陈一昕
(福建第一公路工程集团有限公司,福建 泉州 362000)
随着我国建筑领域的快速发展,预制装配式建筑施工技术因其生产效率高、节能环保等优点已得到了广泛应用,并且取得了显著的成果。但装配式建筑从设计、施工到验收等环节管理一体化的全流程中尚存在许多不足,如设计不很完善、工艺不够成熟、施工质量管理体系有待加强等方面的问题。本文结合实际案例,分析装配式建筑在策划设计、生产安装、验收等全流程的质量控制措施。
相较整体现浇混凝土建筑,装配式建筑的建设流程更综合、更全面、更精细,在施工总承包或传统EPC工程总承包的基础上,增加了方案策划、构件设计、构件生产、一体化装修、构件安装、装配式专项验收等过程[1],建设各阶段需有效衔接和协同作业,才能保证装配式建筑的整体施工质量。装配式建筑建设流程如图1所示。
图1 装配式建筑的建设流程
百顺·国宾府位于福建省南安市官桥镇,总规划用地面积21749.00m2,总建筑面积62487.50m2,地上总建筑面积49311.55m2,计容建筑面积48473.68m2,不计容面积14013.82m2;地下室建筑面积13175.95m2,工程建安造价约12600 万,共建造住宅楼10 栋(其中1#楼17层、2#楼17 层、3#楼28 层、5#楼29 层、6#楼29 层、7~10#楼四层),1 栋3 层幼儿园。1#楼~10#楼住宅为剪力墙结构,11#楼幼儿园为框架结构。5#楼和幼儿园为装配式建筑,装配面积13979.35m2,装配率22.37%,5#楼单体预制率15.22%,幼儿园单体预制率15.47%,主要预制构件有叠合板、阳台板、楼梯等。该工程应根据装配式建筑的建设流程,做好设计、施工和验收等全流程质量管理工作。
方案策划和构件设计是装配式建筑项目前期的重点工作。
3.1.1 方案策划与设计
方案策划对项目的合规性、经济性起到至关重要的作用。设计单位或咨询单位应查阅项目当地关于装配式建筑的相关政策,结合项目定位、规模、造价等因素,编制项目策划方案。该项目的方案策划参照了《福建省人民政府办公厅关于大力发展装配式建筑的实施意见》、《泉州市人民政府办公室关于印发泉州市推进建筑产业现代化试点实施方案的通知》、《福建省工业化建筑认定管理(试行)办法》、《装配式建筑评价标准》等相关法规、标准的条款,为项目的装配式认定和项目政策性补助申请提供了可靠的依据。同时,应根据建设单位、政府部门、当地装配式认定组织等相关意见进行方案设计。设计方案除阐述整体布局、结构体系、节点构造、连接方式等,还应重点计算、复核项目的装配率和预制率[2],参考国家规范并结合当地的评价标准。例如该项目在满足当地政策文件关于装配率要求的同时,预制率也参考了福建省相关的《福建省工业化建筑认定管理(试行)办法》等。
3.1.2 构件设计
构件设计应根据项目总体设计方案的不同阶段同步进行。初步设计和施工图设计阶段(包括构件深化设计)应做好如下技术措施及质量管理。
(1)建立基于项目前期、工程建设、工程验收、工程交付的全流程BIM 信息化技术。通过三维模型、构件管理系统等信息化技术使参建各方可以高效地获取相关信息,指导项目各阶段工作,实现装配式建筑的增值服务。例如该项目利用BIM 信息化技术在设计阶段进行了构件连接和钢筋碰撞检查、细部做法和管线排布的复核等工作。
(2)合理设计构件规格种类。遵循少规格、多组合的原则,充分考虑构件生产模具的周转使用。综合建筑、结构、装饰和设备等专业设计图纸,减少异形构件和二次构件。
(3)充分考虑机电设备、室内装修一体化设计。水电管线、线盒、预留孔洞等位置,装配式设计图纸应与建筑、结构等设计图纸保持一致。预留洞口的位置应充分考虑构件拆模的成品保护。例如该项目原设计阳台板上地漏与立管中心间距为160mm,间距过短不利于洞口的成品保护,深化设计后改为300mm。
