浅谈预制装配式建筑施工管控要点

蔡 峰,陆萌梅,李召召

(1.杭州市城建开发集团有限公司,浙江 杭州 310006；2.浙江工程建设管理有限公司,浙江 杭州 310012)

在我国建筑施工中,混凝土结构大都采用现浇体系。该施工方式虽然技术成熟,但同时也普遍存在人工成本高、能耗高、污染高,施工效率低、科技含量低等问题。近年来,城市化进程加速推进,在满足房地产行业住宅需求持续增长的同时,又要追求质量的全面提升和资源的高效节约利用,这使得住宅建筑迫切需要实现标准化、工业化和集约化的生产,特别是在未来劳动力成本日益昂贵的发展趋势下,推进住宅建设工业化,发展预制装配式住宅已成为我国住宅建筑发展的必然趋势。然而相比国外的预制装配式结构的应用,我国在大型特别是高预制率的装配式住宅实施过程中管理人员经验不足,现场控制不顺畅,各工序之间衔接不到位,重复作业,施工操作不规范等问题突出,严重影响了工期进度计划的实施,降低了工程效益以及工程质量,未能凸显预制装配式结构的优点,成为抑制我国装配式住宅产业化工业化生产的重要因素。所以，在精细化设计与精准预制的前提下，体系化的施工管理是凸显装配式建筑优点和保证工程质量的关键[1]。

1 预制装配式建筑施工

1.1 概念解析

预制装配式建筑是指建筑的全部或者部分构件在工厂进行预制,运输到施工现场,通过可靠的安装方法建造而成,具备一定使用功能的安全可靠的建筑物。预制装配式建筑的施工流程主要分成基础工程、主体结构工程、装饰工程三个部分。基础工程部分和装饰装修部分与现浇式建筑大体相同,主要对主体结构部分进行描述。主体结构部分的工艺流程包括：构配件工厂化预制、运输；构件吊装、支撑固定、钢筋连接、套筒灌浆；后浇部位钢筋绑扎、支模、预埋件安装；后浇部位混凝土浇筑、养护；直至顶层。见图1。

1.2 特点分析

预制装配式建筑的优势：

1)构件可在工厂内进行产业化生产,施工现场可直接安装,方便又快捷,可缩短施工工期。

2)构件在工厂采用机械化生产,产品质量更易得到有效控制。周转料具投入量减少,料具租赁费用降低。

3)减少施工现场湿作业量,有利于环保。

4)因施工现场作业量减少,可在一定程度上降低材料浪费。构件机械化程度高,可较大减少现场施工人员配备。

图1 预制装配式住宅施工流程框图

预制装配式建筑的局限性：1)因目前国内相关设计、验收规范等滞后于施工技术的发展,装配式建筑在建筑物总高度及层高上均有较大的限制;2)建筑物内预埋件、螺栓等使用量有较大增加;3)构件工厂化生产因模具限制及运输(水平垂直)限制,构件尺寸不能过大;4)对现场垂直运输机械要求较高,需使用较大型的吊装机械;5)构件采用工厂预制,预制厂距离施工现场不能过远。

2 预制装配式建筑施工各阶段管控要点

2.1 施工图纸深化

施工总承包单位需要整合参建各方信息,做到有理有据、思路清晰的深化设计,明确交接面。参与装配式建筑施工深化设计人员必须有较强的综合素质,在土建和安装两个方面都有足够的经验。深化设计重点在功能需求和生产施工需求两个方面着手,综合各个专业需求,完善并深化设计内容。深化设计成果需要各方协调意见和矛盾,经建设方最终确定成果并开始施工。

预制构件质量是装配式建筑的可靠保障,深化设计要明确预制构件制作要求、安装要求、连接方式等[2]。如预制构件尺寸精度,构件预制质量控制要点,预制构件使用何种脱模剂以及涂刷流程,接缝填塞方式等要详细说明；复测面砖流程需要对面砖的背面处理工艺详细说明, 确保面砖质量以及缝隙要求等。还需要对粘结层的混凝土浇捣、保温层处理、预埋件的施工和固定、钢筋骨架入模施工、结构层的混凝土浇捣、混凝土的养护等进行详细深化。在杭州师范大学仓前校区二期C区块学生宿舍及生活服务区工程施工管理过程中,发生过由于预制构件深化设计不到位,预制楼梯制作过程中存在细部尺寸自相冲突而中途停止,严重影响了生产进度,如果问题在构件生产完成后发现,将会造成更严重的损失。

