装配式建筑生产施工质量存在的问题及其优化措施研究

发表时间:2020/9/29   来源:《城镇建设》2020年第18期   作者:闫国辉
[导读] 装配式建筑属于一种非常典型的具有代表性的新式建筑

         闫国辉
         身份证号码: 3723011980041654**
         摘要:装配式建筑属于一种非常典型的具有代表性的新式建筑,在很大程度上使得建筑生产施工效率显著提升。然而,同时装配式建筑的生产质量及其相关的安全性是值得每家建筑企业的普遍关注和一致认可。然而,在实际过程中,装配式建筑生产施工质量往往存在着突出性的问题亟待解决。在充分剖析装配式建筑生产施工质量存在的突出性问题的基础上,提出了具体的优化措施,旨在为提高装配式建筑生产施工质量水平提供切实可行的参考依据。
         关键词:装配式建筑;施工质量;优化
中图分类号:TU712.3             文献标志码:A
1装配式建筑施工基本情况
         装配式建筑是指由预先制作好的各个部件通过某种固定措施组装而成的建筑。《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231-2016中定义如下:结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内部装修系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。装配式建筑的结构系统主要包括结构梁、楼板、结构柱、剪力墙、支撑等承受或传递荷载作用的结构部件。外围护系统包括建筑外墙、屋顶、外门窗等,主要用于分隔建筑内外部环境。设备与管线系统包括给供暖通风空调设备及管线系统、燃气设备及管线系统、排水设备与管线系统、电气和智能化设备及管线系统,主要用于满足建筑的基本使用功能。内装饰系统包括楼地面面层装饰、内墙面装饰、轻质隔墙分割、顶棚装修、内部门窗等,主要用于满足建筑使用的舒适性要求[1]。
         装配式建筑施工可以大大的改善施工过程中的诸多质量问题,对于企业的质量管理水平有很大的提高,对于整体的质量安全体系也有很好的帮助作用。在现有的装配式施工中,能够利用不同种类的装配方式,给决策者提供工作的决策选择。同时,装配式建筑利用合理的调配方式,能够很好的节约建筑资源,在建筑配置中起到积极的作用,尤其对于建筑的总承包模式和建筑企业之间的管理方式存在的不足进行改善,起到了降低管理风险的效果。利用装配式建筑能够将零散的建筑工序作为一个管理体系进行操作。在管理建筑的使用寿命的同时,附加上更多的建筑的经济值,在建筑管理中,将人、机、物、料等调配在体系当中进行控制,也能够提高生产的效率。
         在建筑施工中,现场的施工管理直接制约了企业的发展水平以及质量管理,尤其是混凝土、砂石和钢筋的使用会出现大量的消耗,对于施工的成本控制有直接的影响,装配式施工在厂房中对构件进行预制,能够最大程度的对材料进行控制,装配式流水线的生产方式能对质量进行很好的控制,同时安全方面也能有很好的保障,只要对现场装配技术人员进行培训就能确保建筑的整体质量[2]。但是在实际的施工管理中,装配式建筑还是存在一定的操作问题,对于这些问题亟待解决,能够强化装配式管理的水平。
2装配式建筑施工存在的问题
         2.1装配式建筑施工前期常见的质量问题
         项目前期主要包括工程设计、预制构件的生产加工、运输以及保存这几个阶段,工程设计的合理性以及预制构件的优劣决定了建筑的质量。装配式建筑在某市发展缓慢,特别是针对装配式建筑的质量管理方面的经验缺乏,在构件的加工生产时,部分构件出现质量以及尺寸偏差等问题。工程设计阶段出现的质量问题主要有:预支外墙板接缝处漏水、预支外墙板开裂、预支夹心保温外墙板,保温材料外露,造成安全隐患、预支空调板等部位出现热桥、预制墙、柱、梁、板等连接部位接缝过大、现浇墙内振捣棒很难插入、预支构件在节点处纵向钢筋连接方式选用不当、外挂墙板与主体结构连接不当、叠合楼板的拼缝处出现裂缝、现浇楼层管线密集,浇筑困难[3]。预制构件生产阶段出现的质量问题主要有:构件表面出现露钢筋现象、空洞现象、缺棱掉角、混凝土强度偏低、尺寸位移偏差大、尺寸变形、保护层性能不达标。构件运输过程出现的质量问题主要有:运输时发生碰撞和断裂、运输车道无法通行。构件的堆放与保存阶段出现的质量问题主要有:造成二次及多次搬运、构件开裂折损,连接件损坏。
