安置房项目装配式住宅建筑施工质量浅析
2023-01-07上海市工程建设咨询监理有限公司上海200433
陈 猛(上海市工程建设咨询监理有限公司, 上海 200433)
1 工程项目简介
E09B-01安置房项目位于上海市浦东新区康桥工业区内。该项目建筑面积约16万m2,1层为地下车库,地上为11栋17~18层装配式住宅;结构形式为剪力墙结构,其中部分内外墙体、叠合楼板、楼梯、阳台板和空调板等皆为预制构件,总体装配率超过40%。
2 装配式住宅建筑的特点
根据E09B-01安置房项目的设计图纸和施工工艺要求,可以归纳出装配式住宅具有以下特点。
2.1 设计标准化
装配式住宅建筑设计是基于系统工程理论集成的思维方法,按功能包括主体结构系统、外围护系统、内装系统和机电设备系统四个设计系统;按标准划分为相似楼栋单元标准化、相同功能模块标准化、相同构件标准化三个层次的标准化设计。不仅如此,与传统设计相比,装配式住宅建筑增加了技术策划和部品部件的深化与加工设计两个环节。很显然,标准化设计是装配式住宅区别于一般现浇结构建筑的典型特点。
2.2 构件生产工厂化
标准化和系列化的预制构件、部品在工厂采用现代化的生产流水线,经过严格的产品质量检验和认证,最终送往工程基地[1],E09B-01安置房项目的标准化构件仅有8种。构件生产的工厂化一方面可以缩短建设周期,另一方面可以减少现场模板、支撑等造成的成本增加和环境污染,有利于提高项目的工程质量和综合效益。
2.3 施工装配化
在施工现场,使用先进的机具和设备对装配式构件进行吊装、定位、校准、固定、灌浆、填缝、防水节点处理等规程操作,替代了传统的全手工或现浇作业,提高了工作效率,从而实现了施工的装配化。随着国民经济的发展,我国的施工装配化率将会越来越高。
2.4 装修集成化
装配式住宅的装修工程特别是外立面的装饰构件必须与外墙构件一起进行整体设计和定制,因此,装修工程和主体工程应实现设计一体化、技术集成化,施工作业穿插协调,工序配合搭接[2]。如,门窗滴水线、装饰腰线,石材幕墙的装饰,楼梯等皆设计了一体化的装配节点。
2.5 项目管理信息化
目前,包括E09B-01安置房项目在内的大多数装配式项目以BIM信息化技术为基础,整合了项目相关管理要素,创建了多位一体的管理模式,形成了项目管理信息化的基本模型。通过整合,可以解决不同专业之间技术矛盾,协调各工种或管理元素之间的进度和成本等问题。因此,项目的信息化管理是提升装配式建筑效益的科技手段。
装配式住宅建筑的五个特点表明了其施工工序和施工技术的特殊性。与全现浇结构相比,装配式住宅建筑在质量管理方面易产生诸多薄弱环节,对住宅结构的整体性和抗震性能不利,需要施工单位精心控制。
3 装配式住宅建筑质量控制的难点分析
由于装配式住宅具有以上特征,在项目施工过程中往往给人以“看似容易,实则困难”的印象,尤其在施工质量控制方面,更是存在许多难点。下面,笔者将结合E09B-01安置房项目的实际操作,对其分述如下。
(1)预制构件质量问题。运到现场的构件常见的质量问题包括表面存在蜂窝、裂纹、麻面,滴水线、棱角破损,收边毛糙、观感不佳,开关盒被堵等。
(2)现场随意切割或凿修预制构件。由于预埋线盒位置差错或预留钢筋影响模板施工,工人随意切割或凿修,破坏了构件的整体性,收边质量观感较差。
(3)预制构件的预留钢筋与现浇部分钢筋锚接不规范[3]。预制构件定位后,现浇柱体部分的水平和竖向钢筋与构件的预留钢筋交错,有的位置空间很狭小,梁柱的箍筋和主筋很难施工,于是出现了加密箍筋缺失或锚接不规范的问题。
(4)套筒连接错位、座浆施工不规范。现场留设钢筋位置与预制墙板套筒位置不一致,形成错位,严重的会导致无法安装墙板或形成外墙面上下层错台;墙体基层浮浆、垃圾等未处理,座浆缝施工工序不正确。
(5)灌浆不饱满。现场在灌浆时没有将应注孔内注满或没有将出浆孔有效排气、封堵,导致灌浆不密实,强度形成后构件连接处有裂缝,成为结构渗水的隐患。
(6)缝隙和孔洞防水处理不规范。设计图纸规定的各种须进行塞缝、打胶、防水层施工的水平缝、垂直缝、孔洞边和细部节点,现场未完全严格按照施工规范和设计规程进行分层施工和闭水试验。
(7)预埋电线套管太密、现浇混凝土不密实。预埋电线套管集中部位管体紧贴或叠层,预制墙体和现浇柱体之间或梁与板之间空间较小,此两处混凝土浇筑不密实,影响结构的整体抗震和防水性能。
