试论装配式建筑施工常见质量问题与防范措施

赵玉磊

(北京城建北方集团有限公司 北京 103101)

随着我国建筑工程建设施工技术的不断发展,多种类型的建筑施工工艺得到应用,其中预制装配式建筑工艺作为一种方便快捷、节能环保且具有较好经济价值的工艺,也得到了重用。由于和传统建筑工程在结构、工艺等方面存在较大差异,装配式建筑施工中存在的质量影响因素、问题类型也各有不同。在装配式建筑规划建设数量越来越多的大环境下,有必要针对其施工中的各类质量问题进行深入探究。

1 装配式建筑施工的特征及难点

1.1 概念及特征

装配式建筑是一种通过工厂加工建筑构件,再将构件运输至施工现场进行拼接组装,最终完成建筑整体施工的建筑类型。目前我国关于装配式建筑的研究和应用正处于快速发展阶段,并且该工艺的未来应用前景备普遍看好。该工艺的主要应用流程包括设计、构件制造、构件安装三个环节,是一种更加区域标准化生产的建筑建设模式,具有工艺流程简洁、效率高、节能环保的特点。装配式建筑施工和传统建筑施工工艺存在较大差异,这种差异又与具体设计施工方案有关。在该工艺处于发展阶段的背景下,部分装配式建筑在现场施工时还涉及到部分的钢筋工艺、混凝土浇筑工艺,而一些项目则是全面贯彻装配式工艺的核心原则,对现场构件安装、连接固定等环节的质量要求极高[1]。

1.2 难点

从装配式建筑工艺的特征来看,其主要的质量控制难点包括以下几个环节:

(1)构件制造及运输环节。构件是装配式建筑结构的主要构成部分,不同构件的形状、生产工艺标准存在一定差异,对运输、现场管理方式的要求自然也不同。构件制造质量将直接影响建筑施工质量,而运输环节对构件的保护要求也非常高。

(2)现场连接安装环节。现场对构件的连接、安装、固定是装配式建筑施工的核心环节,整个过程与传统建筑施工流程和标准存在巨大差异,对现场调度、质量安全管理的要求极高。

(3)管线埋设及配套设施安装环节。为了满足现代建筑使用者的各类需求,建筑管线系统及其他相应配套设施的设置也很重要。受到装配式建筑特殊施工流程和工艺的影响,管线埋设、配套设施安装的时机、方式也有差异,更需要项目设计及施工管理者能够做到全面把控、有效协调[2]。

2 装配式建筑施工的常见质量问题

2.1 构件制造运输问题

装配式建筑的多数乃至全部构件都采用工厂化制造的方式,而构件质量与装配施工质量直接相关。而构件生产、运输的各个环节中,各种因素的影响都可能导致构件质量不达标。首先,建筑不同位置不同类型的构件用到的材料、工艺存在差异,如果原材料本身存在质量问题,或是材料配比不合理、现场加工环境不适宜、工艺流程存在操作失误等情况,都会影响构件质量。其次,建筑构件制造完成并检测到位之后,需要运输到施工现场等待安装施工。如果运输方式不合理,或是运输和现场储存环节防护不当,也可能导致构件受到损伤,无法满足现场安装施工需求。例如,在装配式建筑中,平板是最为主要的构件,其出现在整个建筑结构的各个位置,扮演着重要的建筑力学角色[3]。

但是受到各方面因素的影响,平板构件可能出现不同的质量问题。首先是转角板折断问题,这主要是因为材料质量不符合规范,构件施工检查不到位,或是施工操作方式不合理等。然后是叠合板开裂、断开问题,其主要出现材料的运输及吊装环节,原因通常与运输保护、吊装位置不合理有关。

2.2 构件连接安装问题

装配式建筑的现场施工中,构件连接安装是主要环节,需要根据设计图纸对各个部分的不同构件进行连接、安装,再加固直至达到建筑施工质量要求。如前文所述,部分装配式建筑施工过程还涉及到一些钢筋工艺、混凝土灌注工艺,因此如何处理构件安装及其他现场施工工艺,成为装配式建筑施工质量管理的重点。

首先,一些装配式建筑现场构件施工顺序不合理、吊装方式不规范,都可能引起构件损伤,导致安装质量不达标的问题。其次,在连接固定构件时,如果存在连接方式不合理、连接件质量不达标等问题,会导致构件之间的连接紧固性不足,或是存在受力不均的情况,对建筑整体结构稳定不利。例如,在安装构件涉及到混凝土灌注施工时,可能会出现套筒错位、混凝土配合比不合理的情况,导致连接构件强度和支撑性不足,影响下建筑结构安全。另外,装配式建筑现场施工对各个构件的标高定位经准确性要求极高,如果出现设计参数、现场测量误差超过允许范围的情况,也会直接影响装配施工质量。

