张 云 曹宏伟 孙鲁军
(山东省住房和城乡建设发展研究院,山东 济南 250001)
装配式混凝土建筑主要指结构系统由混凝土部件(预制构件)在工地装配而成的建筑。长远来看,装配式混凝土建筑较传统现浇混凝土建筑具有工程质量好、生产效率高、安全隐患低、人力成本低、资源浪费少、节能效果好等优点。2016年,国务院办公厅出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发〔2016〕71号),提出大力推进装配式建筑发展,据统计,2020年全国装配式建筑面积已达6.3亿m2,占新建建筑面积的比例约为20.5%。装配式建造方式与传统建造方式存在较大差异,特别是深化设计、一体化装修设计等工作前置,部品部件实施工厂化生产等工作变化,对工程监理提出了新的要求,目前监理管控体系不匹配成为制约装配式建筑规模化发展的因素之一,如何对装配式建筑特别是装配式混凝土建筑进行科学合理的管控,保证工程质量和成效,已经成为监理行业和机构亟待解决的问题。
本文以济南市某安置区项目为例。项目总建筑面积31万m2,总造价89013万元,包括8栋住宅楼、1栋配套商业、1所36班小学、1所12班幼儿园。项目采用EPC+BIM+装配式的特色建造模式,住宅应用装配式外墙、预制内墙、叠合板、预制楼梯、空调板,各单体装配率均在50%以上,并试点应用预制散水、预制屋面,装配率最高达60.66%,项目工程规模大,关注度高,列为山东省棚改和济南市重点工程。
项目成立工程项管及监理一体化项目部,明确总监理工程师,配备具有装配式建筑管理能力和从业经验的监理人员,建立针对装配式混凝土建筑项目监理机构制度,编制监理规划和构件制作与运输、吊装与安装、旁站、外墙板缝施工、安全管理等监理实施细则,定期召开内部监理工作会议,及时查找问题和不足,不断总结经验和措施,实施装配式建筑监理动态管理机制。施工阶段主要监理工作流程如图1所示。
装配式混凝土建筑施工中对关键工序、关键部位实施旁站监理,关键工序主要包括现场吊装、安装、套筒灌浆、预埋预铺等环节;关键部位主要包含结构主要受力部位的节点连接、板缝填充打胶、防水等部位,监理人员实施旁站监理时应做好记录并签字。
图1 装配式建筑施工阶段监理工作流程图
监理人员按照工程进度对项目质量情况进行巡视,主要包括预制构件生产计划及项目进度情况,现场安全设施及防护情况,标准规范、设计图纸、施工方案等执行情况,吊装、支撑、注浆等设备机具运行情况,预制构件堆放情况等。
装配式混凝土建筑项目见证取样主要包括需要复试的预制构件、钢筋套筒灌浆连接及浆锚搭接连接用的灌浆料、构架接缝坐浆料等,见证取样数量和要求主要依据国家和地方相关标准进行。
平行检查是控制装配式建筑质量的有效手段之一,对部品部件、配件等重要原材料验收和对工序的验收、对隐蔽工程的验收等实施平行检查。
装配式混凝土建筑施工工序较多,工艺也较为复杂。施工总进度与施工方案计划、构件生产及运输、吊装、构件连接等施工工序密切相关,项目监理重点审查预制构件生产企业的生产方案计划,督促构件生产厂家统筹安排模具设计、加工、首层构件生产等进度,做到科学合理,确保现场构件供应及时,本项目模具设计及加工进度为30d,首层构件生产进度为10d。此外,还应审查施工单位的施工工序安排,重点审查构件堆场布置、构件驳运吊装、节点连接方案流程,确保运输道路和堆场设计满足构件进场和堆放需要,此外还应根据构件种类、重量等选择适合的吊装机械型号及数量,并在施工组织中合理确定机械进场时间,形成穿插流水作业,避免出现停工、窝工现象,影响工程工期进度。在把握施工总体进度前提上,应明确标准层施工进度,本项目标准层装配式施工工期为7d/层。监理机构应加强工厂与现场的协调,施工单位至少提前3个月将构件需求计划反馈给构件生产企业,如有调整应实时反馈给生产企业,便于提前安排生产,同时预留缺陷构件返厂维修时间。