(8)保温层关键节点不合设计要求。E09B-01安置房项目采用阻燃性无机保温膏料的外墙内保温形式,施工时在门窗边、阴阳角转角处等部位容易产生空缺,形成断桥,失去节能的功能。
(9)忽视预制构件的成品保护。现场往往不重视成品保护,由于没有及时采取保护措施,木模、排架、脚手架钢管、设备和钢筋焊接等施工过程及工人的粗糙操作造成构件的窗口滴水线、墙板的阳角、空调板阴阳角和楼梯等受到不同程度的破坏。
(10)小业主关注的渗水和面层开裂问题。近年来,小业主对装配式住宅投诉最多的是外墙面渗水和面层开裂,其中开裂涉及墙体、楼板和屋面板等部位。这也是工程建设者在施工过程中需要解决的质量问题。
如何解决上述所列装配式住宅质量控制难点问题,需要根据项目的具体特点进行相关研究和剖析。
4 装配式住宅建筑质量问题的成因分析
4.1 装配式预制构件的材料质量问题成因
针对预制墙板、叠合板、梁、楼梯板和空调板等的裂纹、蜂窝、麻面、破损质量问题,从人员、机械、材料、方法、环境五个方面分析,具体成因如下。
(1)人员因素。具体表现为:生产人员不是经过专业工种培训的熟练工,没有规范的工艺操作标准和检查体系,操作随意;专职质量检查流于形式或缺失;堆放或吊运时未按规范操作;质量管理人员没有严格执行质量不合格品的处理制度。
(2)机械因素。具体表现为:混凝土振捣设备失灵,养护设备故障,成品吊铲运设备损坏。
(3)材料因素。具体表现为:砂石含泥量超标,石子粒径偏大,混凝土配合比不合理,钢材不合格,预埋金属件、套管盒不符合设计要求。
(4)方法因素。具体表现为:模具拼接不科学,未涂脱模剂;钢筋及预埋件没有经驻厂监理隐蔽验收;混凝土振捣不密实、观感差,养护方法和时间不正确;拆模保护工艺不到位,成品铲运吊装叠放超层;未按同条件试块报告确认出厂成品。
(5)环境因素。具体表现为:蒸养车间温度和湿度不达标,构件表面无覆盖物,成品堆放区未进行有效分类隔离,成品保护措施不到位。
4.2 装配式住宅施工质量问题的成因分析
由装配式住宅的特点可知,科学的设计和一流的预制构件材料质量是保证装配式住宅整体施工质量的基础,而现场的预制构件安装和混凝土结构现浇、装饰则是确保住宅整体结构安全性能、抗震性能及使用功能的决定性质量环节[4]。在住宅工程施工中,造成质量隐患的因素具体如下。
(1)施工单位质量管理体系不健全。总承包单位虽然有各种各样的质量管理制度,但在执行时,质量的控制由不具备能力的分包单位承担,总包的质量管理流于形式,以包代管,名不符实,后果可想而知。这是产生施工质量问题根本原因。
(2)工人操作技能不够。工程质量执行最终是由操作工人的技能水平决定的,然而,现场的工人中,真正经过专业工种岗位培训持证上岗的熟练工很少;混凝土预制件安装工、灌浆工等新工种,培训机构的课程也不一定齐全。有些工人的质量意识也很淡薄,只凭自己的片面操作经验控制质量。由此可见,如果缺乏技术娴熟的工人,“保证工程质量”就将成为一句空话。
(3)过程管理不到位。对于装配式结构施工过程中的质量问题,施工单位没有落实质量管理制度的各项措施,包括没有严格执行技术交底和“三检”制度、专职质量管理人员配备不足或缺位、使用未经培训的技术工人等,导致隐蔽工程未经自检即报监理和装配式墙体偏位、加密钢筋缺失、坐浆缝超标、灌浆不密实、接缝渗水等问题。整改时没有实现“PDCA”质量管理闭环,过程质量管理不到位。
(4)进度、成本与质量倒置。百年大计,质量第一,然而更多的装配式住宅项目往往将进度和成本控制放在首位,于是出现了提早拆模、提供劣质材料、未达强度即加荷施工、支撑不合格就浇筑混凝土、基层未干透便施工防水层等问题,这必然会导致结构开裂、渗漏等质量缺陷,后患无穷[5]。这种将进度、成本与质量倒置的建设思维显然是得不偿失的。
通过以上分析可知,要解决装配式住宅质量难点问题,应该从构件材料和现场施工质量控制两方面入手,并充分调动施工人员的积极性。
5 装配式住宅建筑质量的管理方法和措施
为解决施工中形成的装配式住宅建筑质量问题,笔者依据以上分析,特提出以下管理措施。
(1)建立健全质量管理制度,选择优秀的构件供应商和施工班组。一方面,施工企业必须建立健全施工质量管理体系,制定相应的质量管理制度,在每一个项目中必须将符合资格和数量的项目经理、项目技术总工、工程师、技术员、质量负责人和专职质量员配置到位,实名就职,并进行责任考核。另一方面,从生产厂的规模、资质条件、技术力量、生产质量管理水平、养护工艺、服务水平、财务能力和对社会的担当意识等综合实力方面评估选定优秀的装配式构件供应商。与此同时,在选择施工班组时务必从政府部门认可的合法劳务队伍中选择经验丰富、技术良好的工人,尤其是特殊工种的选择更要慎重。这是装配式住宅施工质量的根本保证。
