装配式建筑质量控制施工生产要素的识别与分析

1   装配式建筑的定义和特点

1.1   装配式建筑的定义 

相对于现浇建筑来说，就是把一部分原来通过现浇成型的构配件，比如墙、梁、柱、板等，拿到工厂去生产，生产之后再运到工地来组装，然后采用有效的连接方式（干连接、湿连接）使构件连接形成一个完整的建筑，我们把这个叫作装配式建筑。通俗来讲就是“堆积木”，像造汽车一样造房子。

1.2   装配式建筑的优缺点

（1）与传统建筑相比，装配式建筑有以下优点。

1）节能、环保。

2）节省模板，减少周转材料投入。

3）构件在工厂生产时完成外墙保温、管线预埋、并可做到免抹灰效果、做到工期节约（间接支撑了成本节约）。

4）通过与铝模配套使用提升异形和小型构件深化设计质量（例如、反坎、降板、外窗防水企口、二次结构砼梁柱、装饰线条、装饰板、小剁、抱框等部位），降低施工难度和复杂性，节约成本和工期；

5）符合目前国家提倡的总承包管理模式和EPC管理模式的总体发展需求。

（2）与传统建筑相比，装配式建筑有以下缺点。

1）主体施工在大风和严冬无法正常进行。

2）建筑类型存在一定局限性，目前工艺还处于推广阶段。

3）装配式建筑造价与传统建筑造价比较，造价约高出15%~20%。

1.3   装配式建筑的特点

本文研究的装配式施工建筑主要针对建筑工业常见的混凝土建筑施工模式。项目上均采用机械化吊装施工工艺，大幅减少人力劳动投入，因此具有施工高效、质量好、建设周期短等特点。

针对装配式建筑的生产要素来讲，采用专业化团队进行图纸深化，从而得到了提质增效降本的目的；并通过选择集成的工业化生产加工方式，可以有效建设和控制多种不利的因素，以此来提升施工现场的质量与品质；对此，专业的施工队伍需要按照已审批合格后的方案、交底组织施工与验收。

在生产力方面，装配式现场施工多采用机械化施工方式，可有效减少人工成本，也防治作业人员意外伤害风险；节约措施费用，推动了建筑行业从劳动密集产业模式向技术密集型过渡。

在环境管控方面，装配式建筑体现了经济性和环保性。

（1）装配式建筑现场作业内容少，噪声和粉尘问题不严重，均可控制在国家、地方建筑行业规范要求内。

（2）装配式施工工艺结合生产要素可以有多种生产方式，若采用传统的质量控制，无法保证其质量，如今，智慧智造与绿色施工技术也不断引入到装配式建筑生产中，体现了装配式建筑的数字赋能、信息化、节能化、多元化。

2   对装配式建筑生产要素的识别以及分析

作为装配式建筑重要的组成，装配式生产要素和建筑施工技术同样重要。建筑生产要素包含了建筑生产的劳动主体、劳动对象、工艺手段以及环境要素。

劳动对象：建筑材料、预制构件、模具采购与加工、工艺设备等。

建筑劳动主体：参与施工的作业人员、项目施工管理人员、监理旁站人员、建设单位等。

施工环境：气候、温度等。

2.1   深化设计

预制构件深化设计的深度应满足建筑专业、结构专业和机电设备专业、塔式起重机锚固、架体及安全防护锚固、施工外用电梯锚固、模具及构件制作、运输存放、吊运与安装等各环节的综合要求。 

深化设计包括的主要内容主要分为验算和图纸两个部分。

（1） 预制构件模板图、配筋图、预埋吊件及埋件的细部构造详图等。

（2）设备专业预埋与留洞图。 

（3）带饰面砖或饰面板构件的排砖图或排版图。 

（4）复合保温墙板的连接件布置图及保温板排版图。 

（5）预制构件脱模、翻转过程中的钢筋配置，构件承载力验算，构件变形以及吊具、预埋吊件及埋件的承载力验算等，包括受力配件及其材料的选择。

通过对大地震毁坏房屋研究与分析均表明，由于未采取有效的构造措施，加强预制板之间、预制板与支承结构之间的连接，不能形成整体的楼板结构，造成大量预制楼板坠落现象，所以装配式构件连接是影响房屋整体性能、抗震性能和耐久性能关键因素，以下部位节点连接尤其重要。

（1）预制构件的连接节点构造及其施工要求。

（2）接缝构造及其施工要求。

（3）受力钢筋的连接及其施工要求。

装配式深化设计不是传统建筑结构设计，而是工业设计、精细化机械制图（所以我们要遵循机械制图的精度和品质管理），并利用BIM模拟施工技术进行模拟施工复盘，以达将不符合规范及不符合施工工艺的问题预控在构件模具生产加工前端。

2.2   劳动主体

作为装配式建筑的必要生产要素，对建筑人员的控制主要体现在两个方面。

首先是对预制生产工作内的深化设计、生产加工运输（含模具）、加工管理人员与检验人员的管理；实行预制构件厂质量管理由厂长、技术负责人、质检员、线长等负责制，并形成可追溯的二维码。

其次是对出厂后，现场进场验收与存放、吊装与安装、灌浆、项目管理团队的工作人员监督管理。

为了提升预制构件的安装专业性与质量品质，需要对应的施工部门加强作业人员培训与考核，例如制定装配式施工工艺管理指引手册、首段样板验收制、工艺与工序验收制度、建立完善的质量管理体系与流程，并宜建立质量可追溯的信息化管理系统。

