裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程監(jiān)理控制措施探析

蘇捷克

0 引言

裝配式在我國出現(xiàn)在20 世紀50 年代，直到60～80 年代才進入發(fā)展階段，在理論與技術(shù)方面都和發(fā)達國家存在較大差距，需要繼續(xù)加強相關(guān)研究，并且在工程監(jiān)督管理方面也要繼續(xù)進步，以新型建造方式適應(yīng)新時代發(fā)展需求，實現(xiàn)我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文結(jié)合在龍海市海澄鎮(zhèn)參建的“龍海市四館一中心項目”加以研討，本項目為一類大型綜合體公共建筑群體，主要涉及的預制構(gòu)件為疊合梁、疊合板、樓梯，綜合設(shè)計預制率達到25.86%，項目在高度、跨度、空間布局等方面，對構(gòu)件在拆分深化設(shè)計、預制生產(chǎn)、運輸堆放及施工安裝均提出了較高的技術(shù)難度。本次研究創(chuàng)新之處在于對混凝土結(jié)構(gòu)工程監(jiān)理各個過程提出控制措施，證實可以創(chuàng)造較好的社會效益。

1 裝配式建筑概述

1.1 裝配式建筑的概念

裝配式建筑就是利用預制部品部件并配合施工現(xiàn)場的機械設(shè)備加以裝配安裝而成的建筑，進而代替原有的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模式，可以顯著提升施工效率，當前的裝配式建筑從結(jié)構(gòu)形式可分為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)。這種建筑的主要特點在于：其一，相較于傳統(tǒng)的建筑施工工期大大縮短，這是由于多數(shù)的構(gòu)件都在工廠預制好，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行拼裝；其二，安裝精度高，裝配式建筑要求批量化生產(chǎn)，在精度上更有保障；其三，減少現(xiàn)場勞動力的投入，鑒于所需的部品、構(gòu)件均已在工廠預制完成；其四，具有環(huán)保特點，傳統(tǒng)的建筑施工導致的環(huán)境污染源問題較多，而裝配式建筑現(xiàn)場安裝的粉塵少、減少了建筑廢料及噪聲影響小，進而減少了環(huán)境污染。

1.2 裝配式建筑的原理

裝配式建筑施工環(huán)節(jié)主要是根據(jù)設(shè)計文件并按照設(shè)計生產(chǎn)出滿足要求的裝配式構(gòu)件，在工廠內(nèi)養(yǎng)護后通過合理的運輸方式運送到施工現(xiàn)場，機械架設(shè)運輸?shù)街付ㄎ恢?。通過裝配式構(gòu)件的預留鋼筋或者螺栓相互連接與混凝土澆筑作業(yè)，裝配式建筑在現(xiàn)場的裝配過程中要保證建筑結(jié)構(gòu)有足夠的剛度和整體性。構(gòu)件的連接主要采取預留鋼筋在現(xiàn)場現(xiàn)澆成整體的疊合法。

1.3 裝配式建筑的發(fā)展歷程

近10 年左右的時間，裝配式建筑在我國得到了飛速發(fā)展與應(yīng)用，不過這種建筑形式在我國的建筑面積占比還是很少。早在2016 年我國出臺了相關(guān)意見，指出在10 年之內(nèi)讓裝配式建筑面積達到建筑面積的30%，而2050 年達到新增建筑面積的50%。而國外在該方面的研究較早，在20 世紀中期已經(jīng)提出了裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)化概念，形成工業(yè)化生產(chǎn)體系。當前，在國家“雙碳”戰(zhàn)略背景下，我國建筑業(yè)正在積極向綠色建筑和新型建筑工業(yè)化發(fā)展，使得裝配式建筑的有關(guān)規(guī)范與標準、工藝更加需要進一步完善，后期更加倡導走生態(tài)和綠色發(fā)展之路。

