褚如壯
(遠大住宅工業(杭州)有限公司,浙江 杭州 31000)
裝配式建筑和建筑工業化成為當前建筑行業的重點研究對象之一。2016 年全國住房城鄉建設工作會議當中,也明確提出要積極推進發展裝配式建筑,要求各地研究裝配式建筑發展規劃,并推進產業基地建設。由此可知,我國的裝備式建筑發展已進入了一個全新的時期,無論從質量角度還是經濟角度都具備發展優勢,不僅能夠提升勞動生產效率,同時還能避免傳統施工的一些質量通病。
對于現代裝配式建筑來說,預制構件是非常重要的,零部件直接決定著建筑的整體質量安全,因此在深化設計階段,就要綜合考慮到建筑在結構和機電等各個專業方面的實際需要,滿足后期的生產、安裝等各個施工階段要求。本文研究重點探討裝配式混凝土構件質量控制方案,為促進我國建筑行業的深度發展提供參考。
由《裝配式混凝土結構技術規程》等相關行業標準可知,裝配式混凝土結構指的是由混凝土預制構件所組成的結構類型,按照連接方式的不同,劃分為裝配整體式混凝土結構和全裝配混凝土結構等。其中,裝配整體式混凝土結構在工廠內就可以完成預制構件制作,然后從工廠輸送到施工現場,再通過與現澆混凝土或水泥基灌漿料配合,形成建筑的整體結構,結合了現澆和預制裝配式的共同優勢,具有良好的抗震性能和整體性能。裝配式混凝土建筑作為當前普遍選擇的一種新型建造方式,比傳統的現澆建筑具有更加明顯的優勢,具體來說,可以縮短工期、減少材料消耗、保障勞動生產效率、改善勞動環境等,已經成為我國綠色建筑發展的主要方向,是我國建筑工業化的主流形式之一。
預制構件的種類包括結合預制樓板、預制柱外掛墻板等不同類型,其結構非常靈活,使用范圍廣泛,工業化程度較高,具有較大的剛度和較強的抗震能力。通過標準化設計和裝配化施工模式,改變了傳統建筑業生產體系,并全方位提升了建筑品質,完成了低碳環保和可持續發展的綠色建造[1]。
質量管理和質量評價是質量控制要求當中的核心組成部分,裝配式混凝土建筑建造質量管理工作,基于質量改進的思想和工業化的整體建造特征,完成全方位和全過程的動態質量控制,從單向的目標轉向整體目標,從局部控制走向系統化監管[2]。
具體來說,裝配式混凝土生產制造階段,主要包括預制混凝土構件的生產、質量控制和運輸管理控制等相關工作;在裝配施工階段,則包含現場組裝或現場連接的結構管理。建造過程中的不同階段,有著不同類型的質量目標,這些目標共同構成了整體的建造質量系統和裝配式混凝土構件的總體質量要求。不同的主體會負責不同建造過程的技術要素,例如預制構件單位會負責預制構件的生產制造,讓其符合標準規范,而施工單位則負責構件安裝與連接,確保整個裝配施工的整體結構安全穩定[3]。
預制構件在制作和裝配過程中,對于機械化安裝精度要求較高,所以裝配式工程質量在總體上比傳統建造方式更加穩定,但從實際實施過程來看,仍然存在一些工程質量問題,影響構件的正常使用。裝配式建筑質量問題可分為幾個方面:設計質量問題;原材料質量問題;構件安裝施工質量問題。
(1)設計質量問題,主要體現在構件連接設計和預埋件設計等方面,一般情況下,構件連接方式包括鋼筋套筒連接或鋼筋漿錨搭接兩種方式,如果在設計階段沒有明確構件連接方式的選擇要求,就會導致連接質量缺陷。另外,如果預埋件在設計時未能評估施工環節的實際需求,該區域的混凝土工程質量就難以有效保障,整體結構性能會因此受到影響。
(2)在原材料質量方面,所選擇的各類施工材料在質量方面如果存在缺陷,必然影響到結構的耐久性,并導致潛在的安全事故,例如套筒、灌漿料、建筑密封膠等,都會影響結構的外觀和后續的使用功能。
(3)安裝施工質量問題,涉及到具體的施工流程。例如連接鋼筋位置要求較高,但這一過程也是最容易產生質量問題的部分。通常情況下,鋼筋在經過簡單處理之后,能夠插進孔洞,如果有較大偏移時,就需要利用氣焊加熱或重新埋筋改變鋼筋的力學性能。在套筒和漿錨連接方面,灌漿料的飽和程度與套筒預埋孔洞設計之間存在密切關聯。預埋管線和其他管線的生產制作過程中,要考慮到混凝土澆筑環節是否有管線堵塞問題,引起現場穿線困難。后澆混凝土位置鋼筋如果不符合設計要求,也會讓后澆部位的混凝土產生質量缺陷,影響到結構的耐久性。
