装配式建筑施工质量控制研究

杨硕

（邢台路桥建设集团有限公司，河北 邢台054000）

1 引言

装配式建筑是将传统建筑施工现场涉及的大部分作业内容转移到加工厂进行模块化生产。 装配式建筑的标准化设计、工厂模块化预制、现场装配化施工、智能化吊装以及全套信息化管理等先进的作业方式已经彻底改变了传统建筑模式。 装配式建筑依靠自身特有的优势， 得到了越来越多建筑业内人士的认可，同时也得到了大力的推广和应用。 装配式建筑施工工艺在改变传统建筑现场浇筑混凝土工艺的同时， 也产生了一些影响施工质量的不利因素。 基于此，本文以某装配式建筑为研究背景，对实际施工中遇到的问题进行深入分析和探讨，并采取行之有效的措施进行改进处理， 继而有效提升装配式建筑施工质量[1]。

2 工程概况

某城中村回迁安置5#地项目，由6 栋高层（1#～6#）住宅组成，高层住宅地上最高为15 层，最低为12 层，地下车库为地下2 层，有3 个出入口，总建筑面积为81 458 m2。 6 栋住宅楼结构形式为装配式剪力墙结构， 楼体底部的加强区域和地下室部分采取现场浇筑混凝土剪力墙结构， 从楼体底部的加强区域一直到楼体顶部均采用外墙全部预制、 内墙大部分预制加小部分现场浇筑相结合的方式。 建筑上层与下层的预制墙板通过上了套管的竖向钢筋灌浆后连接。 住宅楼的首层到次顶层的顶板均采用叠合板，屋面均采用现浇混凝土楼板。 建筑2 层楼梯以上为预制混凝土楼梯、建筑2 层楼梯以下包括2 层楼梯采用现浇混凝土楼梯。 建筑竖向内墙在3 层以上均采用预制混凝土构件安装，内墙部分区域采用现浇混凝土墙体。

3 装配式建筑施工质量影响因素

3.1 因建筑构配件深化设计考虑不足引起的质量问题

建筑构配件生产厂家为确保其生产的构配件切实满足施工现场的需求， 通常根据设计院提供的构配件设计图进行深化设计。 装配式建筑构件需要进行深化设计的部分包括：墙体预制构件的孔洞预留、 预埋件和连接件的定位以及墙体内各个线盒等位置的固定。 即便是做了详细的深化设计之后，运输到施工现场的建筑构配件仍然会出现不少的问题， 这也暴露出建筑构配件在设计过程中以及加工厂的深化设计过程中存在的一些问题，需要对这些问题进行改进。 根据现场实际情况来看，加工厂的深化设计主要存在以下几点问题。

第一点问题：2#楼和3#楼5～9 层的02 户型的公共区域内的梁和预制内墙的安装连接出现了冲突， 直接原因是公共区域风道梁延伸到了预制墙体内部， 但是没有提前在对应位置留好梁窝豁口。 产生这种情况的深层次原因是加工厂虽然对预制墙板进行了深化设计， 但是没有对与预制墙板相互连接的构件形成的整体进行系统性的深化设计， 没有考虑系统性误差的存在，导致施工时出现问题。 在施工过程中不得不在预制墙体内硬生生地砸出豁口来匹配梁的尺寸，最后再进行连接。

第二点问题：1#楼和4#楼的01 户型的悬挑构件没有考虑锚固钢筋加长后对结构孔洞的影响， 具体位置是预制空调板的锚固钢筋和厨房烟道发生了冲突。 加工厂在深化设计时，只考虑到了预制空调板锚固钢筋的长度， 没有考虑烟道孔洞的内部结构， 导致1#楼和4#楼01 户型空调板需经原设计单位出具修改方案后再进行后续的处理及连接。

第三点问题：6#楼3～8 层预制构件与其对应的垂直墙体之间的关系存在误差， 具体误差位置是斜支撑连接件预留螺栓孔位置受到垂直墙体的影响， 还有预留模板的对拉螺栓孔位置也受到垂直墙体的影响。 最终为了工程的继续进行，不得不根据实际的位置关系在结构墙体二次开孔， 又引起了构件与其他位置的二次冲突风险。

第四点问题： 加工厂在深化设计过程中存在检查不严谨的情况， 导致预制叠合板和预制阳台板的上斜支撑预埋连接螺栓的数量和原设计图纸不同，存在数量缺失；预制墙体的对拉螺栓孔数量不足；从1#到6#楼的部分预制墙体均存在预留孔洞偏离设计位置以及部分预制墙体现场拼接间隙过大的情形。 最后不得不在现场安装施工过程中通过修改设计、剔凿等措施来降低因工厂深化设计考虑不足带来的结构冲突。