2 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程監(jiān)理控制要點

2.1 深化設(shè)計與預制生產(chǎn)階段的監(jiān)理

在預制構(gòu)件深化環(huán)節(jié)，依據(jù)施工圖紙進行深化設(shè)計拆分應(yīng)充分考慮滿足制作、運輸、堆放、安裝等因素要求，更好地為后續(xù)工作提供有力保障起到關(guān)鍵性作用。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程主要應(yīng)用構(gòu)件拆分設(shè)計模式，直接影響著現(xiàn)場施工是否便捷以及現(xiàn)場管理效果，要求監(jiān)理人員發(fā)揮出指導和監(jiān)管作用，合理提出拆分意見，在預制生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要把好以下監(jiān)理關(guān)：其一，編制詳細的預制生產(chǎn)監(jiān)理實施細則，對于特殊部位、節(jié)點需進一步要求設(shè)計明確；其二，要求預制生產(chǎn)單位編制專項方案，明確制定生產(chǎn)質(zhì)量管理體系及監(jiān)測辦法與評價手段；其三，確定生產(chǎn)模具與生產(chǎn)工藝，明確成品保護方法與堆放措施；其四，明確模具承載力、整體穩(wěn)定性與剛度，規(guī)定模具的組裝、拆卸與周轉(zhuǎn)次數(shù)；其五，生產(chǎn)構(gòu)件之前需要對不同批次的原材料、預埋件取樣檢測試驗；其六，PC 預制構(gòu)件內(nèi)鋼筋、插筋、預埋件、預埋管線、吊環(huán)、線盒等的位置、數(shù)量、規(guī)格需要確定，之后分析混凝土保護層墊塊的設(shè)置情況；其七，需要對PC 預制構(gòu)件翻轉(zhuǎn)、運輸、吊運和堆放加強監(jiān)管，要求明確運輸時間、運輸路線與堆放場地；其八，檢查預制構(gòu)件存放場地是否平整，要求預制構(gòu)件堆置層數(shù)、高度應(yīng)符合規(guī)范要求。此外，在設(shè)計環(huán)節(jié)需要在圖紙審核過程中分析外墻飾面材料的類型、規(guī)格、幾何尺寸以及防護措施，還有預埋吊環(huán)的規(guī)格、吊點位置，針對預制構(gòu)件和現(xiàn)場施工塔吊、卸料平臺采取固定措施。

2.2 檢驗檢測階段的監(jiān)理

在預制構(gòu)件檢驗檢測環(huán)節(jié)，對確保裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量安全可靠至關(guān)重要，具體從原材料檢驗、生產(chǎn)檢驗、進場檢驗、安裝檢驗及結(jié)構(gòu)實體檢驗五方面開展執(zhí)行，并要求施工單位編制檢驗專項方案。具體說來：其一，原材料檢驗的監(jiān)理，原材料是確保預制構(gòu)件的質(zhì)量源頭，在生產(chǎn)之前，原材料進場務(wù)必檢查相關(guān)的質(zhì)量證明文件，并按規(guī)定批次開展相關(guān)檢驗檢測，確保檢驗符合要求后再用于生產(chǎn)；其二，生產(chǎn)檢驗的監(jiān)理，首先對生產(chǎn)工藝、機械設(shè)備、場地及檢驗檢測手段進行核查，再進一步檢查預制構(gòu)件模具尺寸與脫模劑涂刷情況，以及模具的牢固性、嚴密性，模具檢查要點包括承載力剛度以及整體穩(wěn)定性，模具的周轉(zhuǎn)次數(shù)規(guī)定，長度以及截面尺寸、組裝縫隙的偏差處理方法；然后，做好預制構(gòu)件鋼筋及預埋件的驗收工作，對混凝土的澆筑情況檢查，并留好混凝土試塊；最后，嚴格按規(guī)定進行預制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能檢驗和外觀質(zhì)量檢查，確保合格方可出廠。在預制構(gòu)件生產(chǎn)之前需要對各批次的鋼材型號以及預埋件連接件進行送檢，還需要對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋插筋預埋管線，灌漿套筒位置、數(shù)量，混凝土保護層墊塊設(shè)置，拉結(jié)件的位置加以明確；其三，進場檢驗的監(jiān)理，主要是預制構(gòu)件部品部件編碼等信息進行檢查，按規(guī)定對預制構(gòu)件的強度、鋼筋保護層厚度進行復檢；其四，安裝檢驗的監(jiān)理，在對預制構(gòu)件位置、尺寸允許偏差檢查基礎(chǔ)上，還要觀察預制構(gòu)件是否出現(xiàn)裂縫；其五，結(jié)構(gòu)實體檢驗的監(jiān)理，主要在預制構(gòu)件安裝后，對現(xiàn)場澆筑的混凝土強度和現(xiàn)場安裝的受力鋼筋保護層厚度的檢測。

