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装配式预制混凝土构件常见质量问题分析/装配式建筑施工员知识

0 引言

装配式建筑是指将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成,然后运输到施工现场,再将构件通过可靠的连接方式组装而建成的建筑。装配式建筑具有生产效率高、节约劳动力、符合“四节一环保”等优点,被国家大力提倡。虽然装配式建筑近年来发展迅猛,但在国内的起步较晚,面临着设计规范不健全、构件生产工艺不成熟、现场施工管理体系不完善、工程质量监督不规范等诸多问题"。目前针对现浇式建筑的质量问题的研究及防范措施较多,但装配式建筑与现浇式建筑在施工工艺方法.上有很大区别,传统的对策及建议并不能完全适用于装配式建筑。因此,本文从构件的结构性、功能性、施工方用户体验感三个方面,针对装配式混凝土结构中常用的预制混凝土构件常见质量问题及其产生原因进行剖析,并提出具体的防范措施。

1 预制混凝土构件生产工艺流程

预制混凝土构件生产工艺流程为整体建筑结构进行构件拆分设计、构件深化设计、构件模具的设计与制作、模具进厂验收、按构件配筋图进行钢筋绑扎以及验收、装模、钢筋与埋件隐蔽工程验收、构件混凝土浇筑、构件半成品检查及修补、构件成品存放及养护、构件转运及现场验收安装。钢筋工程部分以及混凝土工程部分与现浇建筑大体相同,由于工厂固定模具的使用使得模板工程部分大大优于现建浇筑。在普遍使用预制混凝土构件的装配式混凝土建筑中,预制构件在主体结构部分中占有较大的比例,因此,其质量好坏对于装配式混凝土建筑质量的好坏起着决定性的作用。

2 预制混凝土构件常见质量通病及原因分析

2.1 预制叠合板开裂

叠合板在堆放、装运以及吊装过程中板面经常发生龟裂甚至断裂渗水现象,如图1所示。主要原因是由于部分叠合板跨度过大,吊装时因跨中挠度过大产生裂纹,而预制厚度较薄,裂缝迅速延伸至整块板,导致构件破坏;堆放、转运过程中叠合板层数过多造成板间挤压过大;枕木放置的位置和方向不对导致板从该支座处折断;浇筑振捣时振动台振捣不完全,导致桁架筋位置混凝土包裹不密实,吊装时容易沿桁架筋位置开裂;脱模时脱模剂涂刷不均匀、少刷漏刷以及气温较低时混凝土未达到起模强度,而强行起模等造成叠合板板面翘曲及开裂。

2.2 预制夹芯墙板保温层处空鼓

预制夹芯墙EPS/XPS聚苯板的墙板,一次浇筑成型,因聚苯板的尺寸较大,且聚苯板与模台底面的距离一般< 5cm。当混凝土流动性不够好、石子粒径偏大、未采用振动台振捣、振动时间不够时,新拌混凝土难以流入聚苯板底部,拆模后就形成较大面积的空鼓,如图2所示。

2.3 灌浆套筒质量问题

2.3.1 导浆波纹管堵塞生产带灌浆套筒的预制承重构件时,时常发生导浆波纹管被混凝土堵塞的现象,如图3所示。其主要原因有:波纹管绑扎不牢固、振捣时受力脱落;波纹管材质较差,被捣棒或其他硬物戳破漏浆;浇筑混凝土时未做好防护,砂浆从波纹管顶部流入;振捣时,捣棒靠波纹管太近,振动力过大导致脱落;后期保护不到位,大块杂物进入波纹管导致堵塞。