预制构件现场拼接时应采用坐浆式连接的方法，提升封仓质量效果。并针对灌浆人员要现场培训和作业全过程监管。

2.3   施工材料

装配式建筑施工技术对预制构件的强度有严格规定；在装配式建筑施工中，决定施工材料成型质量的主要因素有模具、钢筋与灌浆套筒、混凝土材料的质量，施工单位要控制坐浆料与灌浆料，严格按产品使用说明书要求的水料比计量灌浆料和水的用量的含量，以保证初始流动，从而才能保证成型构件符合现行相应规范标准。

2.4   机械设备

装配式建筑质量控制中，机械因素大多体现在生产力管理方面。按照装配式建筑的预制和后期施工两个阶段，可以将机械因素拆分为两个阶段。

首先，预制生产时候，标准型构件优先采用数字化自动流水线，异形构件采用半自动化流水线的模式；预制构件流水线的检测仪器与蒸养设备以及预制构件的调运机械设备十分重要。

其次，结合建筑工业化的生产要求，在现场吊运安装与注浆，建议尽量多选用可替代人工劳动力的机械，最大程度利用机械化装置，减少人工投入量，也可以防治作业人员意外事故发生风险，提升建筑经济效益。

2.5   施工工艺

和传统的装配式施工工艺不同，现场预制构件的装配施工方式主要如下。

（1）现场后浇叠合层混凝土。

（2）钢筋锚固后浇混凝土等主要连接两种施工方式。

常用的钢筋连接方式有：焊接、机械连接等。

2.6   环境要素

装配式施工建筑内外环境因素和传统的建筑结构一致，主要有气候、温度、湿度、不可抗力、内部管理措施、组织生产方式等因素有关。建议建设单位、施工单位、监理单位在动工前，建立科学的安全生产预案，预防施工中出现意外工况，明确责任人与应急处置程序和方式，预防内外因素影响施工建设质量。

作为建筑产业的发展趋势，外界环境中最为突出的是国家政策引导。经过十多年的应用，我国推进并建立了健全的装配式建筑法律法规，其建立于节能生产、产业建设、科技创新以及污染防控等几个方面。越来越多高新技术企业得到了国家的认可，并获得了对应的优惠政策，如：新型墙体材料运用到建筑施工环境中，可以得到国家规范标准和地方政策享受增值税和优惠政策。

与此同时，政府也积极牵头大力发展装配式建筑，并在中国人居环境奖评选、绿色建筑评价等方面增加了装配式建筑方面的指标要求。

2.7   建筑信息化管理

随着信息化时代的到来，结合装配式建筑生产的拼接组装特点，与BIM建筑信息模型信息化管理有一定的契合点。

基于BIM为主的主流信息化应用技术，其实现了建筑工程向信息化和批量化生产跃进，体现了现代科技和传统建筑生产相结合的特点。生产要素管理中，BIM技术实现了三维图纸模型和工程量、工程材料、工程价格和图纸、三维模型模拟施工。

利用数字化赋能、VR+透明化工厂、虚拟化施工动漫演示、项目智慧工地平台中质量App终端管理、安全PP终端管理、二维码技术，装配式建筑构建信息可以被加密储存到云端服务器上，可以实现跨平台和多用户获取信息，在规范装配式在建筑规格的同时，实现了统一的元素管理，体现了装配式建筑结构的多元化、多样化需求。

3   装配式建筑施工流程研究

3.1   预制构件的验收与存放

根据GB50204-2015第“9.2.1”条要求：工厂生产的构件进场时应检查其质量证明文件及表面标识。第“9.2.2”条要求：对预制构件外观质量进行全数检查，“预制构件的外观质量不应有严重缺陷，且不应有影响结构性能和安装、使用功能的尺寸偏差，且应封闭式存放，地面应硬化处理，不得有积水现象，摆放位置应与设计受力工况一致。

预制构件起吊前应检查构件外观质量是否出现蜂窝、麻面、开裂等情况，吊环周围混凝土是否有蜂窝、孔洞、开裂等影响吊环受力的质量缺陷，如出现此问题，预制构件要及时退场，不得吊装使用。

3.2   预制构件吊装

规范GB 50666给出了预埋吊件的施工安全系数要求。专用预埋吊件构造比较复杂，实际承载力计算缺少相关公式可依据，需要通过试验加以确定。但是，目前我国缺乏专用预埋吊件性能检验的试验标准；因此，应用专用预埋吊件时，应严格遵守产品应用技术手册的要求，根据不同被吊构件选择相应匹配的吊装专用吊具。

3.3   灌浆套筒施工

装配式建筑而言，其关键技术是节点的连接构造部位，如果节点连接质量存在问题，则引起构件裂缝的出现。钢筋连接技术是装配式建筑的关键技术之一，稳固的连接是结构整体性和抗震能力的重要保证。

首先灌浆套筒施工时候，要注意套筒和钢筋之间关注灌浆，并充满高强水泥基灌注浆料，以保证其和钢筋连接紧密。

其次，应采用“套筒灌浆监测器”进行监测浆液液面，不足时及时二次补充浆液，待压灌满后按规定要求保压；以保证灌浆质量。

3.4   预制构件的支撑和安装

临时支撑（含预埋件）应进行设计并按相关规范要求进行施工验算。当采用专用定型产品时，专用定型产品及施工操作应符合产品标准和应用技术手册的规定。

4   结语

综上所述，装配式建筑的施工特点符合国家针对建筑产业转型升级与科技跨越的双重叠加，（例如：“装配式+BIM、装配式+EPC、装配式+超低能耗”）；住建部推进工程总承包管理及EPC模式，绿色数字化建造，实现快速建造，脱离传统劳动密集型施工工艺，最终实现标准化、产业化智造施工目标。本文针对目前常见的装配式建筑结构质量控制进行了研究分析，总结了影响装配式施工生产的人员、材料、机械设备和环境等多方面因素，希望能够为相关单位优化装配式建筑施工工艺技术，控制能源损耗，减少施工矛盾，优化施工现场管理提供参考借鉴。