模块化建筑现场施工质量管理探索

吴 伟，赵竹生

（镇江市兴华工程建设监理有限责任公司， 江苏 镇江 212132）

模块化建筑现场施工质量管理探索

吴 伟，赵竹生

（镇江市兴华工程建设监理有限责任公司， 江苏 镇江 212132）

结合国内第一个模块建筑住宅小区项目施工案例展开分析，总结和交流该结构形式有异于其他结构形式的施工质量管控措施。从施工工艺流程、施工准备、实施阶段的重要部位的监理管控措施以及质量验收要点入手，就本工程各个阶段中的质量管理要点进行分析和探讨。

建筑产业化；模块；核心筒；芯钢柱；地梁

0 引 言

本工程采用模块核心筒进行建造，建筑施工分别在现场与工厂进行。在现场完成地下库 2 层、地上主体核心筒部分的施工。除上述部分，主体地上建筑均为工厂建造的模块，建造后运至现场围绕核心筒进行搭建，并完成整个建筑物的保温及外墙面层的施工。模块在横向和竖向都相互固定，横向连接在核心筒上，承重墙上下对齐。每个住宅套型由 2～3个模块构成，每个模块由混凝土楼板、钢密柱墙体及天花桁架组成，模块内由非承重墙分隔成不同的房间。内装饰及管线埋设均在工厂内一次性完成，不产生装修问题。模块建筑具有施工速度快、抗震性能好、使用面积大、建筑自重轻、施工简便、组装灵活、用工用料省等特点。同时，模块建筑体系符合城市可持续发展战略，环保节能性能大大高于传统建筑模式，建筑体可以 100% 回收利用。这一施工技术作为江苏省加快推进建筑产业现代化的首推试点项目，在实际施工中成品模块和芯钢柱的加工厂家因涉及知识产权问题，未能实施驻场监造。监理参照《模块建筑体系施工质量验收标准》、《钢结构工程施工质量验收规范》等验收规范对其成品质量进行验收。本文阐述了模块建筑内钢外混结构施工过程中的质量管控措施和关键工序部位的施工要点。

1 工程概况

本工程为单元式住宅小区，共计 10 栋单体工程，1 440 套住房。总建筑面积 134 600 m2，其中地下建筑面积 38 600 m2，地上建筑面积 96 000 m2；地上 18 层，地下 2 层，地下 1 层为自行车库，地下 2 层为储藏室；其结构形式采用核心筒—模块结构体系，主楼除电梯井、楼梯间(核心筒)部位采用框架结构整体混凝土浇筑外，其余部位均采用预制模块进行现场拼装。抗震设防烈度为 7 度，设计使用年限为 50 a，并按照绿色三星级标准设计施工。

施工工艺流程：地下室底板→地下室二层→现浇核心筒→模板基座施工(地梁安装)→集成建筑模块安装→现浇屋面施工→外墙保温及装饰施工。

2 施工准备阶段的质量管控措施

(1)本工程核心筒芯钢均由基础安装至建筑物顶标高，结合工程实际施工情况，芯钢在基础部分出底板 1 m，往上部分用 3 m 与 6 m 芯钢错开接头，再往上部分均为定尺每根芯钢 6 m。芯钢横向焊缝开 K 型坡口，一面施焊，另一面碳刨清根，焊满焊缝。用于该工程的芯钢柱的截面形式主要有两种：H 型和 H+T 型组合。

作为成品组装件 H 芯钢柱在其材料进场前，必须安排专人检查构件的规格、型号、数量，并对运输过程中产生的变形进行检查与校正，确保不合格产品严禁进入施工现场；并全数核查钢材、焊接材料、普通螺钉、地脚螺栓标准件连接副等原材料质保书、中文标志、出厂检验报告；工厂角焊缝的焊接质量等级为三级，外观质量要求达到二级，现场参照此标准对芯钢构件的外观质量进行抽检，并抽测芯钢柱水平焊接连接以及所用加劲板的焊缝焊脚尺寸。

(2)每批模块进场后，存放的位置与安装顺序应和施工进度相一致，监理方按照 30% 抽检比例，且不少于 10 块模块，对其出厂质量合格证明文件、出厂质量合格证、型式检验报告等质保资料，以及外观尺寸进行抽测。对于模块首次生产，或模块构造存在重大设计变更，则要求全数检查其模块型式检验报告。

(3)组织审查施工组织设计有关钢结构分部工程以及钢构、模块吊装专项施工方案，芯钢柱、核心筒施工专项方案，对其方案的符合性进行审查，确保施工方案有针对性、可操作性，安全可靠的指导现场实际操作，并审查新材料、新工艺、新技术、新设备质量认证材料及适用性，应符合验收规范有关规定。