2.3 施工安裝階段的監(jiān)理

結(jié)合參建的“龍海市四館一中心項目”特性展開分析，框架梁均采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)且結(jié)構(gòu)尺寸相對較大問題，給框架梁鋼筋安裝工藝提出了更大的技術(shù)難度，現(xiàn)場在實際操作采取支撐體系、模板安裝、鋼筋安裝及構(gòu)件安裝穿插交替進行的工藝做法，其工藝流程為：支撐體系搭設(shè)→現(xiàn)澆框架梁底模安裝→預制疊合梁安裝→框架梁鋼筋安裝→框架梁側(cè)模安裝→預制疊合板安裝→預制疊合梁面筋安裝→框架梁、疊合梁及疊合板節(jié)點附加筋、構(gòu)造筋安裝及機電預埋安裝→現(xiàn)澆部分混凝土澆筑（如圖1 和圖2 所示）。

圖1 現(xiàn)澆框架梁與疊合梁、疊合板節(jié)點安裝圖

圖2 疊合梁與疊合板節(jié)點安裝圖

在施工安裝的監(jiān)理過程中，需要對預制墻、柱的鋼筋套筒灌漿連接作業(yè)及漿錨搭接連接作業(yè)進行旁站監(jiān)理，對預制構(gòu)件安裝后應(yīng)復核驗收疊合梁、疊合板、現(xiàn)澆鋼筋安裝及支撐體系，具體過程監(jiān)理要點如下：其一，對關(guān)鍵工序選擇具有代表性的樣板先行安裝，檢查現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)與預制構(gòu)件連接節(jié)點安裝情況，再根據(jù)樣板施工情況調(diào)整具體的施工工藝；其二，構(gòu)件吊裝前，應(yīng)檢查吊裝設(shè)備的完好性、吊具吊索的完整性、安全防護措施設(shè)置情況及檢查特種作業(yè)人員持證上崗情況；其三，預制構(gòu)件安裝前，應(yīng)檢查支撐體系托梁面標高、框架梁的預制梁口標高及現(xiàn)澆梁側(cè)的梁面標高；其四，安裝預制構(gòu)件前，應(yīng)對以下內(nèi)容進行檢查：測量放線與復核，抽檢預留孔的位置、數(shù)量，檢查構(gòu)件裝配位置，連接鋼筋規(guī)格、長度、數(shù)量；其五，預制構(gòu)件的吊裝，在起吊時的吊點合力宜與構(gòu)件重心重合，且使吊索與預制構(gòu)件水平面的夾角宜控制在 45°～60°之間，否則應(yīng)采用專用吊具并進行吊具的形狀、重量驗算分析；其六，預制構(gòu)件應(yīng)采用慢起、快升、緩放的吊裝方式，并在構(gòu)件上設(shè)置纜風繩來控制構(gòu)件轉(zhuǎn)動，務(wù)必保證構(gòu)件就位平穩(wěn)吊裝，且嚴禁吊裝構(gòu)件長時間懸掛在空中；其七，預制構(gòu)件安裝過程中，對預留孔洞及線盒錯位應(yīng)提交設(shè)計院進行處理解決，嚴禁隨意鑿打或鉆孔作業(yè)；其八，預制構(gòu)件吊裝就位后，應(yīng)檢查支撐體系的穩(wěn)定性、拼縫的嚴密性、構(gòu)件端頭受力鋼筋伸入支座的錨固長度，以及現(xiàn)澆疊合部分的鋼筋安裝及水電管線預埋安裝的驗收。

