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装配式混凝土结构工程质量管理与验收

时间:2018-09-20 16:25:02   来源:其他行业论文   作者:shengxin   点击:

摘要:装配式混凝土结构工程的质量涉及结构安全和工程验收,其质量管理包括工程前期策划、方案及施工图设计、预制构件深化设计、预制构件生产与安装等全过程控制;项目各参与方应协同配合制订质量管理计划,明确质量管理中重点、难点的质量保证措施;工程实施过程中应严格控制各工序的操作质量,按检验批做好预制构件及其连接节点的质量检查和验收工作;通过试点和示范工程实践,制订并完善装配式工程系列标准,为推广装配式混凝土结构体系的应用提供技术支撑和管理经验,进而推动我国建筑工业化持续健康发展。


关键词:装配式混凝土结构;工程管理策划;质量管理计划;质量验收;


作者简介:蒋勤俭,男,教授级高级工程师,研究方向为预制建筑、建筑工业化。


0引言


随着我国新型建筑工业化发展进程的不断加速,装配式混凝土结构工程作为目前建筑工业化的主要实施方式,得到研究、设计、施工及生产等单位的高度关注,取得了一系列研究成果和工程实践经验,在此基础上行业主管部门组织专家编制了设计、施工、验收等相关的标准规范,对于在全国范围内推广应用装配式混凝土结构工程起到了很好的指导作用。


设计和建造是装配式混凝土结构工程质量管理的关键环节,直接决定着工程的实施效果。相比已经非常成熟的现浇混凝土结构工程而言,装配式工程设计和建造过程除了需要各工程实施主体高标准、精细化管理外,还需要工程管理单位统筹工程方案和施工图设计、构件深化设计、预制构件生产、安装施工以及工程验收等全过程的质量管理。


针对目前普遍采用传统现浇混凝土结构工程的质量管理经验及思维方法来管理装配式结构工程的做法,导致装配式混凝土结构工程实施的质量和技术经济性差的现状,本文在总结我国装配式混凝土结构工程实施现状和经验教训的基础上,从装配式混凝土结构工程的实施全过程探讨预制装配式结构工程的质量管理和验收的主要内容及管理要求。


1工程质量管理总体策划


1.1装配式结构工程的前期策划


工程建设单位应在项目规划设计阶段研究论证项目采用装配式混凝土技术的可行性,在项目前期策划阶段就需要聘请有经验的专业公司作为咨询顾问,从项目管理角度,研究项目采用预制装配技术的实施方案和基础条件,进而给出其技术经济性分析和风险评价,为建设单位立项提供决策依据。


1.2装配式混凝土结构工程质量管理策划


装配式工程质量管理策划主要是围绕工程质量管理目标选择合适的工程设计、生产、施工单位,对工程实施全过程的重点和难点问题进行分析识别,提出质量管理的总体控制方案和管理措施。


1.3建设单位工程质量管理方案


装配式混凝土结构工程由各个实施主体合作完成,各实施主体单位依法对工程质量负责。建设单位既作为实施主体之一应该落实法律法规规定的责任,建立工程质量责任制,还应该在工程实施中起到组织协调和监督管理作用,对建设工程各阶段实施质量管理,督促工程建设有关单位和人员落实质量责任,处理建设过程和保修阶段建设工程质量缺陷和事故。建设单位应该制定工程质量管理方案来管理和控制工程各阶段质量行为,保障整体质量目标顺利实现。建设单位制定装配式混凝土结构工程质量管理方案的构成及要点如表3所示。


2装配式混凝土结构工程设计质量管理


装配式混凝土结构工程设计应按规划及方案设计、施工图设计、构件加工图深化设计三个阶段进行,工程设计单位应对各个阶段的设计工作质量总体协调,审查三阶段的设计质量和设计深度。实施阶段设计单位需派遣设计人员全过程参与装配式混凝土工程项目的配合工作,大中型、重点装配式混凝土工程项目的施工现场应设立代表处或者派驻设计代表,随时掌握施工现场的进展情况,及时解决与设计有关的技术问题(如解答施工图纸存在的疑问、施工中出现与图纸不符情况的处理、设计变更、与设计有关的工程问题的洽商等),认真做好设计技术服务工作。