3 施工阶段的监理质量管控措施

3.1 芯钢柱吊装前的准备工作

芯钢柱安装前应对基础轴线和标高，地脚螺栓位置、预埋与混凝土紧贴性进行检查，检查和办理交接手续。超出规定的偏差，在吊装之前应设法消除，此外，为便于校正钢柱的平面位置和垂直度，层架的标高等，需在钢柱的底部和上部标出纵横向的轴线，在钢柱底部适当高度处标出标高准线。依据工程实际情况，核心筒芯钢依据设计要求芯钢固定在底板以下暗梁上口，基础底板标高以下部分混凝土需一次性浇注，所以芯钢需固定于未浇注的梁钢筋上，需做芯钢加固。

3.2 芯钢柱的吊装与校正

按照施工图要求，首先将钢柱摆放到位，便于吊机进行吊装，同时在钢柱中标出轴线控制线。钢柱吊装采用钢丝绳绑扎钢柱，绑扎点设置在柱的肩梁处，当柱由水平转为直立后，起重机将钢柱吊离地面 500 mm～900 mm，旋转至基础上方并就位。钢柱选用经纬仪进行柱轴线、标高、垂直度的校正工作，当整榀钢架安装完毕后，再对钢柱的的垂直度、标高进行复核，确保安装质量。校正人员为有合格上岗证的专业测绘人员。钢柱经过初校，垂直度偏差控制在 20 mm 以内方可使用起重机脱钩，钢柱的垂直度用两台经纬仪进行校正，上测点设在柱顶，经纬仪的架设位置应使其望远镜视线与观测面尽量垂直(夹角大于 75°)，钢柱如有偏差，用两个撑杆校正，在校正过程中，随时观察柱底部和标高控制块之间是否脱空，以防校正过程中造成水平标高的误差，同时检查轴线，防止钢柱位移，钢柱复校后，方可施焊。芯钢柱安装时切割要按照规定，施工需满足设计要求。对于检查过程中发现芯钢柱接头腹板错位、扭转、腹板坡口偏小等现象要求返工处理。

3.3 芯钢柱的焊缝质量控制

芯钢柱现场安装对接方式采用焊接，其钢结构焊接应符合 JGJ 81—2002《建筑钢结构焊接技术规范》。为保证芯钢柱的拼接节点的安装质量和架设安全，在芯钢柱的拼接处适当设置安装耳板作为临时固定，控制耳板与翼缘板焊缝的平面度，以及芯钢柱的焊接方向和顺序，确保翼缘板和腹板接缝位置错开 200 mm 以上。所有对接焊和坡口焊均要求采用引弧板和衬板施焊，焊缝应符合二级检测质量标准要求。焊接前，应对钢材、焊接材料、焊接方法、焊前预热、焊后热处理等进行焊接工艺评定。焊工应持证上岗作业焊缝。为控制焊缝质量，除对其外观质量和尺寸进行检查验收外，应按计划检测频率进行探伤检测，其检测频率按照新进场班组、底层构件 100%，上部结构 20%，若检测中存在不合格现象，其检测频率增至 100%。

3.4 现浇核心筒施工质量控制

轴线、标高、垂直度作为核心筒精度控制的重点，在实际施工中，需从以下方面加以控制和校核。

(1)垂直度的控制：首先根据核心筒柱网布置情况，确定核心筒四个边角柱的位置。并在安装四个边角柱模板时，沿柱外层上弹出厚度线，立模、加支撑，采用吊线的测定立柱的垂直度满足要求。待四角柱拆模后，其他各列柱以该四柱为基线，拉条钢线，控制正面的平整度和垂直度。过程中的垂直度控制，激光仪加重锤进行双重较验，确保垂直度的精准度，同时加上内、外双控使核心筒建筑的竖向投测误差能减小到最低限度，确保核心筒结构整体垂直度的允许偏差为H/1 000(H 为高度)，且不大于 30 mm。

(2)轴线的控制：在结构负 2 层施工复核轴线无误后，以负 1 层楼面为基准，在最长纵横向预埋多块 200 mm×200 mm ×8 mm 钢板，在钢板上标出控制轴线或主轴线控制点；±0.00结构及以上施工时，以负 1 层楼面为基准，在每层楼面相应位置留设 200 mm×200 mm 方洞，采用测垂仪引测下层楼面的控制点，再用经纬仪及钢卷尺进行轴线校正，放出各层轴线和细部尺寸线。

(3)标高控制：在每层预控轴线的至少四个洞口进行标高的定位，同时辅以多层标高总和的复核，然后辅以水准仪抄平，复核此四点是否在同一水平面上，以确保标高的准确性；在核心筒四角、四周具备条件处设立层高、累计层高复核点，每层向上都附以该位置进行复核，防止累计误差过大。层面标高复核过程中必须实现每层面的四个洞口控制点与外层高复核点在同一水平面上方能确认标高的准确性，达到标高控制的目的。

