豎向構件尤其是預制墻的連接，由于構件自重大、涉及關鍵點多，易造成誤差傳遞。因此，本文結合具體工程項目，對豎向預制墻板安裝尺寸偏差進行測量，統計分析安裝尺寸偏差規律，對不同指標進行非線性擬合，為施工精細化管理提供參考。

1 工程概況

某公寓總建筑面積217 323.72m2，為裝配整體式剪力墻結構，由12棟主樓及2層地下車庫組成。1，2，3，6號樓為一期開發工程，5～17層為裝配層，每層設置13塊預制外掛墻板、4塊內隔墻板、54塊外墻板，外墻采用玻璃纖維網格布外刷涂料裝飾設計，豎向構件采用斜支撐臨時固定，并采用套筒灌漿進行永久連接，吊裝作業由專業隊伍完成。預制墻板分布如圖1所示，尺寸、質量如表1所示，其中，WH101，WH108，WH110，WH112，WH117，WH121，WH126，WH128，WH130，WH132，WH137，WH141，WH166為預制外掛墻板，NV101，NV102，NV103，NV104為內隔墻板，其余均為外墻板，預制墻板高度均為2 915mm。

圖1 預制墻板分布

表1 預制墻板尺寸與質量

2 偏差統計方案

2.1 統計依據

對1，2，3，6號樓5～9層預制墻板安裝尺寸偏差進行測量，為充分反映預制墻板之間、預制墻板與現澆部分的共同作用，除受現場條件限制無法測量外，進行全數統計。統計依據為GB/T 51231—2016《裝配式混凝土建筑技術標準》有關要求，如表2所示。

2.2 測量方法

結合日常驗收工作，制定各偏差指標測點頻數，如表3所示。

表3 偏差指標測點頻數

為統一測量標準，假設構件自身尺寸無偏差，具體測量方法如下。

1)構件中心線對軸線位置偏差

構件長度方向兩端各設置1個測點，使用卷尺測量構件邊緣到300mm控制線的距離，所測距離與300mm差的絕對值的最大值即為構件中心線對軸線位置偏差。預制外掛墻板由于未設置200mm厚混凝土內葉墻板，所測距離與500mm差的絕對值的最大值即為構件中心線對軸線位置偏差。

2)構件標高偏差

構件長度方向兩端各設置1個測點，使用卷尺測量底板到1 080.000mm標高控制線的距離，所測距離與1 080.000mm差的絕對值的最大值即為構件標高偏差。

3)構件垂直度偏差

構件長度方向兩端各設置1個測點，使用2m靠尺測量構件垂直度，所測最大值即為構件垂直度偏差。

4)相鄰構件平整度偏差

對于構件高度方向，上、下部分各目測1處偏差明顯偏大位置作為2個測點，使用2m靠尺結合0.2mm精度塞尺量測左右相鄰構件平整度，所測最大值即為左右相鄰構件平整度偏差；對于構件長度方向，左、右部分各目測1處偏差明顯偏大位置作為2個測點，受外掛架平臺限制，使用1m靠尺結合0.2mm精度塞尺量測上下相鄰構件平整度，所測最大值即為上下相鄰構件平整度偏差。

5)墻板接縫寬度偏差

對于構件高度方向，上、下部分各目測1處偏差明顯偏大位置作為2個測點，使用游標卡尺深入墻板縫隙中量測寬度，所測值與20mm差的絕對值的最大值即為墻板接縫寬度偏差。

3 統計結果分析與偏差控制措施

3.1 構件中心線對軸線位置偏差

1)結果分析

每棟樓均統計5層構件中心線對軸線位置偏差，包括260塊預制外掛墻板、80塊內隔墻板、1 080塊外墻板，共1 420個數據。由于預制外掛墻板屬于輕質構件，內隔墻板、外墻板屬于較重構件，因此分別統計，結果如圖2所示。由圖2可知，預制外掛墻板、內隔墻板和外墻板中心線對軸線位置偏差均近似服從正態分布。預制外掛墻板合格率為82.3%，內隔墻板和外墻板合格率為85.8%。預制外掛墻板合格率較低，這是由于預制外掛墻板未設置內葉墻板、質輕且無法通過斜支撐與底板相連，導致固定不牢。共有91塊內隔墻板、外墻板中心線對軸線位置偏差>10mm，主要分布在轉換層，這是由于定位插筋在混凝土澆筑過程中發生移動，引起上部構件安裝不對位。

圖2 構件中心線對軸線位置偏差直方圖與擬合曲線

2)偏差控制

水平構件混凝土澆筑前，采用定位架或格柵網對預留豎向插筋進行限位；水平構件混凝土澆筑過程中，避免振搗棒觸碰預留豎向插筋；水平構件混凝土澆筑完成后，再次復核預留豎向插筋中心線位置，避免插筋移位造成安裝尺寸偏差或安裝困難；吊裝前復核定位控制線，避免因控制線誤差造成的安裝尺寸偏差；豎向構件吊裝就位后，均勻調節左右斜支撐，斜支撐調節完成后鎖止，避免因斜支撐轉動造成豎向構件移位；采用鋼連接件、螺栓將預制外掛墻板與外墻板相連，避免預制外掛墻板移位。

3.2 構件標高偏差

1)結果分析

80塊內隔墻板、1 080塊外墻板標高偏差統計結果如圖3所示。由圖3可知，構件標高偏差近似服從正態分布，合格率較低，為77.3%。這是因為下部底板澆筑時遺留混凝土殘渣，未及時清除；斜支撐調節不均勻，造成左右受力不均；后續施工尤其是搭設頂板獨立支撐時，人為踩踏斜支撐。

