装配式混凝土建筑施工质量风险及控制要点研究

孙宏明，张狄龙

（中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

由于建筑业对绿色节能建筑理念的倡导和国家产业结构调整，装配式混凝土建筑因具有绿色环保、节约工期、提高生产效率、节约能源的优点而受到广泛关注。2016 年 9 月，国务院发布《关于大力发展装配式混凝土建筑的指导意见》（国办发〔2016〕71 号），提出“力争用 10 年左右的时间，使装配式混凝土建筑占新建建筑面积的比例达到 30 %”［1］。国务院通过发布该指导意见，使我国装配式建筑的应用推广见到了新的曙光，随之而来的是装配式建筑发展新阶段的挑战。相关研究人员根据国内建筑环境，对应用装配式混凝土建筑产生的质量风险做了很多调查研究工作，并取得了一定的宝贵成果，包括：通过冲击回波法、内窥镜观察等方式对装配式混凝土建筑进行结构检测，结合缺陷百分比图、频谱解析图对施工期间的质量风险做了大量研究工作［2］。谢明辉等根据装配式混凝土建筑的施工特性，基于现有装配式混凝土建筑质量风险研究基础上，借助于 BIM 的独有特点，对装配式混凝土建筑的质量风险进行探究，并总结出事前指导性质量管理、事中控制性质量管理、事后总结性质量管理的观点［3］。由此可见，施工阶段的质量风险成为了影响装配式混凝土建筑品质的关键要素。本文针对施工阶段的质量风险进行剖析，并提出了相应的工程质量风险控制要点。

1 施工质量风险

造成施工质量风险的原因有诸多方面，每种风险的成因不同、发生的概率不同，造成的损失程度也不同，具体主要存在于以下几个阶段。

1.1 施工准备阶段

施工准备阶段是整个施工阶段的最重要的环节之一，“预则立，不预则废”。在这个阶段可谓体现的淋漓尽致。

1.1.1 施工场地布置

如果在施工准备阶段未能选择起重能力符合要求的起重机，或者未能合理布设其位置，将导致起重机的覆盖范围无法满足吊装作业需求。与此同时，场内临时道路如果未设计成环形路、宽度或转弯半径不足，会造成构件运输车辆无法正常通行，会造成预制构件很难一次运送到既定位置，在多次转运过程中发生磕碰、剐蹭造成构件损伤。

1.1.2 人员素质

在产业化程度较高的国家，建筑工人的培养主要依赖于建筑企业自身，其注重实际操作与应用。但我国目前产业工人存在严重不足。国内建筑企业操作工人基本为农民工，企业缺乏自有的产业工人，用工来源主要来自于劳务企业。因此，现场管理和操作人员因不了解装配式混凝土建筑施工工艺及个人技术水平的欠缺，以至于经常出现预料不到的状况，且由于自身水平有限无法及时察觉或预判现场的质量风险。

1.2 预制构件入场验收、卸车、存放阶段

预制构件入场验收是构件进入施工现场、吊装使用之前最后一道质量屏障，入场验收质量的高低，直接关系到其后续施工阶段质量起点的高低。卸车阶段和存放阶段是保护入场验收成果的关键环节，同样不容忽视。

1.2.1 预制构件的入场验收

部分构件进场时无法提供要求的资料，构件外观质量不符合要求，存在构件裂缝（见图1），变形、缺棱掉角、套筒堵塞、预埋件、预留洞遗漏或错位等诸多问题，若入场验收时未能及时发现和处理，会给构件安装或灌浆等后期工作增加困难。

图1 预制剪力墙存在裂缝

1.2.2 预制构件卸车

预制构件卸车时，构件与构件、构件与车体发生碰撞，导致构件缺棱掉角（见图2），造成预制构件拼接处拼缝不严而发生漏浆、渗漏等质量风险。

图2 卸车造成的构件缺棱掉角

1.2.3 预制构件的临时存放

预制构件出厂前的入库存放、构件入场时的运输、构件入场后的堆场存放都属于临时存放，由于管理人员未考虑存放条件，经验欠缺，进而增加质量风险，如：平放构件的裂缝、变形、立放构件的倾倒、磕碰（见图3），如果施工现场未采用专用搁置堆放架、构件底部未放置软垫木，堆放架强度、刚度、稳定性不够，导致出现倾倒、碰撞。