         2.2项目施工阶段的质量问题
         本文所介绍的装配式项目,为了提高整体建筑质量,在施工过程中不仅采用了SDCA质量管理方法,还采用了PDCA质量管理方法,同时还着重推广“四新”技术。装配式建筑施工的流程主要包括预制构件的吊装、拼接以及拼接后的灌浆,在构件连接中还涉及到部分现浇混凝土施工。因此,施工过程中出现的问题相对复杂,对预制构件的组装以及现浇混凝土部分的质量要同时进行监督控制。构件吊装阶段出现的质量问题主要有:构件吊装时出现大的晃动和磕碰、钢丝绳滑落、预制柱偏差超过允许值、墙板安装误差较大、梯段安装困难,平直度差。构件拼装与连接阶段出现的质量问题主要有:构件之间钢筋发生碰撞、预制构件与模板之间固定困难、浇筑后整体性差、阳台板钢筋外露、阳台板断裂。
         2.3项目竣工验收及后期运营阶段的质量问题
         工程竣工阶段主要是完成工程竣工后的质量验收以及所有工程资料的整理和存档。这一阶段的问题主要在于人员管理和制度管理上,在该项目的各种验收环节没有技术指定专门行政人员对验收资料进行归档,出现竣工验时需要前期资料不完善,还有部分验收资料分类混乱,验收资料查找工序繁琐。而后期的运营与维护阶段缺乏对项目的跟踪调查[4]。上述问题出现的原因是:人员管理上的疏漏,资料归整人员对资料分类及整理工作不熟悉,导致资料整理混乱。后期运营过程中未及时安排人员做好跟踪调查,下层人员没有及时反馈业主和消费者的意见,为拟定一套完整的竣工后管理方案。
3各阶段出现问题的具体原因
         3.1项目施工前期的质量问题
         3.1.1工程设计阶段产生问题的原因
         预支外墙板接缝处漏水问题出现的原因:1、设计时所采用防水材料不当;2、水平缝未采用高低缝或企口缝设计,导致灌浆不充分,出现缝隙。预支外墙板开裂问题出现的原因:1、预制外墙连接处的连接件布置错位,导致后期连接偏差,出现裂缝;2、外墙连接部位错用砂浆填充。预支夹心保温外墙板,保温材料外露,造成安全隐患问题出现的原因:1、预制构件节点较多外露构件,设计中未采用防火填充;2、防火分区之间夹芯板外墙接缝处忽略防火设计;3、节能计算时忽略保温材料的防火性能,只考虑满足节能要求。预支空调板等部位出现热桥问题出现的原因:预支空调板等异形构件未做保温。预制墙、柱、梁、板等连接部位接缝过大问题出现的原因:1、结合面没有按照规范要求设置卡槽,造成后期连接时的误差错位没出现过大缝隙。2、连接部件设计时尺寸没有达到要求,导致构件连接时过短。现浇墙内振捣棒很难插入问题出现的原因:1、设计师预留尺寸过小;2、现浇段内钢筋过于密集。预支构件在节点处纵向钢筋连接方式选用不当问题出现的原因:对于承重墙板和非承重墙板之间的部件连接方式没有区分,造成承重墙按照非承重标准连接。外挂墙板与主体结构连接不当问题出现的原因:1、预制外墙是外围护部件与主体梁柱连接时应采用柔性连接;设计时没有考虑到这一点。2、承重外墙预留的连接件不满足后期与主体梁柱的锚固要求。叠合楼板的拼缝处出现裂缝问题出现的原因:对于双向叠合板与单向叠合板的连接方式没有具体区分,或者设计时出现混淆。现浇楼层管线密集,浇筑困难问题出现的原因:1、设备专业设计不符合要求,管线布置不均匀;2、叠合楼板需要预埋设备管线,但是结构设计时没有考虑到管线预埋的厚度,导致后期浇筑后管线外露,浇筑困难[5]。
         3.1.2预制构件生产阶段产生问题的原因
         构件表面出现露钢筋现象问题出现的原因:1、工厂生产构件,现浇混凝土时。钢筋网下面的垫块少放、压碎等问题,导致浇筑时混凝土无法将钢筋全部包裹进去;2、钢筋布置过于密集,浇筑时预拌砂浆无法填充进去,到时钢筋外露;3、浇筑时振动时间过长或是振动太强,导致钢筋位置变形,露出保护层外面。空洞现象问题出现的原因:混凝土导入时中间夹杂气泡,而振动又不均匀,导致空洞出现。