结合实际核心筒施工过程中，钢筋、模板、混凝土出现的质量共性问题，提出质量控制重点：①竖向钢筋(暗柱、剪力墙等)电渣压力焊接头质量波动较大，尤其是小直径钢筋，具体表现在焊接质量存在偏泡、上下对中偏位、墩粗直径严重不足等质量缺陷，要求项目部加强对施工班组的技术交底和上岗前的操作技能的考核工作；②模板支撑排架体系严格按照审批合格的施工方案进行过程质量控制，对于施工过程中扫地杆、水平拉杆未能按要求贯通设置，梁底立杆间距偏大，梁未按规范要求起拱，主梁底部未按要求设置顶撑等问题及时要求整改到位；控制因模板支撑系统定位、加固不到位，导致墙板局部存在胀模、轴线尺寸偏差等现象的发生；部分墙板所用模板因模板周转次数增加存在翘边、剥皮、扭曲直接影响混凝土成型质量，应要求项目部及时更新模板；③混凝土浇筑前核查商品混凝土技术交底单，并根据旁站方案实施全程跟踪旁站混凝土浇筑，保证混凝土浇筑过程的正常施工。对于局部混凝土表面平整度偏差较大、个别部位混凝土振捣不到位、局部施工缝处理不到位的现象，要求项目部查找原因，加强班组工人技术交底工作，减少类似质量问题的再次发生。

3.5 模块的吊装质量控制

每栋住宅分为二中户性结构，每层模块数量为 16 个或是 18 个。本工程采用主吊车为 QUY260 履带式吊车进行模块吊装、安装作业。监理重点根据监理规范要求，对起重机械设备进场、使用和拆除进行审核，并审核模块起吊方案，对模板起吊方案进行危险性评估。本工程模块吊装的吊耳为多点式吊耳，吊装索具为专用吊装索具，是经过专业设计、核算，索具制造厂制作的。监理参与见证了整个吊梁、索具体系的检测，并要求制作厂家提供吊具型式检验报告。待报审材料审核通过后，监理方可同意进行吊装作业，并对其作业过程实施全程旁站。监理重点检查以下内容：①首层模块应按工程图纸要求焊接到地梁上，检查基座安装、调平是否符合设计变更和规范要求；②检查特种作业人员持证上岗情况、专职安全员在岗情况、劳保用品使用情况、周边安全防护措施到位情况等；③检查及验收模块就位、模块与模块之间连接点的位置及焊接外观质量，对模块与核心筒楼面标高差异进行复测；④检查模块安装中对模块采取的防火、防雨措施；⑤检查模块吊装过程中安全措施落实情况；⑥督促施工单位严格按照规定的模块安装顺序进行吊装作业。

3.6 模块连接及精度控制

模块与模块之间的连接采用刚性连接，模块与核心筒连接采用铰接。要求严格控制模块间的水平连接、垂直连接以及模块与核心筒的连接的施工精度。上下模块间的顶紧接错面应有 75% 以上的面积重合，水平相邻模块间的缝隙允许偏差为 ±5 mm，模块与钢筋混凝土核心筒的连接节点定位精度控制在 ±10 mm 以内。模块上下垂直度允许偏差在 3 mm与 h/1000(h 为层高)中的取较小值，同层模块标高高差控制在 2 mm 以内。

模块与模块之间、模块与核心筒、模块内部等部位的接缝处，应用岩棉能不燃材料进行防火处理。模块间管线的衔接不应削弱墙体或楼板的耐火性能，穿墙套管与管道之间的缝隙，待管道安装调试完成后采用难燃或不燃材料封堵到位。

4 结 语

在模块搭建完成后，屋面板采用现浇钢筋混凝土楼板搁置在承重模块墙上，并现场完成屋面保温、防水工程的施工。待主体结构施工完成后，现场进行外墙保温及装饰施工，并对室内公共区域楼地面、墙面、吊顶进行装饰施工。

在实际核心筒—模块建筑施工中，受诸多因素的影响，现场施工与工厂建造部分未能有效衔接，施工进度较为滞后，未能充分体现出模块建筑施工速度快的优点。核心筒—模块建筑结构形式的施工目前在国内建筑市场中尚属第一个示范项目，其施工工艺、厂内建筑材料的质量把控以及模块建筑体系施工质量验收标准的确立在工程施工中尚处于不断的摸索、论证和优化的阶段。但随着政府对建筑产业现代化工作的积极推进，将会积极扶持装配式住宅工程的施工和推广工作，因此，模块建筑在今后一个阶段内成为建筑市场的主要建筑方式。

通信地址：江苏省镇江市镇江新区大港圌中路9号 镇江市兴华工程建设监理有限责任公司。

TU712

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2015-02-21