图3 预制构件存放不当倾倒

1.3 预制构件吊装、固定阶段

预制构件的吊装阶段、固定阶段是装配式建筑施工的灵魂阶段，因装配式建筑对安装误差要求较高，为了得到高品质工程，在此阶段应高度贯彻精细化管理。

1.3.1 预制构件的吊装

施工现场往往未根据预制构件的形状、尺寸、重量选用相匹配的吊具，导致作业无法正常进行或构件损坏。如叠合楼板、异型及复合预制构件均应使用专用吊具。吊索与构件水平夹角过小，造成内力过大，导致构件发生损坏。此外，预制构件吊装前如果未准备牵引绳，会增加构件的就位难度，易导致构件因碰撞而损坏。

以叠合楼板的吊装为例，部分叠合楼板由于其本身体积过大，且厚度较薄，使其在卸车和安装时断折现象频繁出现，主要表现在吊装和运输的过程中，未规范使用吊装工具促使了质量风险的发生，如图4 所示。

图4 叠合板卸车未使用专用吊具

1.3.2 预制构件的测量及定位

预制构件的安装风险主要指构件就位后的缝隙、图纸要求的定位位置及标高、规范要求的垂直度等方面，如图5 所示。主要原因包括：施工测量定位不准确，预制构件尺寸误差较大，安装操作人员与吊装机械配合协调性差，导致预制构件安装时碰撞钢筋及周边其他混凝土部件，最终导致结构偏差超出允许范围。

1.4 现浇混凝土构件浇筑阶段

现浇混凝土构件浇筑阶段在装配式建筑中虽然相对传统现浇混凝土结构占比较小，但不可谓不重要。转角、板带等关键节点部位都离不开现浇混凝土构件的加持，因此应引起重视，在避免传统混凝土工程质量风险出现的同时，还应预防现浇混凝土与预制混凝土结合过程中衍生出的新型质量风险。

现浇混凝土结构与预制构件的连接预留钢筋，未采取有效的加固措施，在混凝土浇筑期间受到扰动，造成预留钢筋长度过长，或由于混凝土标高误差大造成伸出钢筋长短不一，造成预留钢筋不能按设计要求有效伸入上部构件预留孔内，最终造成拼接缝隙过大，影响接缝封堵、灌浆等作业质量，此类问题在装配式混凝土建筑现浇层到预制层的转换层颇为常见。

1.5 灌浆阶段

套筒灌浆和浆锚搭接是当下应用较广泛的装配式混凝土建筑构件连接方法。两种连接方式均涉及灌浆作业，因此，套筒灌浆是装配式建筑施工阶段的重要工序。

施工现场往往存在灌浆料搅拌不均匀、拌合物流动度过小、灌浆料未按规定时间使用或含有杂质、灌浆不饱满、漏浆、无灌浆全过程影像资料、灌浆设备清洗不及时、停电及灌浆作业因设备故障导致的灌浆中断等等，严重影响灌浆质量。此外，受检测技术手段、仪器精密程度等因素制约，灌浆质量风险发生后，检测难度较大，问题部位隐蔽性强，不易发现，若灌浆施工时未能避免或及时采取补救措施，事后很难进行处理。

2 施工质量风险控制要点

施工质量风险的控制其实也是质量行为的控制，人作为行为的主体，其素质、技术水平、管理水平、责任心等，都是影响施工质量的关键因素。也可能是决定施工风险大小的决定因素，我们作为工程人，决不可忽略任何一个环节的作用，即使这个环节微不足道，也要用如临深渊，如履薄冰的心态去做风险控制。具体分为以下四个阶段进行阐述。

2.1 施工准备阶段控制要点

1）起重机的选型及布设应综合考虑，确保其合理及有效地覆盖范围，从而满足一次性吊运到位的要求。场内构件堆场、临时道路应提前进行硬化，设计场内环形道路，且临时道路宽度、转弯半径规划时应将车辆故障、起重机故障等情况考虑在内，以应对突发状况。构件运输车辆一般为 13 m 和 17 m 的平板车，需要转弯半径约 10 m。