針對構件常見的質量問題和構件質量影響因素,設計了質量控制的思維導圖(見圖1),明確影響質量的所有可能原因。
圖1 裝配式混凝土結構質量思維導圖
從該圖可以看出,在裝配式混凝土結構的設計階段、制作階段和安裝驗收階段等多個環節,都有可能產生質量缺陷,這些因素也包括人員因素、設備因素、技術標準因素等。
(1)從人員角度來看,由于裝配式結構設計對于技術層面的要求較高,所以制作人員和安裝施工人員應得到專業的技術培訓,才能滿足施工階段的質量要求。另外,監理人員要負責對施工階段進行全方位管控,避免可能存在的技術缺陷。
(2)在設備使用方面,預制裝配式結構作為現代建筑工業化的主要結構形式,各類配套技術和裝備配置,對工程質量具有非常重要的影響,生產制作設備、安裝設備、檢測檢驗設備等,都應該符合相應的技術要求。
(3)從技術標準來看,混凝土裝配式構件需要滿足工程施工質量驗收規范和國家標準,在技術規程上滿足實際的工程需要。
(4)某些特殊情況下,管理方法也會影響到裝配式混凝土建筑的構件質量,例如構件生產工廠,在預制構件生產過程當中的全方位管控,能夠明確前期的質量工作要求,而后期的管理則主要圍繞現場施工和竣工驗收階段的監理環節所展開。
生產質量監控體系的作用在于對質量需求展開綜合評估,構建一個科學合理和系統化的評價指標體系,是開展裝配式混凝土建筑建造質量評價的基礎性內容。對于不同的評價對象,要從不同的角度出發確定差異化的指標體系,如果指標選擇過多會導致很多重復指標的產生,對評價結果產生不利影響;選擇指標過少又會影響到結果的代表性和說服力。整個質量監控體系應秉承全面性原則,讓設計指標體系全方位反映預制構件生產和施工等過程的特征,采取定性評價和定量評價相結合的原則,讓部分指標要素進行量化。特殊的指標選擇和體系構建則需結合定量測算,反映建筑建造的整體質量動態變化。例如,可以將建造階段劃分為生產階段、裝配階段、驗收階段等不同維度,形成建造質量評價系統,確保指標體系的科學性和邏輯性。
構件制作的質量控制要點包含模具組裝控制、鋼筋制作、套筒安裝、預埋件設計等不同模塊,對此需要做好混凝土澆筑環節的質量控制以及構件的成品保護。
對混凝土澆筑質量的控制而言,在完成整個施工階段之后的要點在于養護和脫模,構件混凝土強度達到規范設計要求和脫模強度時進行模板拆除,拆除之前先檢查模板連接件和混凝土之間是否保持連接,確認模板和構件完全無連接時進行拆模。構件出廠裝車之前,要對出?;炷翉姸取㈩A制板的長寬高以及對角線差等多個參數進行監控。在這一方面,可以參考國內外的一些實際建筑案例,從框架結構當中評估支撐體系設計、疊合板設計、疊合梁設計、梁柱節點設計等方面的技術標準,做好相應的建造質量評價,確定后續工程環節的質量控制實踐方案。
構件在現場安裝和使用之前,要對外觀和材料實體進行檢查,尤其是某些具有重要裝飾功能的混凝土構件表面是否有缺陷。不同的項目有著不同的檢查內容,例如預留鋼筋主要檢查的是鋼筋的類型與鋼筋直徑。預埋套筒的檢查內容是數量、位置以及是否有異物,其他預埋件的檢查主要包括位置以及錨固狀況。
裝配式結構可被視為是一項分項工程,對質量影響較大的構件,要做好安裝質量檢查。具體的驗收內容包括原材料驗收、構件進場驗收、安裝過程驗收以及結構分項工程驗收,實體檢驗部分則按照質量驗收規范,對預制構件現澆結合部分開展相應的檢測,例如混凝土就可以在施工現場制作同等條件的養護試塊和回彈檢測,必要時進行鉆芯取樣。綜合來看,工程結構的各類實體部分都和工程質量之間有著密切關聯,特別是工程的關鍵結構部分,要經過監理人員的檢驗和驗收之后,選擇具有資質的實驗檢測機構完成最終檢測。
對于分項工程質量,則按照相應的驗收標準來評估所有的質量控制資料,涉及到外觀和尺寸方面的內容,可按照現行的國家標準進行評價,例如對于預制樓梯的檢測主要包含承載力等。
裝配式建筑的發展,是建筑工業化和現代社會產業化的必經之路,對于促進我國傳統建筑行業的轉型升級意義顯著。在明確裝配式混凝土建筑的概念與結構類型前提下,需要結合構件技術特點確定質量管理和質量評價等多個方面的工作要求,必要時通過現場取樣和驗證手段來展開質量控制。一方面推動裝配式建筑的深度發展與項目質量管理水平的提升,另一方面將各類管理理論落實到生產施工一體化管理的實踐階段。