裝配式混凝土建筑施工質量風險及控制要點研究

孫宏明，張狄龍

（中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

由于建筑業對綠色節能建筑理念的倡導和國家產業結構調整，裝配式混凝土建筑因具有綠色環保、節約工期、提高生產效率、節約能源的優點而受到廣泛關注。2016 年 9 月，國務院發布《關于大力發展裝配式混凝土建筑的指導意見》（國辦發〔2016〕71 號），提出“力爭用 10 年左右的時間，使裝配式混凝土建筑占新建建筑面積的比例達到 30 %”［1］。國務院通過發布該指導意見，使我國裝配式建筑的應用推廣見到了新的曙光，隨之而來的是裝配式建筑發展新階段的挑戰。相關研究人員根據國內建筑環境，對應用裝配式混凝土建筑產生的質量風險做了很多調查研究工作，并取得了一定的寶貴成果，包括：通過沖擊回波法、內窺鏡觀察等方式對裝配式混凝土建筑進行結構檢測，結合缺陷百分比圖、頻譜解析圖對施工期間的質量風險做了大量研究工作［2］。謝明輝等根據裝配式混凝土建筑的施工特性，基于現有裝配式混凝土建筑質量風險研究基礎上，借助于 BIM 的獨有特點，對裝配式混凝土建筑的質量風險進行探究，并總結出事前指導性質量管理、事中控制性質量管理、事后總結性質量管理的觀點［3］。由此可見，施工階段的質量風險成為了影響裝配式混凝土建筑品質的關鍵要素。本文針對施工階段的質量風險進行剖析，并提出了相應的工程質量風險控制要點。

1 施工質量風險

造成施工質量風險的原因有諸多方面，每種風險的成因不同、發生的概率不同，造成的損失程度也不同，具體主要存在于以下幾個階段。

1.1 施工準備階段

施工準備階段是整個施工階段的最重要的環節之一，“預則立，不預則廢”。在這個階段可謂體現的淋漓盡致。

1.1.1 施工場地布置

如果在施工準備階段未能選擇起重能力符合要求的起重機，或者未能合理布設其位置，將導致起重機的覆蓋范圍無法滿足吊裝作業需求。與此同時，場內臨時道路如果未設計成環形路、寬度或轉彎半徑不足，會造成構件運輸車輛無法正常通行，會造成預制構件很難一次運送到既定位置，在多次轉運過程中發生磕碰、剮蹭造成構件損傷。

1.1.2 人員素質

在產業化程度較高的國家，建筑工人的培養主要依賴于建筑企業自身，其注重實際操作與應用。但我國目前產業工人存在嚴重不足。國內建筑企業操作工人基本為農民工，企業缺乏自有的產業工人，用工來源主要來自于勞務企業。因此，現場管理和操作人員因不了解裝配式混凝土建筑施工工藝及個人技術水平的欠缺，以至于經常出現預料不到的狀況，且由于自身水平有限無法及時察覺或預判現場的質量風險。

1.2 預制構件入場驗收、卸車、存放階段

預制構件入場驗收是構件進入施工現場、吊裝使用之前最后一道質量屏障，入場驗收質量的高低，直接關系到其后續施工階段質量起點的高低。卸車階段和存放階段是保護入場驗收成果的關鍵環節，同樣不容忽視。

1.2.1 預制構件的入場驗收

部分構件進場時無法提供要求的資料，構件外觀質量不符合要求，存在構件裂縫（見圖1），變形、缺棱掉角、套筒堵塞、預埋件、預留洞遺漏或錯位等諸多問題，若入場驗收時未能及時發現和處理，會給構件安裝或灌漿等后期工作增加困難。

圖1 預制剪力墻存在裂縫

1.2.2 預制構件卸車

預制構件卸車時，構件與構件、構件與車體發生碰撞，導致構件缺棱掉角（見圖2），造成預制構件拼接處拼縫不嚴而發生漏漿、滲漏等質量風險。

圖2 卸車造成的構件缺棱掉角

1.2.3 預制構件的臨時存放

預制構件出廠前的入庫存放、構件入場時的運輸、構件入場后的堆場存放都屬于臨時存放，由于管理人員未考慮存放條件，經驗欠缺，進而增加質量風險，如：平放構件的裂縫、變形、立放構件的傾倒、磕碰（見圖3），如果施工現場未采用專用擱置堆放架、構件底部未放置軟墊木，堆放架強度、剛度、穩定性不夠，導致出現傾倒、碰撞。