圖3 構件標高偏差直方圖與擬合曲線

2)偏差控制

做好施工條件驗收，吊裝前復核底板標高，避免底板標高異常造成安裝尺寸偏差；座漿前剔鑿底板混凝土殘渣，避免因混凝土松動造成上部預制構件沉降，從而避免引起構件標高偏差；采用鋼墊片對底板進行精確找平，并通過測量儀器復核，使用激光儀投射1條標高為1 080.000mm的激光線到墻板內表面，均勻調節斜支撐，使墻板內表面1 080.000mm標高控制線與激光線重合，保證構件標高一致。特殊情況下，如果墻板左側低于控制標高5mm，右側高于控制標高5mm，單側標高差雖符合規范要求，但標高相對偏差為10mm，使墻板底部受力面積減小，造成構件損壞，建議增設側向垂直度作為標高偏差指標：

Ф=(a+b)/L

式中：a，b分別為左、右實測標高線與1 080.000mm標高控制線的距離；L為構件長度。

為保證施工質量，結合本項目實際情況，取a，b均為2.5mm，L為3m，計算得到側向垂直度允許偏差為1.67×10-3。

3.3 構件垂直度偏差

1)結果分析

80塊內隔墻板、1 080塊外墻板垂直度偏差統計結果如圖4所示，本項目構件長度均<6m，因此垂直度偏差允許值為5mm。由圖4可知，構件垂直度偏差近似服從正態分布，合格率較高，為95.2%。這主要因為驗收時對垂直度較重視，且垂直度便于量測。14塊垂直度偏差為7～8mm墻板是架體搭設完成后復測的，架體搭設時人為踩踏斜支撐造成構件傾斜。

圖4 構件垂直度偏差直方圖與擬合曲線

2)偏差控制

構件安裝完成后，加強成品保護，嚴禁踩踏斜支撐；構件臨時固定結束后及時拆除斜支撐，方便后續工序施工。

3.4 相鄰構件平整度偏差

1)結果分析

769塊水平相鄰構件、760塊豎直相鄰構件平整度統計結果如圖5所示。由圖5可知，相鄰構件平整度偏差近似服從正態分布，水平、豎直相鄰構件平整度合格率均較低，分別為80.6%，67.0%。這是因為預留豎向插筋移位，上部構件位置隨之變化；與現澆部分接觸的位置下部脹模；混凝土澆筑時振搗棒觸碰預留豎向插筋，使構件移位。豎直相鄰構件平整度合格率較低，這是因為預制墻板底部角鋼強度不夠，造成根基不牢。

圖5 相鄰構件平整度偏差直方圖與擬合曲線

2)偏差控制

水平構件混凝土澆筑前，采用定位架或格柵網對預留插筋進行限位；混凝土澆筑過程中，避免振搗棒觸碰預留插筋；混凝土澆筑完成后，復核預留插筋中心線位置，避免插筋移位造成安裝尺寸偏差；墻體后澆區域下部模板設置加強箍，避免因下部脹模造成預制部分與現澆部分連接處錯臺，同時，避免因振搗棒觸碰或其他施工荷載造成的構件移位，進而避免增大錯臺量。

3.5 墻板接縫寬度偏差

1)結果分析

僅測量預制外墻接縫寬度偏差，722個豎直接縫寬度偏差統計結果如圖6所示。由圖6可知，接縫寬度偏差近似服從正態分布，合格率較低，為64.5%。這是因為套筒最小內徑與預留插筋直徑的差值為10mm，極限條件下接縫最大寬度偏差可達20mm；構件放置不平，造成接縫寬度上下不一。

圖6 墻板接縫寬度偏差直方圖與擬合曲線

2)偏差控制

構件定位軸線邊緣設置臨時定位卡具，保證構件準確放至軸線內；根據底板平整度調整兩端鋼墊片數量，確保兩端鋼墊片處于同一水平面上；座漿料鋪墊厚度均勻，避免水平接縫寬度出現內側較小、外側較大或內側較大、外側較小的現象；左右斜支撐均勻調節、協調一致，避免豎直接縫寬度出現上部較小、下部較大或上部較大、下部較小的現象。

4 偏差指標合格率統計

依據實測數據及有關規范的規定，統計偏差指標合格率，如表4所示。由表4可知，構件標高、豎直相鄰構件平整度、墻板接縫寬度實測合格率均<80%，實際施工過程中應加強對該類偏差指標的控制，采取完善的預控措施，重點進行質量驗收與把控。

表4 偏差指標合格率

5 結語

對某裝配整體式剪力墻結構公寓預制墻板安裝偏差指標進行統計分析，預制墻板中心線對軸線位置、標高、垂直度、相鄰構件平整度、墻板接縫寬度偏差均近似服從正態分布，內隔墻板和外墻板標高、豎直相鄰構件平整度、墻板接縫寬度合格率分別為77.3%，67.0%，64.5%，均<80%，實際施工過程中應加強對該類偏差指標的控制，采取完善的預控措施。預制外掛墻板中心線對軸線位置、內隔墻板和外墻板中心線對軸線位置、內隔墻板和外墻板垂直度、水平相鄰構件平整度合格率分別為82.3%，85.8%，95.2%，80.6%，均>80%，安裝質量較好。本次統計分析僅針對預制墻板開展，后期將對預制疊合板、預制樓梯安裝偏差進行研究。