3.2 因预制构件开裂引起的质量问题

建筑预制构件在加工厂预制完成后， 需要经过远距离运输到施工现场， 在施工现场经过多次的吊装和叠放最终才能安装完毕。 在这个漫长的过程中，如果哪个环节质量控制不到位或者控制措施出现了问题， 预制构件相对薄弱的地方在受力不均匀或者应力集中的情况下，容易出现开裂的情形。 案例项目预制构件在运输及吊运安装过程中出现裂纹的构件主要有以下几个地方。

1）预制管井或预制构件的洞口位置存在豁口的异形叠合板，由于豁口构造的特殊情况，在运输和吊装过程中，预制构件的豁口处均无法做加强处理，所以，预制构件在多次吊装和码放过程中，造成了豁口处受力失去平衡，继而引发预制构件出现裂纹。

2）为了节约施工现场材料存放空间，运输到现场的叠合板码放高度超过了规范规定的安全高度， 再加上叠合板之间的垫木重心不在一个垂直面上， 导致叠合板薄弱部位因受力不均出现了裂纹。 案例项目中1#楼和5#楼的阳台板设计为异形板，其中，5#楼4～9 层的阳台板带下返台结构，因预制阳台板的下返台使得预制构件的重心下移， 再加上阳台预制板为悬挑构件，本身容易发生挠性变形，如果在码放预制阳台板时不采取行之有效的措施， 很容易出现预制阳台板局部开裂的可能性，继而导致预制阳台安装后出现局部漏水的情形。 如果预制阳台板出现的裂缝在可控范围内， 则现场需要进行修补后方可使用，如果裂缝超过一定范围，需要进行退货处理，不仅影响了施工质量还影响了施工进度。

3.3 因预制构件连接不准确引起的质量问题

3.3.1 套筒灌浆量不足

预制墙板纵向连接采用的是套筒灌浆的连接方式， 但是套筒内灌入的水泥浆液是否饱满， 现阶段还没有准确可靠的检测方法。 现阶段，施工现场检测套筒灌浆量是否饱满的方法只能是在灌浆施工完成后看上部的出浆孔是否有浆液冒出，如果有浆液冒出，说明套筒内浆液已经灌满，如果浆液没有冒出，则继续灌入水泥浆液。 但是这种方法存在一定的弊端，因为套筒灌浆管内部情况是无法看见的，既然无法看见，也就无法准确知道内部的实际情况，所以，灌浆管内部灌入的浆液达到什么程度很难把控。 此外，无论是施工现场作业人员对灌浆孔清理不到位，还是构件在预制加工过程中的封堵不到位，都会引起灌浆孔或者出浆孔堵塞，对灌浆质量造成不利影响。

3.3.2 钢筋和套筒连接的偏位

在5#楼装配式施工现场作业中的预制构件套筒连接过程中，出现了钢筋和预制套筒位置偏移的现象，根据偏移量的大小，将钢筋和预制套筒偏位分为部分偏位和完全偏位。 对于部分偏位的情形， 可以通过多次不同的尝试后将钢筋勉强插入套管内，而对于完全偏位，则必须对预制构件进行重新加工后才可返回施工现场使用。 通常情况，从加工厂的角度来说，出现钢筋和预制套筒位置偏移是因为预制构件加工过程中对定位和尺寸精度控制不足引起的， 需要重新返工修理再运输到施工现场。 从装配式施工现场环节来说，施工现场作业人员会将钢筋掰弯或者在现场对预制构件重新打孔， 来确保钢筋顺利插入预制套筒内。 但从具体效果来看，无论是掰弯钢筋还是重新在预制构件上打孔， 都是在一定程度上改变了设计的初衷，至于是否改变了结构的承载能力无法给出准确的判断，但是一定会对装配式建筑结构的安全性造成一定的隐患，所以，钢筋和套筒连接偏位问题一定要杜绝。

4 装配式建筑施工质量控制措施

4.1 建筑构件深化设计过程控制

建筑构配件深化设计部门属于加工厂一个独立机构，这样虽然便于加工厂集中管理， 但是也存在深化设计部门与加工生产一线和装配式施工现场脱节的弊端。 只有当装配式施工现场安装过程中发现问题后， 再通过一级一级反馈才能到达深化设计部门。 例如，案例项目中4#楼01 户型的空调预制板在现场吊装过程中发现了问题， 需要由现场技术人员将问题反馈给技术总工，技术总工再将问题反馈给设计院，并和设计院人员沟通协商解决方案。 当协商方案确定后，该项目的设计院负责人再出具设计变更，之后反馈到装配现场后，现场再修改处理。 以上处理方式是针对施工现场可以对存在缺陷的预制构件进行处理的情况而言。 如果装配式施工现场无法处理预制构件的缺陷， 只能将预制构件返回加工厂重新进行加工补打后再运输到现场进行安装， 这样不仅会延误大量的施工工期，也会大量增加施工现场的窝工量，增加施工成本。 由此可见，加工厂深化设计环节的重要性。

