装配式混凝土结构质量风险分析和控制.pdf

安徽建筑 2 0 1 4年第 5期( 总 1 9 9期 ) 装配式混凝土结构质量风险分析和控制 A n a l y s i s o f Q u a l i t y R i s k o f P r e f a b r i c a t e d C o n c r e t e S t r u c t u r e a n d i t s C o n t r o l 陶明 白 ( 芜 湖 市 建 设 工 程 质 量 监 督 站， 安 徽 芜 湖 2 4 1 0 0 0 ) 摘 要 ： 装配式混凝土结构作为建筑工业化的重要组成部分， 近年来 得 到广泛的关注和研究。文章 简要介 绍了装 配式混凝 土结构的分类和 特点， 并着重介绍了近年来具有代表性的研究和应用成果， 对应用过 程中可能存在的质量风险点进行 了简要的分析 ， 并提 出了相 关建议 。 关键 词 ： 建筑工业化； 装配式混凝土结构； 质量风险； 控制措施 中图分类号： T U 7 5 6 文献标识码： B 文章编号： 1 0 0 7 - 7 3 5 9 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 2 9 3 - 0 3 O 引 言 建筑业是我国国民经济的支柱产业之一 ，而长期以来， 建 筑业分散的手工业生产方式与大规模的经济建设很不适应， 且 落后的生产方式带来的弊病越来越突出，如对环境的污染， 对 资源的浪费等。改变落后的生产方式 ， 实现建筑工业化就显得 意义非凡，发展建筑工业化的意义在于能够加快建设速度， 降 低劳动强度， 减少人工消耗 ， 提高施工质量和劳动生产率， 建筑 工业化代表着低碳、 节能、 节约型建设。 装配式混凝土结构 ( p r e c a s t r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e ) 是 以混凝土预制构件为主要构件， 经装配、 连接、 部分现浇而成的 混凝土结构， 作为实现建筑工业化的重要组成部分 ， 对装配式 混凝土结构的应用过程中的质量风险和控制进行研究显得尤 为重要。 本文对装配式混凝土结构应用过程中的质量风险与控 制方面进行简要分析。 1 装配式混凝土结构的分类和特点 装配整体式混凝土结构是 目前我国装配式混凝土结构的 主要结构形式， 装配整体式混凝土结构的连接节点钢筋采用胶 锚连接、 浆锚连接、 间接搭接、 机械连接、 焊接连接或其它连接 方式 ， 通过后浇混凝土或灌浆使预制构件具有可靠传力和承载 要求的混凝土结构， 可分为装配整体式框架结构 、 装配整体式 剪力墙结构、 装配整体式框 一剪结构 、 等同现浇装配式混凝土 结构( 见图 1 ) 。 装配式混凝土结构具有以下特点： 预制构件工业化制作 ， 构件尺寸精度高， 质量较易控制； 成型模具和生产设备固定 ， 可重复使用 ， 节约资源和能 源 ； 现场装配和连接， 施工方便， 模板和现浇混凝土作业很 少， 采用预制及半预制形式 ， 现场湿作业大大减少， 有利于环境 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 8 - 2 8 作者简介 ： 陶明白( 1 9 8 2 一 ) ， 男， 安徽芜湖人 ， 毕业于合肥工业大学， 硕 士； 工程师。 主要从事工程质量监督工作。 图 1 装配式混凝土结构 保护和减少施工扰民， 更可以减少材料和能源浪费； 建造速度快 ， 对周围生活工作影响小， 劳动力资源投入 减少； 机械化程度高， 与传统建造技术相 比， 质量控制由分散 转为集中， 质量较易控制。 2 我国装配式混凝土结构的发展现状 装配式混凝土结构技术规程) ( J G J 1 2 0 1 4 ) 已经颁布并将 于 2 0 1 4年 1 0月正式实行， 但我国目前装配式混凝土结构的研 究和应用， 主要集中在一些企业， 如万科集团、 中南集团等企业 在借鉴国外( 境外) 技术及工程经验的基础上， 从应用住宅预制 外墙板开始，成功开发了具有中国特色的装配式住宅结构体 系。