2.3.2 预留灌浆套筒及插筋错位,预制高层水平抗剪的预制构件采用浆锚连接时,预留纵向插筋或灌浆套筒位置错位偏移。这种偏移分两种:第一种,小部分偏移,此时钢筋勉强可以插进套筒内;第二种,完全偏移,只能重新加工构件。主要原因是多数构件厂为节省模具成本,经常将外形尺寸一致、仅钢筋或埋件位置不同的几款构件共模生产,一块边模上就可能出现两款以上钢筋定位孔,在生产构件时100 %准确定位困难。现场施工面对这种情况时,时有切断或弯折位置有偏差的钢筋,如图4所示。或者在预制构件的对应位置现场钻孔,将预留钢筋强行插入而不做灌浆处理。但无论是采取何种方式,都与原设计不符,都会为装配式混凝土建筑的工程质量埋下安全隐患。

2.4 预埋件质量问题

2.4.1 预埋电盒、管线构件预埋管线堵塞、脱落;电盒歪斜,位置偏移;桁架筋高度过低,导致施工现场穿线时遇障碍或者现浇后板面露筋,如图5~7所示。这主要是由于生产构件的模具没有相应的固定工装,使得预埋线管未得到很好的连接固定以及封堵,振捣时使部分混凝土浆液进入预埋管造成线管堵塞;叠合板桁架筋高度偏低或者叠合板板面收面过高,线管无法从中穿越。另外,由于绝大部分构件预埋水电管线均在加工厂部分预埋完成后,在现场对应位置进行组装,由于预留接口位置的选取上没有很好地考虑现场实际碰撞,而引起管线转角弧度等问题,进而造成现场穿线困难。

2.4.2 螺丝套、铁掌板、起吊预埋件预制构件螺丝套进浆、跑位;铁掌板、吊丁倾斜、跑位;吊钩位移、下沉,如图8~11所示。这主要是由于构件在生产时模具没有固定相应预埋件的工装或者是工装固定方式不够牢固,如阳台板预埋铁掌板缺少固定工装而直接焊接在高低不平的钢筋上;预制墙板生产时采用低磁吸力的磁吸底座固定模板面预埋螺丝套,致混凝土浇筑时容易扰动预埋件,从而导致该系列质量问题的发生。

2.5 施工人为质量问题

预制凸窗、预制阳台、预制墙板等钢筋笼堆叠层数过高;吊装转运钢筋笼时吊钩不在规定位置挂钩起吊;胶砖、胶轮的规格、数量、位置不按设计要求布置;钢筋笼入模后在模具拼装时,随意踩踏钢筋笼导致钢筋笼变形或移位;在混凝土振捣过程中随意触碰预埋件以及钢筋笼,导致埋件、钢筋跑位。这不仅影响预制混凝土构件成品的质量,同时也给工人带来了巨大的安全隐患。这主要是由于现阶段国内的工业化生产工艺流程不成熟,工厂的施工管理制度也没有制定完善所至。

3 防范措施

3.1 叠合板裂缝防治

1)针对装配式混凝士建筑叠合板、叠合型阳台在转运以及吊装过程中容易开裂的问题,建议在吊装时采用专制吊具(见图12),将叠合板、阳台板受到的拉力均匀转移到平衡架上,从而降低叠合板的损坏率。

2)为解决叠合板在吊装过程中经常会因为跨度过大而断裂的问题,可以与设计单位沟通,建议设计单位在进行构件设计时充分考虑这一问题,尽量将叠合板跨度控制在板的挠度范围内,以减少现场吊装过程中的损坏。

3)为解决叠合板吊装预埋件经常脱落的问题,根据设计规范15G 366-1《桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)》的吊装设计部分,在桁架筋附近加设吊点加强筋,直接吊装叠合板桁架筋,这样不仅可以节省吊装预埋件,叠合板的吊装安全有保障,也可以根据现场情况灵活改变吊装点的位置。

3.2 加设平板 “护角”

建议根据构件薄厚尺寸及其规格,制作与之相匹配的塑料套或者是橡胶材质的护角,在构件出厂或者运输的时候套,入构件的4个角,安装之前卸下来重复使用,以大大减少平板的损坏。另外,在平板运输过程中可以“增大相邻平板的间距,少量多次" ;在选择运输路线时,应尽量选择平坦的运输道路,适当增加运输次数,以保证平板运输过程中不被折断。根据不同的构件类型,编制相应的存放、运输方案,设计不同构件临时支撑架以避免构件因存放及转运过程产生一些质量问题。