2.1规划及方案设计


装配式混凝土建筑的设计单位除了具有国家规定的设计资质,并在其资质等级许可的范围内承揽工程设计任务外,还应该具有丰富的装配式工程实施经验。装配式建筑规划及方案设计应结合建筑功能、建筑造型,从建筑整体设计入手,无论是预制建筑方案设计,还是预制结构方案设计都要由专业顾问参与指导,规划好各部位拟采用的工业化部品和构配件,并实现部品和构配件的标准化、定型化和系列化。


2.2施工图设计


施工图设计的质量,决定着工程建设的性价比,直接决定着工程结构安全和使用功能。施工图设计应按照建筑设计与装修设计一体化的原则,对户内管线、用水点及电气点位等准确定位,满足装修一次到位要求,保证建筑设计与装修设计的一致性。楼梯间、门窗洞口、厨房和卫生间的设计,要重点检查其是否符合现行国家标准的有关规定。


装配式建筑施工图设计除了要在平面、立面、剖面准确表达预制构件的应用范围、构件编号及位置、安装节点等要求外,还应包括典型预制构件图、配件标准化设计与选型、预制构件性能设计等内容。施工图设计必须要满足后续预制构件深化设计要求,在施工图初步设计阶段就与深化设计单位充分沟通,将装配式要求融入施工图设计中,减少后续图纸变更或更改,确保施工图设计图纸的深度对于深化设计需要协调的要点已经充分清晰表达。


装配式建筑施工图设计文件须经施工图审查机构审查,施工图审查机构应严格按照国家有关标准、规范的要求对施工图设计文件进行审查。在对标准规范理解不清或超出规定的情况下,可以依据专家评审意见进行施工图审查。


施工图审查分为内审与外审,施工图设计与装配式专项设计完成后可邀请相关专家进行内审,内审合格后择期进行外审;外审主要委托给审图机构审查,外审合格后,加盖施工图审查专用章,方可下发各相关单位实施。


2.3构件加工图深化设计


构件加工深化设计工作作为装配式建筑的专项设计,具有承上启下、贯穿始终的作用,直接影响工程项目实施的质量与成本。在选择深化设计单位时应调查研究,委托有长期从事预制技术研究和工程应用经验的咨询单位进行深化设计,深化设计单位应具备丰富的装配式建筑方案设计、构件深化设计、生产及安装的专业能力和实际经验,对项目方案设计、施工图设计、构件生产及构件安装的产业化整体质量管理计划具备协调控制能力,为后续的生产、安装顺利实施做好准备。


预制构件施工图深化设计包括平立面安装布置图、典型构件安装节点详图、预制构件安装构造详图部分的各专业设计预留预埋件定位图。预制构件加工图深化设计包括预制构件图(如有要求含面层装饰设计图及节能保温设计图)、构件配筋图、生产及运输用配件详图等。


在深化设计前,深化设计人员应仔细审核建筑、结构、水、暖、电等设备施工图,补足遗漏、矛盾等问题,提出深化设计工作计划。深化设计过程应加强与预制构件厂及施工单位的配合,确保深化设计成果满足实施要求。深化设计工作完成后,应提交给工程设计单位进行审核确认;确认无误后,构件深化设计图纸即可作为装配式混凝土结构工程的实施依据。


3预制构件生产质量管理


为了确保预制构件质量,构件生产要处于严密的质量管理和控制之下,通过构件生产管理策划可以明确生产过程中的目标计划、管理要求、重点内容、工具方法以及必要的资源支持,为质量管理提供良好的生产组织环境。质量管理的实施要涵盖预制构件生产全过程及其主要特征,诸如原材料采购和进场、混凝土配制、构件生产、码放储存、出厂及运输、构件资料等方面,并对关键过程或特殊构件加以重点研讨。质量管理要对构件生产过程中的试验检测、质量检验工作制订明确的管理要求,保持质量管理有效运行和持续改进。


3.1预制构件生产管理策划


预制构件生产管理策划内容要体现良好的组织性、程序性和计划性,针对预制构件生产过程中技术管理方法、生产计划安排、组织沟通工作流程、保证措施等全方位制订应对方案,保障生产有序顺畅进行。预制构件生产质量管理策划主要包括以下内容。