2.4 工程驗收監(jiān)理工作

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)根據(jù)規(guī)定應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)子分部工程進行驗收，當采用裝配式結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相結(jié)合時，可作為混凝土結(jié)構(gòu)子分部中的分項工程進行組織驗收，監(jiān)理需要把好以下驗收關(guān)：其一，內(nèi)業(yè)資料的監(jiān)理。要求施工單位提交完整的工程資料是驗收的前提條件，并做好資料核查工作，以確保相關(guān)資料具有真實性、完整性及準確性。也要求在監(jiān)管的過程中應(yīng)遵守監(jiān)理文件管理制度，并且及時收集整理完整的監(jiān)理資料。其二，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗收的監(jiān)理。首先，組織好預制構(gòu)件、安裝與連接等分項工程進行驗收，并保證分項工程符合要求；其次，檢查預制構(gòu)件外觀質(zhì)量不得存在質(zhì)量缺陷，并符合觀感質(zhì)量驗收要求；然后，對涉及結(jié)構(gòu)安全功能、關(guān)鍵部位進行結(jié)構(gòu)實體檢驗檢測，并滿足結(jié)構(gòu)性能與安全功能要求。在驗收監(jiān)理環(huán)節(jié)還需要重視以下方面：其一，鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量驗收。如果灌漿施工環(huán)境溫度不足5℃需采取防凍措施，比如預熱物料，并且灌漿后及時采取保溫措施。鋼筋套筒灌漿之前需要進行灌漿試驗，并且模擬連接接頭灌漿方式以及抗拉強度檢驗；其二，外墻防水質(zhì)量驗收。要求防水施工之前徹底清理板縫的雜物，確保底部灌漿材料飽滿、強度達標。

3 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程監(jiān)理控制綜合措施

3.1 建立多元化統(tǒng)籌組織規(guī)劃

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在方案選定、施工圖設(shè)計、預制生產(chǎn)及施工過程中，應(yīng)做到綜合技術(shù)統(tǒng)籌考慮，發(fā)揮裝配式的高效節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，使建筑功能、質(zhì)量、成本等達到效益最大化。其一，在設(shè)計環(huán)節(jié)需要各專業(yè)部門相互協(xié)作、綜合工程的各項因素，提升設(shè)計方案的實施可行性；其二，在預制構(gòu)件環(huán)節(jié)需要根據(jù)施工安裝進度計劃考慮安排生產(chǎn)順序，確保與現(xiàn)場信息保持通暢。特別在應(yīng)對運輸或安裝過程中難免會出現(xiàn)的構(gòu)件損壞問題，應(yīng)制定相應(yīng)的應(yīng)急預案措施，否則將影響現(xiàn)場安裝而延誤工期；其三，在施工安裝環(huán)節(jié)需要做好前期各項準備階段，組織好相關(guān)設(shè)計圖紙的熟悉程度，對審核施工組織設(shè)計專項方案的可行性提出寶貴見解，從而編制更有指導性的監(jiān)理實施細則來引導整個監(jiān)管過程；其四，建立信息化的BIM 專業(yè)技術(shù)軟件平臺，通過模擬建模將設(shè)計、生產(chǎn)、安裝都在可視化的狀態(tài)下提前貫穿在一起，消除復雜構(gòu)件、關(guān)鍵工序、節(jié)點鋼筋碰撞及機電管線預埋等工藝問題，從而實現(xiàn)高效生產(chǎn)。