缺棱掉角问题出现的原因:1、水泥融水不均匀,导致拐角处细石沙子中没有水泥,出现掉角现象;2、拆模时间控制不当。混凝土强度偏低问题出现的原因:1、原材料选择不当,混凝土配比不正确;2、振动不实引起强度分布不均匀;3、养护过程不规范。尺寸位移偏差大问题出现的原因:1、模板没有固定牢固,振动时导致偏移;2、基准线偏差,导致混凝土构件尺寸不符合要求;3、混凝土浇筑流程不当,预埋件发生偏移。尺寸变形问题出现的原因:1、预制构件的模板不满足要求;2、混凝土浇筑时不按照规程操作,造成跑模。保护层性能不达标问题出现的原因:1、保护层厚度严重不足;2、钢筋露在外面的构件没有时间处理,导致钢筋锈蚀。
         3.1.3构件运输过程产生问题的原因
         运输时发生碰撞和断裂问题出现的原因:1、运输方案的制定没有根据实际路况以及构件的性能采用特定的支撑措施。2、运输道路选择没有按照构件尺寸大小考虑。运输车道无法通行问题出现的原因:没有制定构件的运输计划和方案,对实际线路为进行勘探。
         3.1.4构件的堆放与保存产生问题的原因
         造成二次及多次搬运问题出现的原因:构件堆放场地选择不合理,堆放顺序不合理。构件开裂折损,连接件损坏问题出现的原因:堆放是没有按照构件的性能采用特定的堆放形式,堆放后对构件的保护不到位[6]。
         3.2项目施工阶段的质量问题
         3.2.1构件吊装
         构件吊装时出现大的晃动和磕碰问题的原因:1、吊装位置不合理,导致吊装不平衡;2、吊装人员操作不当,出现大幅摆动。钢丝绳滑落问题的原因:1、预制构件生产过程忠吊装的预埋件预埋不到位;2、单点吊装;3、吊装孔选取不正确。预制柱偏差超过允许值问题的原因:1、吊装设备出现晃动,没有核准吊装位置;2、梁柱连接部位焊接时,由于温度较高出现变形。墙板安装误差较大问题的原因:1、起吊准备不足;2、测量误差较大;3、墙板的支撑件没有摆放在同一水平高度上。梯段安装困难,平直度差问题的原因:1、梯板安装时预留的锚固位置对不上;2、楼梯的支撑件出现变形,到时位移偏差,安装困难;3、楼梯两侧墙面安装没有到位。
         3.2.2构件拼装与连接
         构件之间钢筋发生碰撞问题的原因:1、构件生产加工时预留钢筋有误差;2、构件安装顺序错误。预制构件与模板之间固定困难问题的原因:预制构件设计和生产时预留孔洞尺寸与模板螺栓孔洞尺寸误差较大,导致模板螺栓安装困难,影响模板加固。浇筑后整体性差问题的原因:1、预留钢筋振动是偏位;2、钢筋绑扎不牢固。阳台板钢筋外露问题的原因:连接阳台的主体预留钢筋位置偏高,而预制阳台板给的预留位置又偏低,导致后期浇筑时钢筋外露。阳台板断裂问题的原因:1、过早拆除支撑;2、设计时锚固件考虑荷载偏低,锚固钢筋长度不够或者受损;3、连接时锚固不牢固。
4项目各个阶段质量问题的解决措施
         4.1项目前期
         首先,在施工图纸设计环节,应聘请对装配式建筑设计熟悉的人员,针对不熟悉的参与人员进行培训,不能赶鸭子上架。虽然设计公司有自己的一套运营流程,但是项目管理人员还是要重视就对设计环节的管理,要保质、准时的把设计图纸设计出来。组织详细的图纸交底工作,以免后期因图纸理解错误而产生的施工错误。
         其次,预制构件的质量是整个工程整体安全性能保证,在预制构件生产加工阶段,要确保构件的外形尺寸符合设计要求,构件质量满足结构设计性能,对构件要逐批检验,构件加工之前的所选用的材料也需要抽样检验。加工时所需要用到的模具,要满足性能要求,模具的固定以及安装都是精确到位。钢筋要绑扎到位,绑扎好的钢筋模型要按照规定放入模具中。对照图纸预留好需要预留的孔洞和预埋件,尺寸不能出现偏差,需要精确到位。预制构件浇筑时振动要均匀,选择小型振捣棒,振动点加密,振动时间延长。后期预制构件的养护工作不小于7个昼夜。预制构件成型后要进行查验,先检查外观上是是否平整,是否有缺角、孔洞等问题。还要进行质量性能上的抽样检测,全部合格后才能运输至现场。若出现问题构件,要及时进行处理[7]。
