工程建筑中混凝土結(jié)構(gòu)施工技術及質(zhì)量控制

摘 "要：裝配式混凝土建筑是建筑體系與運作方式的變革，對建筑質(zhì)量提升具有巨大的推動作用，同時形成區(qū)別于現(xiàn)澆混凝土建筑的質(zhì)量管理特點。工程質(zhì)量控制是控制好各建設階段的工作質(zhì)量以及施工階段各工序質(zhì)量，從而確保工程實體能滿足相關標準規(guī)定和合同約定要求。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制主要從施工前的準備、原材料的質(zhì)量檢驗與施工試驗、施工過程的工序檢驗、隱蔽工程驗收和結(jié)構(gòu)實體檢驗等多個方面進行。該文將結(jié)合工程實際，對工程建筑中裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術及質(zhì)量控制進行分析與探討。

關鍵詞：工程建筑；裝配式混凝土；施工技術；質(zhì)量控制；脆弱點

中圖分類號：TU755 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2095-2945（2023）20-0163-04

Abstract： Prefabricated concrete building is a reform of building system and mode of operation， which plays a great role in promoting the improvement of building quality， and forms the characteristics of quality management which is different from that of cast-in-place concrete buildings. Engineering quality control is to control the work quality of each construction stage and the quality of each process in the construction stage， so as to ensure that the engineering entity can meet the requirements of relevant standards and contracts. The construction quality control of prefabricated concrete structure is mainly carried out from many aspects， such as preparation before construction， quality inspection and construction test of raw materials， process inspection of construction process， acceptance of concealed project， structural entity inspection and so on. Based on the engineering practice， this paper analyzes and discusses the construction technology and quality control of prefabricated concrete structure in engineering buildings.

Keywords： engineering architecture; prefabricated concrete; construction technology; quality control; vulnerability

裝配式預制混凝土結(jié)構(gòu)是由裝配式預制混凝土構(gòu)件通過可靠的連接方式組裝而成的混凝土結(jié)構(gòu)，包括整體混凝土結(jié)構(gòu)的組裝、裝配式預制混凝土結(jié)構(gòu)等。整體混凝土結(jié)構(gòu)是一種裝配式預制混凝土結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)場澆注混凝土和水泥基灌漿材料進行可靠的連接，形成整體[1]。裝配式預制混凝土構(gòu)件通常在固定工廠或施工現(xiàn)場的臨時施工現(xiàn)場進行模壓、鑄造和維護。當混凝土達到所需的強度后，其被運輸或提升到施工現(xiàn)場并安裝。根據(jù)結(jié)構(gòu)體系的不同，裝配式預制混凝土結(jié)構(gòu)有多種形式[2]：整體框架結(jié)構(gòu)的裝配、整體剪切墻結(jié)構(gòu)的裝配、部分框架剪切墻結(jié)構(gòu)的裝配等。裝配式預制混凝土結(jié)構(gòu)中的節(jié)點是預制建筑中最薄弱的環(huán)節(jié)，目前節(jié)點連接技術還不成熟。此外，與傳統(tǒng)建筑方法相比，裝配式預制混凝土具有更多的連接界面和連接點，因此預制結(jié)構(gòu)的抗震和防水性能低于現(xiàn)場澆筑混凝土結(jié)構(gòu)。但研究[3]發(fā)現(xiàn)，如果使用的節(jié)點牢固和可靠，即使該建筑位于地震帶，裝配式預制混凝土結(jié)構(gòu)在剛度和整體性上均與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相當。

1 "工程概況

本項目建筑面積約127 000 m2，邊坡治理約8 500 m2。建筑高度98.2 m（33～35F）地下室（2層）約43 800 m2。建筑主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上部分樓板采用預制疊合板，結(jié)構(gòu)抗震設防等級三級，按6度防設；防水等級：地上屋面防水等級一級，多層屋面二級防水，地下室防水等級一級（其中種植頂板防水等級為一級，側(cè)墻、底板防水等級為二級），消防水泵房、配電間、設備機房部分為一級防水。高層住宅建筑大于54 m，小于100 m，屬于一類高層建筑，耐火等級一級，地下室耐火等級為一級。幼兒園為多層公共建筑，耐火等級一級；商業(yè)耐火等級一級。