装配式建筑预制构件的深化设计是设计工作的进一步延续，预制构件的深化设计应该结合施工现场具体情况来进行细化和必要的调整，目的是在不改变设计要求的前提下满足现场吊装施工要求。 为了保证预制构件深度细化工作的准确性，应积极引入并应用BIM 技术建立装配式建筑施工模型， 将需要深化设计完成的彼此相对独立的预制构件拼装成完整的统一整体，再综合考虑各类管线、斜支撑、预制模板以及吊装架体等因素，充分弥补在二维平面进行深化设计过程中所忽略的各类问题。 通过BIM 技术建立装配式建筑结构的三维模型来科学准确检查预制构件之间的位置关系、 预埋件位置的合理性、预制构件的标高是否一致以及建筑预留孔洞位置是否准确等，将以往在装配式施工阶段才能发现的问题，在预制加工的深化设计阶段即可发现并采取有效措施处理，将问题提前解决。

4.2 预制构件裂缝质量控制的措施

预制构件出现裂缝的原因不尽相同， 要有效控制预制构件裂缝的产生，需要正确分析预制构件产生裂缝的根本原因，准确分析预制构件是设计缺陷引起的抗裂强度不够还是预制构件在吊装过程中或者预制构件在施工现场码放过程中的操作失误引起的局部受力不平衡导致挠度形变引起的裂缝，继而采取行之有效的解决方案。 针对装配式建筑施工现场发现的叠合板和异形阳台板薄弱部位的抗裂能力不足的事实，现场技术负责人出具变更申请， 由设计单位确定后下发正式的设计变更，在叠合板和异形阳台板薄弱部位增加抗裂钢筋，增加叠合板和异形阳台板结构局部抗裂能力。

此外，针对水平跨度大的预制构件与设计单位协商沟通，在设计时增加相应的抗裂措施， 避免因水平跨度大而发生断裂问题。 根据项目实时动态进展，可以向预制构件加工厂派驻监督管理人员，监督加工厂对预制构件的高温养护，确保预制构件的出场强度。 派设专人负责预制构件的运输安全，监督运输保护措施是否到位，构件的减震措施是否到位。 减震的具体做法应该是在预制墙体运输的底部增加硬橡胶隔垫， 预制水平构件运输应做好棱角橡胶垫保护， 出场构件使用捆扎带栓接代替钢丝绳，减少硬接触，防止运输途中颠簸导致构件局部开裂。 预制构件进入施工现场后， 水平构件吊装过程必须按照要求逐一吊运，在吊运过程中应使用托盘整体起吊，严格禁止一次起吊多块。

4.3 预制构件现场连接精度控制

针对无法准确检测灌浆套管水泥浆液饱满度的情况，施工现场根据1#～6#楼不同的户型墙体现场加工制作了定长度的疏通钢丝。 在水泥浆灌入前，施工作业人员将注浆管用特制的定长度钢丝进行疏通，疏通后做好现场记录，并逐一检查各个连接接头处的灌浆孔和出浆孔内是否含有影响水泥浆液流动的杂物，如果存在杂物立即清除，确保灌浆孔路的顺畅。装配式建筑结构构件的连接精度是整个装配体系正常运行的基础，所以， 控制好结构构件连接精度是施工现场管理的关键环节，加强预制构件的连接精度管理对施工质量控制至关重要。预制构件现场连接时要委派技术人员旁站，针对预制阳台板和阳台墙体连接的固定模式，在加工厂加工时，让加工负责人做好预制阳台板定位复检标记。当预制阳台板运输到施工现场吊装前，对预埋件尺寸和位置进行复测，双向确保预埋件定位的精准度。

5 结语

装配式建筑施工首先要保证运输到施工现场的预制构配件质量满足设计规范要求。 除此之外，在预制构配件吊装施工过程中要保证钢筋搭接、 预制件连接等所使用的工具符合要求，确保技术性操作的稳定可靠。 此外，对项目参与者的安全教育培训不能忽视，对项目管理人员要定期培训、对施工人员要进行安全技术交底，确保装配式建筑施工质量总体可控。