(4)可以指导构件生产与安装质量的提升,同时节约造价成本。以该项目预制叠合板为例,设计阶段详细计算安装施工阶段管线敷设所需净空,优化桁架筋及管线排布,从而提升现场的施工质量。在满足叠合板钢筋保护层厚度的前提下,降低叠合楼板厚度,增加现浇混凝土厚度,达到降低构件成本、节约工程造价的目的。
构件生产企业不仅应具有相应资质,且应符合当地省、市关于装配式混凝土构件企业的相关要求,例如该项目的构件生产企业需在福建省装配式混凝土部品部件生产企业的名单中。构件生产质量可重点从“计划、人员、材料、工艺”等方面进行统筹管理。
(1)计划编制是基本。构件生产前应根据项目整体施工进度计划制定构件的“日-周-月”生产计划。构件生产计划应与现场施工进度合理进行流水衔接,避免在预制工厂或现场堆积大量的构件,不仅增加转运、储存成本,同时构件堆放时间过长,钢筋暴露在空气中容易锈蚀、氧化,影响工程质量。主材、辅材、施工器具等物资设备的供应计划也应与构件生产计划同步[3]。
(2)材料管控是源头。构件生产材料主要包括钢筋混凝土的原材料、外加剂等和模具、脱模机、预埋件等生产辅助材料。主材和辅材均应符合现行国家标准、行业标准及地方标准。材料进场时应严格执行检查验收制度,委托具有相应资质的机构进行复试并出具检验报告。材料进场后应根据材料特性分类、分区堆放;保持空间干燥且有防洪、防火等措施;需有明显标示,标示应注明材料型号、规格、进场时间等,以便工人领取和日常材料复验。混凝土配合比应在符合标准的前提下,根据生产环境和工期要求不断调整优化,例如对工期较紧或冬期作业的,配合比上可适当增加水泥用量或添加早强剂等。
(3)人员管理是核心。构件生产作业及管理人员应严格执行持证上岗制度;开工前要进行质量管理及安全管理制度的宣贯培训,并将质量、安全等管理体系培训贯穿工程始终,以提升作业人员的业务水平及安全生产意识;需制定构件生产(安装)作业责任制,利用BIM 信息化技术对构件生产(安装)每道工序定岗定责,一旦出现质量问题,可追溯到每道工序、每个负责人;运用信息化技术做好工程建设全过程的质量管控,对各施工工序及定岗人员开展量化管理,提升施工效率。
(4)工艺规范是保障。该项目叠合楼板、阳台板等规格相差较小,采用流水线施工,其楼梯异形构件等则采用固定模具施工。
构件生产前应编制专项生产方案,严格规范每道工序的施工工艺及质量验收标准;构件生产后应执行首件验收制度,设计、监理、施工及生产等各单位现场验收,确认构件是否满足深化设计要求及现场施工需求,为批量生产确认工艺及质量标杆;构件有一体化装修设计要求的,可在工厂预先施工饰面层,避免现场饰面施工过程中出现交叉污损;构件生产采用新技术、新工艺、新材料、新设备时,生产单位应制定专门的生产方案,必要时进行样品试验,经检验合格后方可实施;构件生产合格出厂时,应出具质量证明文件。
安装施工阶段应将生产计划和现场施工进度计划相结合,制定出相对应的安装施工进度计划此阶段重点包括存储、运输、吊装、混凝土后浇筑等环节。
(1)存储。构件存储可根据现场吊装顺序进行堆放,有利于保证现场吊装效率,若存储场地有限,也可根据构件型号规格分类堆放,以充分利用存储场地;构件可多层叠放,其中板类构件叠放层数不宜超过6 层,预制楼梯叠放不宜超过4 个;堆放构件应加设垫木且有防倾覆措施,支点应与吊点对应且上下位置一致,保证垂直受力点相同,防止受力不均构件开裂[4],垫木上可适量放置棉纱或橡胶块,保持构件下部为柔性结构;若构件存储场地在地下室顶板或其他软弱地基上,应进行荷载验算并采取加固措施,例如在地下室顶板底部用16#工字钢对梁底部作支撑加固。