在施工准备阶段,按照规定实施首批构件驻厂监造制度,项目监理安排驻厂监造人员检查预制构件厂家是否根据构件型号、形状、重量等特点制定相应的工艺流程和生产方案,预制构件生产所用的混凝土、钢筋、套筒、灌浆料、保温材料、拉结件、预埋件等应符合规范及现行国家相关标准的规定,并作进场复验,经检测合格后使用。在施工阶段,项目监理建立预制构件现场安装首段验收制度,对施工单位质量管理体系、施工工艺和质量控制检验制度进行监督。在整个施工过程中,对关键工序及部位施工实施旁站监理,重点检查构件运输和堆放符合性、连接质量、预留预埋件、连接节点及接缝构造等,经验收合格后方能进入下一道工序施工,本项目采用套筒灌浆的连接方式,需按设计要求检查套筒中连接钢筋的位置和长度。此外,外挂墙板和预制楼梯重点检查节点连接、拼缝位置等与设计要求的符合性。装配式混凝土结构质量验收应符合现行国家及行业标准,由项目总监组织建设各方共同实施,对预制构件安装施工、套筒灌浆或钢筋浆锚搭接连接施工、连接构造节点、密封材料及接缝防水等逐项进行技术复核和隐蔽工程验收。验收合格后,项目监理编写质量评估报告,对现场验收情况、专业或集成系统工程质量检测及部品部件验收情况等进行评估评价。
装配式混凝土建筑成本造价控制,有别于传统建筑成本控制。采用EPC模式、规模化建设和标准化设计等是解决装配式混凝土建筑造价偏高的内在因素,政府补贴、容积率奖励、提前预售等政策扶持是降低增量成本的外在因素。我国装配式建筑还处于发展初期,据测算,设计、采购(生产)和施工三个环节的成本比例达到80%以上,深化设计、预制构件生产运输和堆放吊装等额外增加的施工现场措施费是装配式建筑建造阶段成本增量的主要影响因素。项目监理通过加强技术管控和方案优化有效降低了增量成本。目前大多数建设、设计、施工等单位对装配式建造模式不熟悉,造价控制需要在方案设计阶段进行介入,项目统筹考虑装配式建筑工程特点,遵循标准化、模块化要求,结合当地补贴政策、市场成熟度、场地条件、房价因素等条件对设计方案和施工方案进行优化。项目充分采用BIM等先进技术加强施工现场的管理控制,合理设计预制构件与现浇连接之间的构造形式,避免或减少构件之间的碰撞、进行可视化施工交底、优化施工过程等,有效降低了工程综合造价。
安全生产管理是装配式建筑施工监理中的一项重要工作,项目配备专职安全监理,制订和完善安全监理控制方案,负责管理监督现场安全和文明施工,审核安全管理制度落实情况和施工方预制构件吊装安装方案,重点关注构件吊装中塔机负荷、吊点吊具、临时支撑设置、安全警示标志及人员安全防护情况,对PC构件的吊装安装、塔机安拆、工具性脚手架安拆等过程实施巡视,及时查验施工方安全技术交底、班前交底和特殊工种上岗证落实情况,督促施工方在吊装作业区进行专人监护,通过安全监理联系单、安全监理通知单等形式,对危险性较大工程或存在安全隐患现场实施动态监管,并定期组织安全专项检查,编写安全分析报告。
装配式混凝土建筑工程监理过程采用各种信息化技术进行可有效提升管控效率、节约成本、提高各方沟通交流效果。管理信息化不仅仅包含图片、录音及录像等各类多媒体技术,还包含BIM、物联网、自动测控等现代技术应用。项目监理特别注重采用BIM技术整合项目的相关信息,深度挖掘BIM技术在装配式建筑中的应用价值,加强与构件生产、施工方的沟通与协调,高效处理质量、造价、进度、安全等信息。项目按照监理合同约定,审核装配式混凝土建筑深化设计BIM模型中的部品部件信息与深化图纸的一致性,主要包括构件编号、类型、尺寸、规格、钢筋等级、混凝土强度等级、预埋吊件、安装连接件、预留孔洞、机电安装预埋件、RFID或二维码等信息,大大提高了工作效率,有效保证了构件生产质量和施工质量。
与国外装配式建筑实践来看,目前我国装配式混凝土建筑发展时间较短,还属于一项新兴技术,存在装配式率低、成本高、安装困难、施工效率低、灌浆质量难以保证等问题。装配式建筑与传统建筑项目监理在质量控制、进度控制、造价控制等方面存在很大不同,基于以上情况,监理行业应按照实际施工情况,注重问题导向,加强对装配式建筑施工全过程的监理管控体制机制研究,找出项目监管的重点和薄弱点,进行差别化对待,进一步提升我国装配式建筑工程项目监理工作水平。