本項目采用裝配整體式框架鋼支撐結(jié)構(gòu)體系。在國家行業(yè)標準的基礎上，對預制裝配體系進行了創(chuàng)新，采用了新型裝配整體式框架鋼支撐體系。該體系用鋼支撐替代了現(xiàn)澆剪力墻，提高了結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，同時提高了建筑的預制裝配率。

本項目預制剪力墻采用夾心保溫系統(tǒng)，即結(jié)構(gòu)剪力墻、保溫板、混凝土模板一起預制。在保證結(jié)構(gòu)安全的同時，考慮了建筑的保溫節(jié)能要求和建筑立面的裝飾效果，實現(xiàn)了綠色建設，施工過程中不需要外部模板、外部腳手架、磚石和油漆。建筑內(nèi)部的混凝土只在預制的剪力板上進行，這大大減少了模板的數(shù)量和模板的支撐和現(xiàn)場加固，如圖1所示。

圖1 "裝配式混凝土剪力墻（含保溫）

本項目采用預制外模板（PCF）作為剪力墻的外模板，建筑外墻實現(xiàn)了無外模板、無外腳手架、無砌筑、無粉刷的綠色施工。PCF混凝土外墻板常用于預制疊合剪力墻中，預制疊合剪力墻是一種采用部分預制、部分現(xiàn)澆工藝形成的鋼筋混凝土剪力墻，其預制部分稱為預制外模板（PCF），在工廠制作養(yǎng)護成型運至施工現(xiàn)場后，和現(xiàn)澆部分整澆。預制外模板（PCF）在施工現(xiàn)場安裝就位后可以作為剪力墻外側(cè)模板使用。

本項目樓板采用裝配式預制混凝土疊合板如圖2所示。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆樓板存在現(xiàn)場施工量大、濕作業(yè)多、材料浪費多、施工垃圾多和樓板容易出現(xiàn)裂縫等問題。采用部分預制、部分現(xiàn)澆的裝配式預制混凝土疊合板后，疊合板的支撐系統(tǒng)腳手架工程量、現(xiàn)場混凝土澆筑量均較小。所有施工工序均有明顯的工期優(yōu)勢。

傳統(tǒng)的現(xiàn)場澆筑樓梯模板需要大量的工作，包括大量的濕工和大量的鋼筋彎曲及捆綁工作。該項目使用裝配式預制混凝土梯段板。沒有鋼筋超過梯子段。在施工和安裝過程中，梯段的兩端直接放在樓梯梁上。一端是鉸接的，一端是滑動的。零部件制造簡單，施工方便，節(jié)省了工期，大大減少了現(xiàn)場工作量。預制樓梯采用透明混凝土完成，并采取措施提高對成品的保護。樓梯表面防滑施工在工廠預制時一次成型，節(jié)省了人工、材料和后續(xù)維護，節(jié)約了能源和協(xié)同作用。

圖2 "裝配式混凝土梁

2 "裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制特點及影響因素

現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)和預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是建筑業(yè)內(nèi)此消彼長的2種建造方式，各有優(yōu)缺點。目前提倡裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，這是從建筑工業(yè)化的戰(zhàn)略高度考慮，使建筑施工擺脫分散的、大量依賴手工作業(yè)的落后局面，達到建筑設計標準化、構(gòu)件生產(chǎn)工廠化、施工現(xiàn)場機械化和組織管理科學化。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是對建筑施工技術的重大改變，而其產(chǎn)生的影響將波及整個建筑行業(yè)。我國有關裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)行技術標準包括：GB/T51231—2016《裝配式混凝土建筑技術標準》；GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》；GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》；GB 50204—2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》；JGJ 1—2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》；JGJ 224—2010《預制預應力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》；JGJ/T 400—2017《裝配式勁性柱混合梁框架結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》；JGJ 355—2015《鋼筋套筒灌漿連接應用技術規(guī)程》；CECS 40—1992《混凝土及預制混凝土構(gòu)件質(zhì)量控制規(guī)程》；CECS 43—1992《鋼筋混凝土裝配整體式框架節(jié)點與連接設計規(guī)程》；CECS 52—2010《整體預應力裝配式板柱結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》；CECS 347—2013《約束混凝土柱組合梁框架結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》；CECS 444—2016《鋼筋機械連接裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》等。