但由于各企业发展理念不同， 研究的产品及定位也存在差 异性 。 2 1万科集团的 P C ( p r e c a s t c o n c r e t e ) 技术 该技术主要用于全预制混凝土构件 ， 如阳台、 楼梯 、 空调 板 、 部分内隔墙板等。P c技术主要解决了全预制构件制作及安 装技术 ， 并将装饰、 保温及窗框与墙板整体预制， 减少了现场湿 作业量及免去后期施工工序， 降低了工程常见质量问题发生机 率。目前已经应用上海浦东万科新里程预制装配式住宅楼工程 等多个项目中。 2 2中南集团 N P C ( n e w p r e c a s t c o n c r e t e) 技术体系 该技术引自国外预制混凝土技术 ，结合我国设计要求 ， 形 成了具有 自身特色的技术体系。N P C技术体系较为系统和完 善， 结构竖向构件基本采用全预制、 水平构件采用叠合形式， 大 大降低了现浇量， 装配率达 9 0 以上。 2 3西伟德混凝土预制( 合肥 ) 有限公司的叠合板式技术体 系 西伟德混凝土预制件 f 合肥)有限公司采用德国先进的技 术、 设备和生产工艺生产钢筋混凝土预制叠合楼板、 预制叠合 墙板 、 预制楼梯、 预制梁和阳台等产品， 但 由于其引进时间较 晚、 预制构件形式简单， 目前仅应用于地下车库结构中。同时， 结 构 设 计 与 研 究 应 用 安 徽 建 筑 囝 匡 2 0 1 4年第 5期( 总 1 9 9期 ) 安徽建筑 结 构 设 计 与 研 究 应 用 安 徽 建 筑 294 其叠合式结构， 现场混凝土浇筑量也很大， 墙板内混凝土浇筑 质最也不便检 ， 有一定 的施工难度 。 3 装配式 混凝土 结构应用 过程 中的质量风 险 与控制 装配式混凝上结构主要是 f I 一 【 ： 厂化生产的混凝土构件， 通 过现场装配的力 式建造的结构， 无论 上述哪种技术体系， 在应 用过程中均成埘其质量水平进行管理控制 ， 因此研究装 配式 混 凝土结构的质艟风险并对风险点进行有针对性的控制， 对装配 式混凝土结构的大范闱应用具有非常重要的指导意义。 根据装 配式混凝上的特点及安装方式， 主要体现在预制构件质量和装 配安装质 两个 片而。 3 1装配式混凝土结构预 制构件 制品的生产质量风 险 混凝上预制构件的生产质量风险主要体现在混凝土预制 构件的生产过程中， 包括生产的准备阶段和构件制作阶段。具 体体现在以下儿个方而： 牛 准 备阶段质量控制应熟悉施工 图纸 ， 了解 预制构件 的钢筋、 预埋件 、 模板的尺寸和形式， 做好预制构件深化设计加 r图 ， 明确预 制构件 的模板 图 、 配筋图 、 预埋 吊件及其埋件 的细 部 构造等 预制构什品种多样 ， 不同构件有不同的构造要求 ， 因此 因对构件进行分类生产， 根据构件的分类配置专业的人员进行 制作， 同时埘 l 作人员建立明确 、 严格的岗位责任制， 对预制构 件制t 的质量控制也是十分的重要。 为达到预制构件使用要求 、 运输方便、 统一归类以及不 影响预制构件生产的连续性等要求， 场地的平整及预制构件场 地布置规划对预制构件的质量控制尤为重要。 生产车间高度应 充分考虑生产预制构件高度、 模具高度及起吊设备升限、 构件 重量等 袭， 心避免预制构件生产过程中发生设备超载 、 构件 超高不能J 常吊运等问题造成的质量风险。 构件制作阶段的质量风险包括原材料的质量风险， 施工 1 艺的质 f =l 1 = 管瑚。控制好原材料的质量 ， 是保证混凝土构件 质 量的前提， l大 I 此对原材料的质量控制应建立相应的原材料进厂 柃验制度， 确保进场的原材料， 如水泥、 砂石 、 钢筋 、 预埋件等的 质量符合同家标准和设计要求。 施 r r 艺的质量风险包括隐蔽1 - 程的质量， 混凝土浇筑 及养护质憾等， 对施 I 工艺的质量控制体现在对施工人员的技 术培训外 ， 还应加强对各环节的检验验收制度 ， 确保生产环节 的质量。 