2.2 PC构件预制

预制构件的质量保证是保障装配式建筑可靠性的基础。构件预制过程中要严格按照设计要求实施。如构件预制在组装模板时,底模表面保持高度的平整,确保构件观感效果,不同模板间的螺栓连接要求完备、拧紧,侧模高精度定位,脱模剂涂抹均匀,接缝填塞密实并抹平磨顺,验收合格后进行后续工序,有上道工序不满足设计要求时必须解决后才能进行下道工序。预制场要有严格的检验和验收管理办法及完善的质量保证体系,以确保预制质量并对所提供预制构件的生产质量负全责。如在浇筑预制构件时随时观测连接处预埋构件位置变化,及时进行调整,保证构件位置的精准度,避免现场吊装拼接受阻。见图2。

2.3 现场施工管控要点分析

预制混凝土结构现场安装施工是整体工程的核心难点。从杭州师范大学仓前校区二期C区块学生宿舍及生活服务区工程现场实际管理情况来看,现场存在诸多不确定性,构件种类繁多且数量大,故进行现场施工的有效管理,特别是针对现场施工的核心问题管控,将直接影响结构的总体工期和效益。其核心问题有：预制构件运输堆放等管理难度大；构件吊装风险大；现场构件安装临时支撑风险较大；预制外墙板防水难度大；构件拼装定位较难；现场施工安全风险较大。所以，预制装配式建筑现场施工比常规建筑施工更依赖于专业的施工组织设计和切实可行的施工方案,当然更需要专业的、高素质的、经验丰富的管理团队和工人来执行。所以要重视施工组织设计与施工方案的编制,重视专业管理团队和施工工人的培训,使施工现场管理标准化、操作规范化,才能有效保障施工质量。工程总承包模式见图3。

图2 叠合板楼板预制现场

图3 工程总承包模式框图[3]

预制装配式建筑施工现场重点管理也不外乎施工安全和施工质量,施工安全的风险源主要存在于各类施工过程和施工环境中,如施工操作安全、仪器设备使用安全、用水用电安全及防护安全等,该类风险通过加强管理和提高工人素质的方式一般可以控制。施工质量风险源于施工管理和施工技术,对于装配式建筑,预制构件的现场施工管理与安装技术尤为重要,施工过程中构件现场堆放布局、吊装连接方法、拼缝防水处理、安装工序等问题,都不同于传统施工的重点质量安全管控内容。

2.4 现场施工各要点管控

以杭州师范大学仓前校区二期C区块学生宿舍及生活服务区工程施工管理的实际情况为依托,下面主要从预制装配式建筑的主体结构施工过程探讨各管控要点,即主要论述其区别于传统建筑施工的各管控要点。

2.4.1 构件运输、堆放管控

构件预制过程中完善构件的编号规则,加强构件管理力度,同时力争开发一套管理软件,对各个构件进行跟踪管理,或者现场管理团队成立专门的构件标识管控部门,对于进场的构件及时按照编号规则进行编号并造册管理,避免运输搬动中发生混乱。现场堆放区域根据施工进度计划和现场实际情况进行划分,使各构件的堆放区域与相关吊装计划相符合,避免二次搬运。预制构件堆置时,不可与地面直接接触,须置放在木头或软性材料上并注意最佳支点和堆置方式的选择和保护措施的到位,避免由于堆载过大、支点不合理、保护不力使构件损坏。

2.4.2 构件吊装管控

PC 构件吊装前必须根据现场实际情况并结合现场设备情况编制专项安全方案,所有塔吊操作人员及吊装指挥人员必须持证上岗,所有设备必须经过检验并在有效期内,所有作业人员必须严格按照专项方案及相关的安全规范进行操作,严禁无证上岗及违规操作、野蛮操作。构件进场后及时对吊点进行检查,确保吊点满足起吊要求,并在起吊前进行重心检核,对于异型构件及大尺寸构件需要采用专用平衡吊具进行吊装。其中，所有起重用钢索需每周检查一次,发现损坏或磨损应及时更换,同时，构件起吊时应设置拉绳,以便于地面人员能在起吊时控制构件的方向。每天吊装班组施工作业前均需按照操作规范及作业危险点进行专项交底,同时，对新进人员进行专项培训,确保所有施工人员的技术及安全能力满足要求。见图4。