本項目裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制特點主要有以下幾個方面。

1）“一點管理”與“多點管理”。裝配式混凝土建筑質(zhì)量管理把一個工程的若干環(huán)節(jié)從工地現(xiàn)澆轉(zhuǎn)移到了工廠預制，使以往只在建筑工地進行的“一點管理”變成了在建筑工地和若干預制工廠進行的“多點管理”，因此需要增加駐廠監(jiān)理對工廠預制環(huán)節(jié)進行質(zhì)量管理，并要與現(xiàn)場的質(zhì)量監(jiān)理進行隨時溝通，以便及時應對解決各種問題[4-5]。

2）構(gòu)件精度管理。預制構(gòu)件制作過程中，對構(gòu)件尺寸、預埋件位置、預留鋼筋位置、預留孔洞位置或角度等的精度要求較高，誤差需以毫米為單位計算，誤差較大則無法裝配，導致構(gòu)件報廢。

3）特殊工藝的質(zhì)量管理。裝配式混凝土建筑可以采用與現(xiàn)澆混凝土建筑完全不同的制作工藝來實現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)裝飾的集成化或一體化，如建筑外墻保溫可采用夾心保溫方式，即通常說的“三明治外墻板”。類似這種制作工藝，需要構(gòu)件制作工廠和監(jiān)理單位共同研究制定專項質(zhì)量管理辦法。

4）“脆弱點”的質(zhì)量管理。裝配式混凝土建筑質(zhì)量管理有“脆弱點”，即連接點、拉結(jié)件及部分敏感工藝。若這些“脆弱點”質(zhì)量控制不好，無論是技術原因還是責任原因，都會導致非常嚴重的、甚至災難性后果。因此，裝配式混凝土建筑質(zhì)量管理中一般都推薦用“旁站監(jiān)理”來專門對“脆弱點”進行專項質(zhì)量管理[6]。

施工質(zhì)量的影響因素見表1。

3 "裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術及質(zhì)量控制

3.1 "應制訂專項方案

裝配式預制混凝土結(jié)構(gòu)施工方案必須全面和系統(tǒng)，并應結(jié)合預制裝配式建筑的特點和具體要求，統(tǒng)籌建設，以應對勞動力節(jié)約資源、減少原則，提高質(zhì)量和縮短建造周期。

3.2 "施工前準備工作

1）裝配式預制混凝土建筑施工方案包括：工程、業(yè)務計劃、基礎預制建筑工地的布局，建立具體的施工方法、施工裝配部件的質(zhì)量管理、防治措施及滲漏的裂縫質(zhì)量缺陷、綠色施工和信息化的環(huán)境保護措施、應急管理等。

2）預制組件進場時應接收安裝材料和附件等。不得使用未經(jīng)檢驗或不合格的產(chǎn)品。

3）施工現(xiàn)場按輸送管道施工方案確定，倉儲現(xiàn)場按規(guī)定確定。

4）安裝和施工前，請檢查施工完成的結(jié)構(gòu)或?qū)嶋H完成的施工質(zhì)量、外觀、尺寸偏差的前提內(nèi)置等，并檢查具體阻力和預制構(gòu)件及配件的型號、規(guī)格、數(shù)量等，確定其是否符合設計要求。有必要熟悉施工設計圖紙，收集測量信息，明確施工要求，制訂施工測量和安裝定位標識方案。

5）安裝施工前，復核構(gòu)件裝配位置、節(jié)點連接構(gòu)造，并對臨時支撐零部件進行進場驗收，對支架進行試組裝、檢查等。復核吊裝設備的吊裝能力[7]。

6）制訂經(jīng)濟合理的垂直運輸方案，根據(jù)運輸任務和特點，科學配置垂直運輸設備，并結(jié)合場地進行合理布置，細化并優(yōu)化垂直運輸設備與結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的附著方式。