3 2装配式 混凝土结构 的安装 阶段 的质量风 险 装配式 昆凝土结构安装过程中存在的质量风险主要包括 装配过程巾的组织和成品保护， 构件间的节点连接质量， 具体 体现 在以下 方 ： 3 2 1 装配过程中的组织和成品保 护 在装配过程中应制汀好吊装装配方案，设置吊装信号员 ， 定好构件的吊装点， 避免因为吊装点位置错误， 导致构件受 力不均等原因造成的损伤； 在吊装过程中还应组织人员进行指 挥， 设计好吊装空间及行走方向， 避免构件在吊装过程中碰擦 导致构件损伤 ( 见图 2 ) 。 3 2 2 构件节点 连接 的质量 风险 图 2 预制墙板的 吊装 装配式混凝土结构是依靠节点及拼缝将预制构件连成整 体。 因此装配式混凝土结构的关键在于节点的连接技术， 装配 式混凝土结构技术规程 对连接节点的要求 ： 满足使用阶段 和施 【阶段的承载力、 稳定性和变形要求 ； 对承重结构中节 点和连接的承载能力和延性不宜低于同类现浇结构， 亦不宜低 于预制构件本身， 应满足“ 强剪弱弯， 更强节点” 的设计理念； 预制构件的连接部位应满足耐久性和防火 、 防水及可操作性等 要求。 因此对节点部位做好质量风险的分析和控制对装配式混 凝土结构至关重要。 装配整体式结构中， 节点及接缝处的质量风险主要体现着 钢筋连接质量 和节点处后浇筑混凝土 的施工质量 。 主要 有以下 内容 ： 钢筋连接采用套筒灌浆时的套筒强度应满足要求； 采用 焊接或机械连接方式时， 连接接头质量应符合要求 ， 且应制订 相应的取样方式及检测标准。 由于采用套简灌浆时， 现场存在大量的灌浆孑 L ， 要保证 各个孔的质量是不容易， 现场抽检也比较困难， 因此对灌浆质 量进行控制 ， 同时应建立相关 的检验手段 确保灌浆 质量 。 图 3 套 简灌浆连接方式 预制墙体 座浆 浆 锚 套 筒 连 接 或 菇 锋 槽 或 丰H鼾告面 -： ： ： - 一 现浇圈梁 一 竖 阳连接 筋 预制墙体 图 4 竖 向构件连接节点构造示意 锚搭接连接 ( 下转 第 3 4 4页) l 口 口 l 2 0 1 4年第 5期 ( 总 1 9 9期 ) 安徽建筑 钢板桩通过聚焦于前一根桩的前锁 口 上的激光束定位， 在打桩过程中操作人员通过水平尺测量正在施打的钢板桩垂 直度， 若有偏差通过调整压桩夹头的垂直度及位置。 4 3桩 身倾斜控制 严格控制初期压入桩的垂直度； 压桩过程中加大垂直度检测频率， 用仪器对每根桩随时 检查、 处理， 检测如图5所示； 打桩过程中经常上下活动钢板桩， 钢板桩打人一定深度 后提升一定高度再往下打， 反复几次， 以减少钢板桩下部的偏 转和弯曲； 当土层变化时， 适当调整水刀喷射水的流量和压力。 5 结语 静压植桩技术在杭埠河特大桥工程中得到了成功应用。 该 技术具有噪音小、 无振动、 节约施工空间的特点， 减少了对周边 环境的影响， 符合环境保护和绿色节能施工的要求 ； 静压植桩 方法可以在使用振冲方法难以下沉的土层中顺利进行钢板桩 施工 ， 可有效解决施工难题； 静压植桩法较常规的振动锤施 有进度快、 对桩体破坏小、 精度高等优点； 结合静压植桩工艺特 点， 采取相应的控制措施， 能够有效保证钢板桩围堰的施工质 量。 总之，静压植桩技术突破了传统施 1 二 方法受到的地质、 环 境等条件约束， 具有独特的优势 ， 钢板桩作为周护结构的适用 范围较广。因此， 采用静压植桩技术施工钢板桩嗣护结构具有 较大的推广使用价值。 参考文献 1 】 崔浩- 钢板桩围堰设计与施3 2 J 公路， 2 0 0 8 ( 2 ) 【 2 】 王骏， 李仁民， 陈晓风静压钢板桩支护在城市污水管道中的应用l l l_ 山西建筑 ， 2 0 1 3 f 3 陈国主蒂 植压桩机在钢管桩支护工程中的应用 市政技术 ， 2 0 1 2 ( ,5 ) 【 4 】 陈国主 静植压桩机在河川港湾工程中的应用【J J 市政技术， 2 m2 ( 3 ) 5 叶新， 蓝斌 钢板桩施工工艺和技术措施【 J J 坤 国市政工程， 2 o o 8 ( 1 ) 6 】 李迎久 钢板围堰施 工技术桥梁建设 ， 2 0 1 l f 2 ) f 7 向道明 