3.2 優(yōu)化生產(chǎn)工藝布局

當今，裝配式建筑正處于蓬勃、有序、全面推廣的發(fā)展階段，勢必給施工監(jiān)理工作帶來更大的挑戰(zhàn)，所以只有從全方位、全過程進行控制管理，方能確保裝配式建筑的質(zhì)量高效安全。通過參建的“龍海市四館一中心項目”施工監(jiān)理工作實際經(jīng)驗，必須做好以下工作：其一，督促施工單位建立健全質(zhì)量管理體系、安全生產(chǎn)保證體系及質(zhì)量檢驗制度；其二，通過崗前專業(yè)培訓，提高施工作業(yè)人員的安裝工藝水平；其三，做好首件構(gòu)件的試吊工作，檢驗吊裝方案是否具有可操作性，待滿足要求后方可進入正式吊裝，并做好安裝過程的巡視、平行檢驗及關(guān)鍵部位旁站的監(jiān)理日常工作；其四，裝配式施工前，應(yīng)對現(xiàn)場可能發(fā)生的危害、災害及突發(fā)事件制定應(yīng)急預案及應(yīng)急演練，及時消除人及行為的不安全因素。

3.3 強化綠色低碳施工理念

檢驗是否能夠達到科學運營、綠色施工條件，主要在于施工現(xiàn)場總平面圖的合理布置，總體要從運輸路線規(guī)劃、構(gòu)件堆放位置、塔吊安裝位置及選型等綜合因素考慮，把有限的場地空間發(fā)揮到效益最大化。其中，對構(gòu)件的順利吊裝起到了關(guān)鍵性作用在于塔吊的科學合理布置，如何塔吊選型在于分析塔吊的最大起吊重量和旋轉(zhuǎn)半徑，以保證構(gòu)件堆放位置均在塔吊旋轉(zhuǎn)半徑的覆蓋范圍內(nèi)。其次，在綠色環(huán)保施工理念下，由于大部分部品、構(gòu)件均已在預制廠生產(chǎn)完成，將大大減少現(xiàn)場建設(shè)過程帶來的污水排放、原材料堆放粉塵、建筑廢料及施工噪聲，從而最大限度降低對周邊居民的干擾和環(huán)境污染。

3.4 提升規(guī)范標準保障

在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程監(jiān)理過程中，仍然需要嚴格遵守傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造方式所涉及的規(guī)范標準基礎(chǔ)上，進一步了解裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程的相關(guān)政策要求及不斷學習有關(guān)規(guī)程、標準等規(guī)范知識，更全面、更深層地服務(wù)于施工質(zhì)量監(jiān)理控制。鑒于目前裝配式建筑的推廣，務(wù)必秉承高標準建設(shè)，應(yīng)不斷完善與創(chuàng)新相關(guān)施工工藝、規(guī)范標準，更有利于在設(shè)計、生產(chǎn)、施工、檢測過程中發(fā)揮控制性作用，使項目建設(shè)真正做到優(yōu)質(zhì)精品及樹立良好的工程形象。

4 結(jié)語

綜上所述，本文提出了裝配式建筑概念，闡述裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程監(jiān)理控制要點，最后詳細提出裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程監(jiān)理短板創(chuàng)新措施。盡管裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系目前仍然有不足之處，但從長遠來看其符合工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展方向。建筑行業(yè)要創(chuàng)新，需要在原有的技術(shù)支持下加強基礎(chǔ)研究，不能一味地依賴現(xiàn)澆混凝土現(xiàn)有技術(shù)，還需要研究裝配式結(jié)構(gòu)，從而提高能源利用率、減少環(huán)境的污染，加速建筑工業(yè)化發(fā)展。此外，在建筑質(zhì)量要求不斷提升的背景下，需要繼續(xù)加強施工監(jiān)管，進而保證工程質(zhì)量，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益與社會效益。同時，不斷完善裝配式建筑為載體的產(chǎn)業(yè)鏈，更好地掌握裝配建造的現(xiàn)狀、研討解決困難的路徑，提高裝配式建筑技術(shù)整體水平，促進建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型提升、引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展。