3.3 预制混凝土夹芯墙板空鼓防治

针对预制混凝土夹芯墙板空鼓问题,可在构件使用的较大块聚苯板中间开一些直径约10cm的洞口,使得在不影响构件保温隔热功能下又能很好地检验泡模板底部是否填满混凝土(分层浇筑时泡模板底部混凝土是否从该处孔洞溢出),如图13所示。另外,混凝土和易性应良好,坍落度控制在150~180 mm范围。

3.4 灌浆套筒质量问题防治

针对共模构件灌浆套筒插筋移位问题,可以在模具的相应位置做出明显的提示标志,同时在混凝土浇筑前隐蔽工程验收时应着重检查共模构件的套筒连接以及插筋位置问题。对于波纹管或套筒内进浆,首先从套筒的进厂检查开始,对于灌浆嘴焊接不牢、焊点有明显缝隙的套简坚决不允许使用:采用插PVC管固定波纹管的方法,并绑扎牢固,浇筑混凝土时严禁将捣棒伸入套筒区域振捣;检查固定套筒装配端的螺母锁紧挤压式橡胶塞与套简的密封性,套筒边缘与底部边板的距离应≤3 mm。

3.5 预埋件质量问题防治

针对预埋件在混凝土浇筑振捣过程中的位移问题,可以在构件模具制作过程中增加固定工装的刚度,如悬挑的工装采用较厚的钢板加工制作、工装采用三角形体系进行加固稳定。这样可以使相应的预埋件得到有效的固定,或者在埋件固定方式上选择-些螺栓固定方式而不是直接焊接在构件的钢筋笼上。对于预埋水电管线浇筑时、预埋螺丝套简洗水打毛时进浆堵塞的问题,可以用一些海绵条进行塞堵后拔出的做法,这样可以大大减少水电预埋管以及螺丝套筒堵塞的问题,增加成品合格率。

3.6 施工人为质量问题防治

针对认施工过程中的人为质量问题,可以健全生产责任体系,完善工厂管理制度,使得现场施工规范化、流程化。如编制岗位作业指导书对管理人员进行月度或季度考核,分车间或项目进行定期评比等一系措施。

4 建议

在有针对性地提出防范措施的基础上,进一步提出如下对策建议。

4.1 规范设计标准

适当简化构件外形构造,减少构件预埋件的数量,降低构件生产的复杂程度,特别是构件的水电与结构设计的统一性及实际生产的合理性,预留孔位、钢筋、埋件之间的空间位置关系要有实际的可操作性。构件模具设计方面则要兼顾功能性、耐久性以及施工便捷性。

4.2 出台相应的质量检验标准

针对装配式混凝土建筑的的施工特点,制定出相应的检验标准,并使之标准化、全面化、系统化。

4.3 优化构件生产工艺流程 

针对装配式建筑预制混凝土构件质量的高精密度要求与传统粗狂的现场施工要求的不匹配,除引进智能化的机械加工设备外,还需要加强对施工人员的知识、技能、操作、规范的培训,使构件生产流程化、规范化,进而更好地保障装配式混凝土建筑质量和安全。

4.4 管理信息化

装配式建筑不仅仅是预制构件的生产,还包括构件的设计模具的设计与加工、构件运输及现场施工等多个环节,通过建立构件设计、生产、运输及现场施工全过程信息化平台,使得工程的各个环节能够得到有效的实时全程监控,从而能够快速地寻找到问题根源并加以解决。

5 结语

随着装配式混凝土建筑设计规范的不断完善、构件生产工艺的不断成熟、现场施工技术及管理水平的不断提高,装配式混凝土结构的应用会越来越广泛。本文对装配式混凝土结构构件生产过程中的常见问题的总结与归纳以及解决方法的研究与探索,希望能为装配式建筑的发展起到推动作用。

(责任编辑:何雯丽)

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