3.3 "施工階段質(zhì)量控制與管理

1）工裝系統(tǒng)。在裝配式預制混凝土建筑的施工中，最好使用標準化和工具化的工具系統(tǒng)。無論工裝的混凝土建筑起重設備安裝和使用材料的電子產(chǎn)品的標準化、工具化、起重、支撐架，包括堆放的標準化、通用模塊的吊裝梁式起重、起重設備、起重吊鉤的預制板，連續(xù)板傾斜扶持體系、支撐體系的獨立，在操作工具系列的外圍。工裝系統(tǒng)的精加工產(chǎn)品和施工操作應符合現(xiàn)行國家有關標準和產(chǎn)品技術應用手冊的有關規(guī)定。使用前應進行必要的施工檢查。

2）信息模擬。在裝配式預制混凝土建筑施工中，最好采用建筑信息建模技術對整個施工過程和關鍵過程進行信息模擬。使用BIM施工和安裝施工計劃安排，引導并模擬建筑與BIM模型，制訂合理的施工程序和計算準確數(shù)量，以提高管理水平和建筑施工效率并減少浪費。

3）預制件測試安裝。在裝配式預制混凝土建筑施工前，最好選擇一個有代表性的單元進行預制構(gòu)件的試驗安裝。根據(jù)試驗設備的結(jié)果，及時調(diào)整施工工藝，制訂完善的施工方案。在設計或施工階段，為保證施工質(zhì)量，預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)來試水，并不斷積累經(jīng)驗，擬進行驗證試驗試點的前期制作和安裝。對于沒有經(jīng)驗的承包商來說，裝配式預制混凝土結(jié)構(gòu)施工前的測試安裝是非常必要的，不僅要檢查設計施工方案中的缺陷，還要培訓人員，調(diào)試設備，完善方案。對于沒有實際經(jīng)驗的新結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，應在施工前進行樣機安裝試驗，以驗證和完善實施計劃的可行性。這對于系統(tǒng)的格式化和廣泛使用是很重要的[8]。

4）“四新”推廣要求。裝配式預制混凝土建筑施工中使用的新技術、工藝、材料和設備應按照相關規(guī)定進行審查和記錄。在施工前，必須對新的或首次采用的施工工藝進行評估，并制訂專門的施工方案。施工計劃由主管審核批準并實施。

5）安全措施的實施。裝配式預制混凝土建筑施工過程中應采取安全措施，并應符合現(xiàn)行相關國家標準的規(guī)定。在裝配式預制混凝土建筑施工中，必須建立健全的安全管理保障體系和管理體系。對于危險性較大的分部分項工程，施工必須經(jīng)過專家的論證后批準。結(jié)合安裝和結(jié)構(gòu)特點，必須制訂一個特殊的系列安全程序，以滿足組件的提升和安裝的安全要求[9]。

6）員工培訓。施工單位應根據(jù)裝配式預制混凝土施工項目的特點，對組織機構(gòu)和人員進行配置。施工操作人員應具備其工作所需的基本知識和技能。施工企業(yè)必須對管理人員和操作人員進行專門培訓，嚴禁未經(jīng)培訓和培訓不合格的人員工作；要建立完善的內(nèi)部教育和考核制度，通過定期考核和采用工作競爭制度提高員工素質(zhì)。對于長期從事裝配式預制混凝土建筑施工的公司，必須逐步建立專業(yè)的施工團隊。

7）施工組織設計。裝配式預制混凝土建筑必須總體策劃，結(jié)合一體化的原則、設計、生產(chǎn)和組裝，符合專業(yè)要求的建筑、結(jié)構(gòu)、機電、裝修和裝飾，并必須提出施工組織設計。施工組織的設計應反映與裝配方法相一致的管理組織的特點，以發(fā)揮裝配技術的優(yōu)點為原則[10]。

4 "結(jié)束語

本文以實際工程進行研究，對裝配式混凝土住宅進行施工技術分析，依據(jù)工程項目特點和環(huán)境因素確定裝配式建筑的施工流程，并指出構(gòu)件的吊裝和節(jié)點連接處工作是本工程的重難點。根據(jù)裝配式混凝土建筑的施工過程，從組織、技術、管理和經(jīng)濟等方面提出質(zhì)量控制的一般措施，并針對質(zhì)量問題，提出有針對性的質(zhì)量控制措施。

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