         最后,预制构件从工厂运输到施工场地上,要选着宽阔、没有限高要求的路线。运输过程中遇到大的坑洼能够避免就避免,实在避免不了的要缓慢通过,减少构件的碰撞。构件进场最好选在白天,白天光线充足,能够更好的对构件的外观上首先进行排查。堆放过程中要根据合理的施工顺序和堆放方式进行存放,避免施工现场的二次运输。常用的构件应该堆放在在容易取到的位置,方便施工。
         4.2项目施工过程中
         首先,对于相关专业技术人员进行培训,讲解相关安装防护以及安全措施,提高施工人员的技术水平和责任意识。施工过程中安排专业技术人员监督,避免操作不当引起的质量问题,对于关键节点需要严格把控。施工人员施工前签订质量保证书用以确保施工人员掌握施工技术及方法。
         其次,专业技术管理,首先要因地制宜的制定施工流程和施工进度控制,有关人员要事先熟悉整个施工流程及施工要点和难点,针对性的对施工人员进行指导和监督。为保证施工过程的不会发生因人员疏漏产生的质量问题,对于关键阶段处,施工完成后组织及时安排检测人员进行质量检测,对于不满足要求的地方,提出整改措施。
         最后预制构件的固定件和支撑不能因赶工期,而过早拆除。预制构件支撑拆除前要对混凝土的强度进行相关检测,合格后方可拆除。
         4.3项目竣工验收和运营阶段
         首先,成立专门的部门或是单独安排相关人员对整个项目工程资料进行记录和归档。建立计算机信息网络,建立项目内部局域网,利用互联网进行信息的收集和传递,及时存贮各种施工电子文件与电脑中。纸质文件不仅要扫描存储于计算机中,还有把材料分类存储在安全位置,避免雨水和虫蚁的破坏。最后将有关该项目的所有电子信息保存在一张光盘上,存档备用。办公自动化管理不仅能有效的长时间保存信息,还能够快速的对信息资料进行检索。其次是对工程竣工后进行跟踪回访,设立单位部门进行资料收集和信息的反馈。为装配式建筑管理体系的完善提供更多经验[8]。
结语
         装配式建筑是指将建筑的一部分构件或者全部构件,通过在设计阶段分开,然后在工厂生产加工,再通过恰当的运输方式,运到工地上,利用特定的吊装设备把各个部件组装固定在一起的建筑。从结构形式上说,装配式建筑是建筑工业化的产物。随着建筑技术的飞速发展,建造房屋就像机器生产一样成批成套的制造出来,通俗的说就是想搭积木一样,层层拼装起来。近年来,城市建设发展速度不断加快,对建筑设计和施工进度提出了更高的要求,而装配式建筑正好能满足现状,这就为装配式建筑在我国的发展创造了基础条件。欧美一些发达国家的装配式建筑已经发展的相当成熟,而我国现阶段对装配式建筑的应用还处于初级阶段,这同时也给我提供了很好的借鉴。
参考文献
[1]吕灵.装配式建筑施工实现精细化管理分析[J].大众标准化,2019(14):38-39.
[2]张婷婷,李孟芩,付伟超,王良强.BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用[J].门窗,2019(19):206.
[3]何增平.装配式建筑防雷引下线设计及施工要点之探讨[J].福建建材,2019(10):46-49.
[4]褚井龙.浅谈装配式施工技术发展前景[J].居舍,2019(29):7.
[5]曾浩.BIM技术在装配式建筑虚拟施工中的应用[J].居舍,2019(29):40.
[6]冯其军.预制装配式建筑施工常见质量问题与防范措施[J].四川水泥,2019(10):325.
[7]张浩.BIM技术在装配式建筑全寿命周期中的应用[J].建材与装饰,2019(29):33-34.
[8]渠立朋.BIM技术在装配式建筑设计及施工管理中的应用探索[D].中国矿业大学,2019.
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