圖3 預制構件存放不當傾倒

1.3 預制構件吊裝、固定階段

預制構件的吊裝階段、固定階段是裝配式建筑施工的靈魂階段，因裝配式建筑對安裝誤差要求較高，為了得到高品質工程，在此階段應高度貫徹精細化管理。

1.3.1 預制構件的吊裝

施工現場往往未根據預制構件的形狀、尺寸、重量選用相匹配的吊具，導致作業無法正常進行或構件損壞。如疊合樓板、異型及復合預制構件均應使用專用吊具。吊索與構件水平夾角過小，造成內力過大，導致構件發生損壞。此外，預制構件吊裝前如果未準備牽引繩，會增加構件的就位難度，易導致構件因碰撞而損壞。

以疊合樓板的吊裝為例，部分疊合樓板由于其本身體積過大，且厚度較薄，使其在卸車和安裝時斷折現象頻繁出現，主要表現在吊裝和運輸的過程中，未規范使用吊裝工具促使了質量風險的發生，如圖4 所示。

圖4 疊合板卸車未使用專用吊具

1.3.2 預制構件的測量及定位

預制構件的安裝風險主要指構件就位后的縫隙、圖紙要求的定位位置及標高、規范要求的垂直度等方面，如圖5 所示。主要原因包括：施工測量定位不準確，預制構件尺寸誤差較大，安裝操作人員與吊裝機械配合協調性差，導致預制構件安裝時碰撞鋼筋及周邊其他混凝土部件，最終導致結構偏差超出允許范圍。

1.4 現澆混凝土構件澆筑階段

現澆混凝土構件澆筑階段在裝配式建筑中雖然相對傳統現澆混凝土結構占比較小，但不可謂不重要。轉角、板帶等關鍵節點部位都離不開現澆混凝土構件的加持，因此應引起重視，在避免傳統混凝土工程質量風險出現的同時，還應預防現澆混凝土與預制混凝土結合過程中衍生出的新型質量風險。

現澆混凝土結構與預制構件的連接預留鋼筋，未采取有效的加固措施，在混凝土澆筑期間受到擾動，造成預留鋼筋長度過長，或由于混凝土標高誤差大造成伸出鋼筋長短不一，造成預留鋼筋不能按設計要求有效伸入上部構件預留孔內，最終造成拼接縫隙過大，影響接縫封堵、灌漿等作業質量，此類問題在裝配式混凝土建筑現澆層到預制層的轉換層頗為常見。

1.5 灌漿階段

套筒灌漿和漿錨搭接是當下應用較廣泛的裝配式混凝土建筑構件連接方法。兩種連接方式均涉及灌漿作業，因此，套筒灌漿是裝配式建筑施工階段的重要工序。

施工現場往往存在灌漿料攪拌不均勻、拌合物流動度過小、灌漿料未按規定時間使用或含有雜質、灌漿不飽滿、漏漿、無灌漿全過程影像資料、灌漿設備清洗不及時、停電及灌漿作業因設備故障導致的灌漿中斷等等，嚴重影響灌漿質量。此外，受檢測技術手段、儀器精密程度等因素制約，灌漿質量風險發生后，檢測難度較大，問題部位隱蔽性強，不易發現，若灌漿施工時未能避免或及時采取補救措施，事后很難進行處理。

2 施工質量風險控制要點

施工質量風險的控制其實也是質量行為的控制，人作為行為的主體，其素質、技術水平、管理水平、責任心等，都是影響施工質量的關鍵因素。也可能是決定施工風險大小的決定因素，我們作為工程人，決不可忽略任何一個環節的作用，即使這個環節微不足道，也要用如臨深淵，如履薄冰的心態去做風險控制。具體分為以下四個階段進行闡述。

2.1 施工準備階段控制要點

1）起重機的選型及布設應綜合考慮，確保其合理及有效地覆蓋范圍，從而滿足一次性吊運到位的要求。場內構件堆場、臨時道路應提前進行硬化，設計場內環形道路，且臨時道路寬度、轉彎半徑規劃時應將車輛故障、起重機故障等情況考慮在內，以應對突發狀況。構件運輸車輛一般為 13 m 和 17 m 的平板車，需要轉彎半徑約 10 m。