2）现场技术及管理人员需有相关工程工作经历或通过了技术考核。操作人员由于涉及特种设备及高处作业，必须持有对应且处在有效期的特种作业资格证［4］。

2.2 预制构件入场验收、卸车、存放阶段控制要点

1）预制混凝土构件需全数进行检查验收。包括资料检查和构件质量检查两方面，资料检查应涉及资料种类、份数、完整性等，入场检查应包括构件平整度、变形、预埋件、灌浆孔、出浆孔堵塞情况等，推荐使用检查表法，对超过允许偏差的构件，及时进行修补或退场处理，以免入场后无法安装，造成损失的扩大。

2）构件卸车时，应避免预制构件吊装时偏斜，造成磕碰，异型或大型预制构件，应设置牵引绳辅助吊装。

3）平面存放的预制构件，应避免叠放层数过多、各层垫块应在一条垂直线、多点支垫时，所有支垫的上表面应在同一个水平面。立放的构件应配置专用存放架、构件底部放置软垫木。水平缝带有企口的构件，底部支垫应避免破坏企口，存放架的强度、刚度和稳定性应考虑碰撞、风荷载等客观因素，如图6 所示。

图6 预制剪力墙存放架

2.3 预制构件吊装、固定阶段控制要点

预制构件由堆场吊运至安装现场前，应先检查确认吊点是否符合设计要求，不同类型的构件，配合不同的吊具进行吊装。梁式吊具采用型钢制作并带有多个吊点，通常用于吊装线性构件（如：梁、墙、板等）或用于柱安装。架式吊具，也称为平面式吊具，对于平面面积较大、厚度较薄的构件，以及形状特殊无法用点式或梁式吊具吊装的构件（如叠合板、异形构件等），通常采用架式吊具。特殊吊具是为特殊构件量身定做的吊具。

如图7、图8 所示，尺寸较大的叠合楼板、异型及复合预制构件宜采用平面架式吊具，预制梁、预制墙板宜采用梁式吊具。

图7 部分装配式混凝土建筑专用吊具

图8 使用吊架吊装预制构件

构件安装就位后应安装斜支撑，外墙斜撑安装在墙内侧，内墙斜撑安装在墙两侧。斜支撑终拧前，不得摘除吊钩。

2.4 现浇混凝土构件浇筑阶段控制要点

应对竖向预留钢筋采取固定措施，可采用经过放线校正的定位钢板，并加固牢靠，如图9 所示。套筒灌浆后，灌浆料与钢筋在套筒内的连接主要依靠握裹力，因此，应避免预留钢筋的污染、锈蚀，造成握裹力降低，影响连接质量。

图9 竖向预留钢筋采用定位钢板固定

2.5 灌浆阶段控制要点

灌浆的整个作业过程应有管理人员旁站监督并留存相应资料。具体的措施如下。

1）为了防止停电、机械故障等因素而导致灌浆中断，应选用专业设备厂家生产的灌浆设备，强化对设备的保养，及时更换易损部件，设备使用后彻底清洗，安排专人进行灌浆设备的使用和保养，此外，须准备备用设备，如：发电机、灌浆机、搅拌机、线缆等。

2）竖向灌浆应根据实际情况对灌浆套筒分组灌浆，每一组灌浆套筒与构件间隙构成一个仓位，仓位应保证密封良好且不宜过大，灌浆套筒最大间距不宜＞1.5 m 或 3～4 个套筒为一个单仓，可有效降低漏浆等质量风险。

3）座浆料采用座浆法或抹浆法封堵时（见图10），预制构件底部与结合面的接缝应先清理干净并用水润湿，采用 50 MPa 的座浆料，座浆或抹浆 24 h 后再进行灌浆。

图10 构件缝隙用座浆料抹浆封堵封堵

3 结语

我国建筑领域和其他领域一样在进行技术革新，装配式混凝土建筑在我国的应用也逐渐摆脱低俗，并呈现良好的上升势头。本文参照行业相关标准，结合工程实际对施工质量风险及对应的控制要点进行了初步研究，有针对性地提出了风险控制建议，有助于改善当前装配式建筑施工现状、控制施工阶段质量风险，为我国装配式建筑健康发展增添助力。Q