(2)运输。构件运输前应编制运输方案,实地考察运输线路,确定运输方式和运输时间,必要时还应主动与当地交通、运输主管部门沟通协调;构件运输前应采取有效措施作好构件的成品保护,例如设置柔性垫片、柔性泡沫等保护构件的边角及和车辆配件刚性接触的部位,对超高、超宽、异形构件等采用定制防护支架等措施;运输车应匀速行驶,转弯变道减速,车速宜控制在50km/h以内。
(3)吊装。准备工作方面:一是编制吊装专项方案,对构件进行外观检查,核收生产单位的质量文件;二是核对已施工完成的结构和临时支撑、预埋件的外观质量和尺寸、标高,确认混凝土强度和临时支撑、预埋件符合设计要求;三是复核吊装机械和设备的吊装能力,核实现场环境、天气、道路等满足吊装施工要求,高处作业应配备安全防护用具。吊装施工过程:一是严格执行吊装专项方案的施工工艺和质量验收标准,这是保障施工质量的核心;二是根据构件编号与深化后的构件楼层总平图逐一对应安装。可采用分区域顺时针安装方式,和水电、钢筋班组形成流水施工,加快施工进度;三是总结施工经验,提升施工质量,例如在预制板支撑系统的周圈上粘贴海绵胶条起到防止漏浆的作用,预制板吊装完成后支撑系统应二次回顶提升安装质量[5],预制楼梯上下端安装完毕且位置、标高调整完毕后的施工空隙用水泥砂浆填实等。
(4)混凝土后浇筑。构件安装完毕进行质量验收及隐蔽工程验收后,方可后浇筑混凝土。在此过程中,充分利用BIM 信息化技术指导隐蔽工程施工[6],例如在混凝土浇筑前对水电管线安装的走向进行优化,规避三叠管现象;对构件结合面疏松部分的混凝土进行剔除和清理,对构件充分淋水湿润(表面无积水)后方可浇筑作业,防止混凝土浇筑过程中面层快速失水,影响混凝土整体质量;混凝土浇筑过程严格执行国家标准《混凝土结构工程施工规范》(GB 50666),当后浇混凝土强度达到设计要求后方可拆除支撑系统;后浇混凝土厚度较小(该项目为70mm),应有加强养护的措施。
目前装配式专项验收主要参考《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231-2016)和《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ 1-2014),各省、市有出台装配式验收地方标准的也应参照执行,装配式混凝土结构工程应进行专项验收,重点有以下专项验收。
(1)预制构件进场验收。验收的主要内容包括构件质量证明文件、构件结构性能报告和实体质量检测报告、构件外观质量等,实际验收内容应符合设计图纸要求。
(2)预制构件安装与连接验收。此项验收涉及隐蔽工程资料的验收。该项验收内容包括临时固定措施、支撑系统、连接处的钢筋、连接件、预埋件等。因该项目装配式结构采用后浇混凝土,因此还应检验连接处后浇混凝土的强度符合设计要求。
(3)现场实体质量及新技术、新工艺的验收。可根据各省、市的地方标准进行现场检测验收。该项目验收项目包括楼板和楼梯整体外观质量、楼板厚度等。涉及新技术、新工艺的验收应有专家论证、施工过程记录、首段验收等记录。
综上所述,预制装配式建筑应从方案策划设计、构件的生产安装施工、专项质量验收等全流程开展质量管理创新工作,通过合理的施工技术运用,提升了各工序协同作业效率,在提高施工效率的同时保证了施工质量。本文结合笔者工程经验,对具体的装配式建筑工程项目的方案策划、构件设计与生产、预制构件的安装施工、专项质量验收等全流程阶段的质量管理措施进行分析,总结出装配式建筑工程全流程质量管理经验,仅供参考。