(2)发挥驻厂监理的作用,控制构件生产质量。生产厂家是装配式构件的质量控制主体。在供货合同中,对于构件质量的约束条款很明确,施工单位除了在接收成品构件进行验收时严格执行不合格即退场的规定外,还要定期到生产线进行检查,及时解决诸如构件的麻面、裂纹、观感差、运输破损等质量问题。为把控构件生产过程中的质量,要充分发挥驻厂监理工程师的作用,从砂石料、钢材、预埋管、阳台固定件等原材料着手,按照深化设计的要求,监督模具安装、隐蔽工程、混凝土养护、脱模强度、成品运输堆放层数、发运保护措施等的质量检查和管理,不合格的产品不能出厂,从源头堵住质量漏洞。
(3)规范施工单位的质量管理程序,责任到人、奖惩到位。有些施工质量问题产生于专职管理人员不到位、质量管理程序缺失。因此,必须严格执行施工前技术交底→班组自检→互检→工种交接检→质量员专检→问题整改→报监理验收→再整改→监理复验合格这一规范程序。没有质量过程的检查和整改,工序和工艺质量是无法保证的。在项目质量管理中,对项目经理和质量管理人员的责任考核是关键。按照质量管理制度,对管理失职或不合格的人员,应予以处罚或调换,做到责任到人、奖惩到位。
(4)组织技能培训,不断提高工人技术水平。如何培养合格的技术工人可能是困扰很多施工单位的难题,施工单位首先要与行业培训机构建立长期合作关系,互通技工或劳务供求信息,及时补充项目所需工种人员。其次,针对不同工种的特点,集团化的施工企业可以组织对工人进行专项技能培训,不断提高其操作水平。经过培训的工人可以长期、稳定地供给所辖数个项目。如此一来,不仅能提高工程质量,对降低成本也颇为有益。
(5)加大投入,正确处理质量与进度、成本的关系。质量、安全、进度和成本是装配式住宅施工的主要控制目标,其中,质量是目标之首,亦是住宅项目管理的根本抓手。在项目实施时,由于各种因素的影响,质量与进度、成本的关系可能会被本末倒置,要么片面注重进度赶工期造成质量不合格,要么拼命控制成本采用劣质材料影响结构安全,这都是不可取的。正确的方法应该是以科学规范的定额工期为标准,确定合理的成本造价,在保证工程质量的前提下组织施工生产;确需加快进度的情况,必须有经过权威部门审批的技术及质量方案并增加投入后方可执行,否则,无异于制造质量事故。
(6)及时评估,从源头重视小业主关注的质量和使用功能问题。真正能检验装配式住宅质量水平的是消费者,竣工交付后,小业主投诉最多的质量问题为外墙体或屋面渗水、厨卫间渗水、装饰层开裂和水泵、空调、电梯设备运转不正常等,这些问题产生于质量管理过程的末端,但起因却在施工质量管理的源头,如外墙体或屋面渗水,原因很可能就是预制墙体缝隙防水节点细部施工不合格。因此,施工单位的项目决策和管理者,应以小业主关注的质量和使用功能问题为课题,精心策划有针对性的质量控制方案,从基础质量开始,控制好每一道工序和每处细节的施工质量,进行主体结构、装饰施工等阶段性验收时,要及时评估质量问题的产生原因和解决办法,形成良性循环的质量管理模式。在这种模式下,最终的产品一定是受市场欢迎的。
综上所述,影响装配式住宅施工质量的主要因素包括人员、材料和机械,其中人员是最重要的因素。要获得满意的工程质量必须在事前、事中和事后进行跟踪控制。
首先,在事前控制中建立项目BIM管理模型,施工单位根据三维模型进行施工组织设计,通过施工模拟检测装配式构件或各专业之间的矛盾和错误,进而达到优化管理机构和施工方案的目的。其次,进行质量管理的核心阶段即事中控制,应充分调动管理人员和操作工人的积极性,对预制构件的生产和安装、可视化技术交底、质量动态管理跟踪以及工人技能的培训等方面落实到位,确保装配式住宅的每一道工序和每一个节点的质量符合规范和设计要求。最后,利用反馈信息进行事后控制,项目竣工后,可依照包含工程材料审查文件、质量验收记录、工程质量事故处理文件、监理工作报告等内容的BIM5D模型,评估工程质量控制的亮点和不足,为后续项目借鉴。
随着建筑科技的日益进步,工程建设者能够通过使用新技术、新工艺对每一个工程质量环节进行不懈管控,一座座高质量的装配式住宅将成为人们的宜居之家。