2）現場技術及管理人員需有相關工程工作經歷或通過了技術考核。操作人員由于涉及特種設備及高處作業，必須持有對應且處在有效期的特種作業資格證［4］。

2.2 預制構件入場驗收、卸車、存放階段控制要點

1）預制混凝土構件需全數進行檢查驗收。包括資料檢查和構件質量檢查兩方面，資料檢查應涉及資料種類、份數、完整性等，入場檢查應包括構件平整度、變形、預埋件、灌漿孔、出漿孔堵塞情況等，推薦使用檢查表法，對超過允許偏差的構件，及時進行修補或退場處理，以免入場后無法安裝，造成損失的擴大。

2）構件卸車時，應避免預制構件吊裝時偏斜，造成磕碰，異型或大型預制構件，應設置牽引繩輔助吊裝。

3）平面存放的預制構件，應避免疊放層數過多、各層墊塊應在一條垂直線、多點支墊時，所有支墊的上表面應在同一個水平面。立放的構件應配置專用存放架、構件底部放置軟墊木。水平縫帶有企口的構件，底部支墊應避免破壞企口，存放架的強度、剛度和穩定性應考慮碰撞、風荷載等客觀因素，如圖6 所示。

圖6 預制剪力墻存放架

2.3 預制構件吊裝、固定階段控制要點

預制構件由堆場吊運至安裝現場前，應先檢查確認吊點是否符合設計要求，不同類型的構件，配合不同的吊具進行吊裝。梁式吊具采用型鋼制作并帶有多個吊點，通常用于吊裝線性構件（如：梁、墻、板等）或用于柱安裝。架式吊具，也稱為平面式吊具，對于平面面積較大、厚度較薄的構件，以及形狀特殊無法用點式或梁式吊具吊裝的構件（如疊合板、異形構件等），通常采用架式吊具。特殊吊具是為特殊構件量身定做的吊具。

如圖7、圖8 所示，尺寸較大的疊合樓板、異型及復合預制構件宜采用平面架式吊具，預制梁、預制墻板宜采用梁式吊具。

圖7 部分裝配式混凝土建筑專用吊具

圖8 使用吊架吊裝預制構件

構件安裝就位后應安裝斜支撐，外墻斜撐安裝在墻內側，內墻斜撐安裝在墻兩側。斜支撐終擰前，不得摘除吊鉤。

2.4 現澆混凝土構件澆筑階段控制要點

應對豎向預留鋼筋采取固定措施，可采用經過放線校正的定位鋼板，并加固牢靠，如圖9 所示。套筒灌漿后，灌漿料與鋼筋在套筒內的連接主要依靠握裹力，因此，應避免預留鋼筋的污染、銹蝕，造成握裹力降低，影響連接質量。

圖9 豎向預留鋼筋采用定位鋼板固定

2.5 灌漿階段控制要點

灌漿的整個作業過程應有管理人員旁站監督并留存相應資料。具體的措施如下。

1）為了防止停電、機械故障等因素而導致灌漿中斷，應選用專業設備廠家生產的灌漿設備，強化對設備的保養，及時更換易損部件，設備使用后徹底清洗，安排專人進行灌漿設備的使用和保養，此外，須準備備用設備，如：發電機、灌漿機、攪拌機、線纜等。

2）豎向灌漿應根據實際情況對灌漿套筒分組灌漿，每一組灌漿套筒與構件間隙構成一個倉位，倉位應保證密封良好且不宜過大，灌漿套筒最大間距不宜＞1.5 m 或 3～4 個套筒為一個單倉，可有效降低漏漿等質量風險。

3）座漿料采用座漿法或抹漿法封堵時（見圖10），預制構件底部與結合面的接縫應先清理干凈并用水潤濕，采用 50 MPa 的座漿料，座漿或抹漿 24 h 后再進行灌漿。

圖10 構件縫隙用座漿料抹漿封堵封堵

3 結語

我國建筑領域和其他領域一樣在進行技術革新，裝配式混凝土建筑在我國的應用也逐漸擺脫低俗，并呈現良好的上升勢頭。本文參照行業相關標準，結合工程實際對施工質量風險及對應的控制要點進行了初步研究，有針對性地提出了風險控制建議，有助于改善當前裝配式建筑施工現狀、控制施工階段質量風險，為我國裝配式建筑健康發展增添助力。Q