2.3 管线及配套设施施工问题

装配式建筑安装施工和管线及各类配套设施施工环节之间的协调十分重要,如果没有结合施工方案及现场实际情况做好组织协调,可能会出现互相干扰的情况。其中,部分管线及配套设施需要在构件制造环节就要预留好安装位置、孔洞,而部分则需要在现场构件安装固定时同步安装,另外还有一部分要在建筑结构件安装到位之后再进行安装。部分装配式建筑项目对管线、配套设施安装的时机、方式合理性把控不到位,直接影响了装配质量,或是导致建筑部分功能受到不良影响。例如,在构件制造环节出现管线预留孔洞尺寸不合理的情况,导致现场安装时无法按照设计方案安装管道、线路,此时如果对构件进行扩孔,将会影响构件强度和可靠性,如果重新制造构件,又会造成严重的经济损失,并且影响施工进度。再比如,现场管线安装时,构件吊装和管线吊装工序没有协调好,导致材料损伤的情况。另外,部分项目施工现场由于没有做好管线施工过程的管理,导致出现管线变形、堵塞的问题,影响建筑后续使用。

3 装配式建筑施工中的质量问题防治措施

项目位于北京市,总建筑面积为75 076.33 m2。项目总共计划建设14 栋建筑,其中8 栋为11 层建筑,6栋为8层建筑。所有建筑采用的是装配式建筑工艺,整体结构为剪力墙结构,从地面第三层开始,到建筑顶部的外墙、阳台、外凸窗、空调板均采用装配式混凝土结构。该项目建筑具体装配构造如图1所示,为了有效规避装配式建筑施工中容易出现的各类质量问题,项目单位从多个环节进行了严格把控。

图1 项目装配式结构示意图

3.1 构件制造及运输环节

针对装配式建筑构件质量问题的管理,首先需要针对设计图纸做好技术交底,明确构件原材料、制造工艺,确保出厂的构件符合质量要求。从出厂到施工现场,以及施工现场内部的构件运输,都需要采用合适的运输设备,运输时要做好构件的防护。在该项目中,针对达到施工现场的构件及各类材料,严格按照设计图纸、供应合同对其质量进行检查,对存在损伤或质量不达标的构件材料,严格要求返厂,不允许在现场投入施工。同时,根据设计方案和构件的实际特点,选择核实的辅助安装设备及工具。例如,该项目施工中,针对平板构件的制作安装,选用商品房建筑装配施工专用转角板和L型吊具,确保吊装过程中多数力被吊具承担,避免影响平板构件自身的质量。并且,这种方式还可以有效固定角板结构,避免出现断裂的情况。同时,在安装平板构件的整个过程中,在构件材料四角安装护具,要避免在吊装过程中受到损伤。针对叠合板的安装,施工单位根据设计图纸和现场情况,适当调整叠合板的跨度,减少叠合板主体的受力程度和时间,避免叠合板受损甚至断裂。值得一提的是,该项目针对各类构件的制作安装,还重点加强了现场桁架的加固处理,尤其对预埋件进行了加固,利用稳固的桁架结构,充分保证平板、叠合板等构件材料的质量安全。

3.2 构件连接及安装施工

在装配式建筑施工现场的构件连接安装施工中,钢筋施工是很重要的环节,为了有效规避预制构件连接质量问题,需要严格按照设计图纸和施工规范进行施工,在保证各类材料、连接件完整无损的基础上,提高连接加固效果。在该项目中,施工单位采用套筒灌浆的施工方法,如图2所示,在下构件和基础之间埋设钢筋,安装套筒,进行混凝土灌注施工。同时,在将预制板墙和调节螺杆外管进行连接,外管采用直径为60 mm 的45号中碳钢材料,材料抗拉强度为Ⅱ级。安装上部构件时,使用塔式起重机起吊预制构件,起吊时采用平吊的方式,做好绑扎部位的防护,避免损伤构件。起吊到离地面约0.5 m 的位置时,暂停,由现场人员检查是否存在绑扎不牢、构件污损的情况,确保无问题之后吊至安装位置。在该项目各层楼梯位置,使用预制构件进行连接,安装完成后使用水泥砂浆进行找平处理,砂浆强度等级控制在M15以上。

图2 预制构件安装施工示意图

3.3 预埋件及配套设施安装

在装配式建筑整个设计及施工环节,需要根据设计方案,在各个环节做好管线的安装施工。首先,在构件预制环节,需要按照设计图纸预留好管线及相关设施的安装孔洞、空间,核准尺寸,确保无误。在实际安装施工的墙板混凝土结构振捣环节,做好接线盒、管线安装的空间清理,在按照规范的方式安装好接线盒、管线,确保其位置准确性,避免存在大量较差、错位的情况。在管线安装完毕之后,先由相关技术人员进行检查,确保其质量达标之后,再进行相配套构件及设施的安装。如果在安装施工及检查过程中发现存在预埋钢筋错位的情况,应及时由专业人员进行现场分析,再打孔展开测量放样作业,明确预埋钢筋的具体位置,进行校正处理。然后,按照锚固长度进行混凝土关灌注,以确保钢筋预埋施工质量达到要求。

4 结语

综上所述,在我国社会经济快速发展的背景下,装配式建筑工艺在各个地区的建筑设计施工中得到了大量应用。作为一种新兴的建筑施工工艺,装配式建筑项目在施工环节可能存在各种质量问题,导致项目施工质量无法达到设计要求。为此,应当基于对装配式建筑设计施工工艺的特征分析,全面结合施工现场的实际情况,做好构件制造运输、构件连接安装、管线预埋件安装等环节的规范化施工,强化各个环节的质量监督,全面提升施工质量。唯有如此,才能更大程度地发挥装配式建筑工艺的应用价值,为社会的稳定发展做出突出贡献。