钢板桩围堰设计与施工 J 】 _桥梁建设， 2 0 0 3 ( 3 ) 8 邱训兵 大型钢板围堰施工设 计的思考 铁道建筑 ， 2 0 0 5 ( 9 ) 卓 k 妇窜 r 夸k r 业亭kr j 宣k 窜 r 逝 r 业j r 夸； e r k j 9 r 夸k 专k- 窖 k一 奄 誊业、夸 搴 ； 圣 专 j 啦 夸 夸 ( 上接 第 2 9 4页) 灌浆料的质量也直接影响着构件节点连接质量 ， 因此灌 岩 浆料的质量控制应能满足高强、 早强和无收缩的要求 ， 同时还 应保证套筒、 灌浆料与被连接钢筋之间应相容与匹配。 程 预制构件连接部位的抗剪粗糙面和键槽是为增强预制 与 构件与后浇混凝土共同工作的能力，达到可靠传递剪力的目 的， 因此对粗糙面的处理和键槽的质量应有相应的质量标准来 处 作为验收时的标尺， 保证节点构造符合设计要求。 理 后浇筑混凝土的施工由于浇筑空间的局限， 应尽可能选 择自密实的混凝土，防止由于振捣不便造成的混凝土缺陷， 对 节点部位后浇筑混凝土应制订相应的检测标准进行强度抽检 ， 确保节点处的混凝土强度符合要求。 安 徽 建 筑 墨 4 结语 装配式混凝土结构技术规程) ( J G J 1 2 0 1 4 )已于 2 0 1 4年 2月正式颁布并将于 2 0 1 4年 1 0月正式实施， 结束了装配式混 凝土领域无国家标准可循的状态， 可以说是现阶段一个标志性 的技术规范， 意义重大 ； 该规程虽涵盖了设计、 施工、 构件生产 和验收等各个环节，确定了装配式混凝土结构的结构体系， 解 决了装配式混凝土结构的设计理论问题， 对装配式混凝土构件 间的连接构造也确立了准则， 但与之配套的各构件间的标准构 造做法尚未完善。 虽然近年来针对装配式混凝土结构已经开展 了许多研究和应用， 但是为了使其能大范围的推广应用， 在质 量风险的控制上还可以从以下几个方面进行完善： 为保证装配式混凝土结构的质量追溯性 ， 建议对装配式 混凝土结构应遵循试验研究 一 设计 一 生产 一 施工一体化的施 工管理思想 ， 避免出现装配式混凝土结构构件制作与现场装配 由不同的两家单位进行作业的情况 ， 避免出现质量事故或问题 时， 产生互相推卸责任的情况， 为后期的质量责任认定增加困 难 。 加快预制构配件及配套制品的生产标准和产品标准建 设的统一化、 通用化， 逐步实现装配式施工工艺自动化、 装配式 构件商品化。 要建立模数协调的标准化体系， 合理解决标准化和多样 化的关系， 加快和完善装配式混凝土结构体系的设计标准和规 范的建设， 尤其是装配式混凝土结构及节点结构设计规范并研 发与之相配套的设计标准、 节点构造图集和计算软件 ， 不断完 善工程建设技术标准和质量标准体系。 对预制构配件的构件质量应加强对混凝土预制构配件 生产企业的质量管理制度建设 ， 细化构件生产过程中的各环节 的质量风险点， 建立健全检查检验制度。 质量控制上除了保证结构间能有效地进行传力 ， 保证结 构的稳定以及抗震性能， 还应在各构件间的连接构造上充分考 虑工程常见质量问题的治理 ， 尤其在对各构件连接处的渗水及 开裂问题进行深入研究， 制订出构造标准， 对施工及验收均具 有指导意义 。 研究并完善对装配式混凝土结构预制构件间的连接节 点的检验方法和检测手段 ， 建立起质量验收和检验标准， 为装 配式混凝土结构节点的质量检验提供检测手段。 参考文献 1 】 J G J 1 2 0 1 4 ， 装配式混凝土结构技术规程 s 北京 ： 中国建筑工业出 版社 ， 2 0 1 4 2 】 蒋勤俭 国内外装配式混凝土建筑发展综述 J 】 建筑技术，2 O l O ( 1 2 ) 3 】 郭正兴， 董年才， 朱张峰 房屋建筑装配式混凝土结构建造技术新进 展 J 施工技术，2 0 1 1 ( 1 1 ) 4 王小男， 樊骅德国钢混叠合楼板和墙板生产及安装工艺【 j 混凝土 与水泥制 品 ， 2 0 0 8 ( 6 ) 【 5 】 李 晓明装 配式混凝 土结 构关键 技术在 国外 的发展和应用 f J 】 住宅 产业， 2 0 1 l ( 6) 虽