图4 构件吊装现场

2.4.3 临时支撑体系布置

临时支撑体系以保证结构的施工为主要目的,采用专用门式支架,支架设置上下调整座,上部使用木工字梁或铝合金梁作为承重件,支撑间距及数量需进行安全性计算,并由技术负责人复核后上报监理单位审批,审批完成后方可实施。所有的临时支架进货时必须进行验收,同时需验收质保资料,支架验收项目主要为壁厚及外观质量,首次使用的支架类型还需进行试压,确定其最大承重能力,支架顶部承重件严禁采用枕木,必须使用木工字梁或铝合金梁。PC 构件(大小梁、KT 楼板等)的下部临时支撑架,应在进场前进行承载力试验,以试验得出的承载力极限作为计算依据,对现场支撑架布置进行计算,并严格按照计算书进行支撑架的布置,并在施工前进行核算。构件吊装到位后需及时旋紧支撑架,支撑架上部采用木工字梁或铝合金梁作为支撑点,木工字梁或铝合金梁需要与支撑架可靠连接。支撑架需在上部叠合结构中现浇混凝土强度达到要求后才能拆除,以现场同条件养护试块作为拆除依据,且最少不少于7 d 。混凝土现浇结构施工时需确保模板及支架系统的稳定性,模板及支架系统安全性必须经过详细可靠的验算,并通过相关审批后再行实施。操作人员必须严格按照规范操作,所有搭设材料必须满足相关质量和安全的要求,严禁违规操作、野蛮操作。

2.4.4 构件连接、注浆管控

构件吊装时要根据设计施工图精准定位,及时完成临时支撑体系调试,避免构件连接处存在不合理的相互作用力,避免后期拼缝开裂等现象进而破坏防水。吊装到位并复核构件定位、编码准确无误后要按设计要求连接构件各预留的钢筋头并注浆。现场常见连接方式有套筒注浆连接、预留孔浆锚搭接、螺栓连接。1)套筒灌浆连接时一方面灌浆压力是否到位,另一方面控制压入灌浆料的骨料粗细,先压骨料颗粒较大的灌浆料,后压入细骨料甚至粘结浆液填充较大骨料颗粒之间的缝隙。2)预留孔浆锚搭接灌浆料的填充和锚固区箍筋按设计配置,钢筋搭接区设置螺旋加强钢筋搭接区域的横向约束。灌浆时首先向预留孔道内注水湿润孔壁,同时清除内壁浮渣,然后向孔道内注入少量环氧树脂,接着注入不含骨料颗粒的浆液灌浆料,最后注入一般的灌浆料,使灌浆料充分地挤压孔道。另外,对于预留孔洞破坏的构件,需提出加固方案并由设计确认后实施。3)螺栓连接分两次进行紧固,第一次初拧紧固到螺栓标准轴力(即设计预拉力)的60%～ 80%,第二次进行终拧,紧固到100%的螺栓标准轴力,高强螺栓应将梅花卡头拧掉[4]。紧固完毕后,在螺栓上浇筑高强膨胀性混凝土,进一步防止螺栓松动。总之，构件连接处理要保证浆液质量，防止工人简化施工程序是关键。注浆套筒连接见图5,浆液流动度试验见图6。

图6 浆液流动度试验

2.4.5 防水防渗技术管控

在墙板拼缝处采取两道防水屏障,即外侧的防水变性硅胶嵌缝及内侧的预埋防水橡胶条,同时在每4 块墙板的十字接头内侧增加一道聚氨酯防水嵌缝。同时优化墙板细部构造,拼缝处设置导水及排水装置,上下板块拼缝处设置企口构造,以防止外部水进入内侧。施工过程中加强防水施工质量管控力度,确保外墙板防水施工质量满足设计要求。采用防水卷材层时,现场要控制好清扫基层、底胶涂刷、粘结剂的涂刷、卷材接头的粘贴、卷材末端的收头处理等细节工作质量,检查各项指标是否满足相关规定,同时，保证材料质量[5]。

2.4.6 后浇筑部分施工管理

后浇筑部分施工管控主要是做好后浇筑部分混凝土与构件之间的衔接,其他管控与传统施工管控相似,即保证钢筋绑扎质量、预埋构件安装位置准确、模板加固到位、浇筑振捣密实、养护工作到位等工作。

3 结 语

我国预制装配式建筑设计、预制、安装施工技术不断发展更新,管理方法不断完善,基于BIM的工程全生命周期管理日渐成熟,预制装配式建筑必将逐渐代替传统建筑。但在我国,建筑施工作业素质有待更进一步的提高,施工质量是保证建筑物可靠性的基础,所以，除了加快装配式建筑技术上的步伐外,还要加大对基层管理者、工人新技术、新技能的培训工作,以提高管理者的职业操守和工人的技能水平,从而保证施工质量。

[1] 段凯元,张季超.预制装配式混凝土住宅设计施工一体化研究[J].施工技术,2014(22)：45-47．

[2] 钟志昌.装配式混凝土住宅建筑施工技术及质量管控分析[J].价值工程,2016(14)：152-154．

[3] 杨晓川,钱乔峰,汤朝晖.国内建筑工业化背景下预制装配式建筑特点及适应性初探[J].价值工程,2015(27)：78-81.

[4] 高鹏.预制装配式剪力墙竖向连接质量管控及改进措施[J].山西建筑,2016,43(26):124-126．

[5] 田黎.预制装配式住宅现场施工技术与安全风险管理[J].住宅科技,2014(6):91-95．