1)由工厂技术负责人组织技术质量人员参与图纸会审和设计交底,并及时办理变更文件,做到技术先行;


2)工程主要负责人组织构件生产合同评审,识别和分析合同实施中可能存在的问题和不确定性并做出应对预案;


3)编制构件生产方案及资源配置计划,制订生产进度计划,落实质量标准要求;


4)制订质量、工期、安全保证措施,充分保障构件生产目标的实现;


5)制订内部与外部在生产过程管理方面有效沟通的工作流程,细化职责和分工;


6)制订成本管理与环境管理方案,提出相应管理目标;


7)组织召开构件生产准备会,重点项目制订并落实构件试制方案


3.2预制构件质量管理计划


3.2.1预制构件质量管理要求


预制构件质量管理体系是体现该工厂质量保证能力的基本要求,同时也是建设单位、施工单位考察选定预制工厂的重要关注点,具体要求如下:


1)预制工厂相应的资格能力认定及具备构件生产的软硬件设施条件;


2)预制工厂建立了完善的质量管理体系,具有保证构件生产质量的经验和能力;


3)预制构件生产过程应具备试验检测手段;


4)预制构件制作前,预制工厂应仔细审核预制构件制作详图,会审构件图纸来获得构件型号、数量、材料、技术质量要求等详细资料;


5)预制工厂通过进行构件生产质量策划,在构件制作前编制预制构件生产制作方案,对于新工厂或新型构件可以通过试制样品验证;


6)预制工厂应对进场的原材料及构配件进行检验,并制定检验方案,检验合格后方可用于预制构件的制作,这是质量控制强制性要求;


7)预制构件经检查合格后,及时标记工程名称、构件部位、构件型号及编号、制作日期、合格状态、生产单位等信息,其是质量可追溯性要求,也是生产信息化管理重要一环。


3.2.2预制构件生产前期技术准备


建设、设计、施工、监理和预制工厂应做好预制构件生产的前期准备工作,前期准备的主要内容如下:


1)由建设单位组织设计单位、深化设计单位对预制工厂进行技术交底,阐述预制构件技术要求、技术质量标准和有关注意事项;


2)预制工厂的技术方案和质量保证措施应提交监理单位或施工单位审核;


3)组织样品试制工作,通过样品试制可以验证设计的可实施性;


4)首件验收是批量生产前质量控制的关键一环;预制构件资质取消之后,通过对工程每种型号的预制构件首件进行隐蔽工程检查,监理和施工单位派人参与或驻厂监造,是完善构件质量管理和和进场验收的重要保证。


3.2.3预制构件质量检验内容


预制混凝土构件生产质量检验可分为模具质量检验、钢筋及混凝土原材料质量检验、预埋件及配件质量检验、构件生产过程中各工序质量检验、构件成品检验、以及存放和运输检验等六部分内容,每部分检验工作都应该制订相应的质量检验制度和方案,规定检验的人员和职责、取样的方法和程序、批量的规则、质量标准、不合格情况的处理、检验记录的形成、资料传递和保存等,确保各项质量检验得以严格和有效执行并保持质量的可追溯性。


在上述构件质量检验内容中,模具、原材料和预埋件及配件检验一般是执行进场时集中按批量或逐件检验制度,并在使用过程中再进行可能的目测检验或随工序检验,如遇异常情况可重新组织检验,不合格的应该集中批量退货,这是质量检验的基本要求。检验目的就是确保用于构件中的原材料及构配件质量必须满足设计和使用要求。质量检验资料虽可按批次记录但也必须涵盖每个构件,体现每个构件质量信息的追溯性。预制构件的工序质量检验项目如图1所示。


3.2.4预制构件质量控制重点内容


预制混凝土构件生产质量控制措施应具有针对性。以下就夹心保温墙板生产、钢筋灌浆套筒安装、预制构件结构性能检验等重点控制内容说明如下。


1)夹心保温墙板生产质量控制要点


夹心外墙板生产技术和质量控制要求较高,涉及结构和节能两方面的技术指标,生产厂家应有质量控制措施,操作人员应有工程施工经验。


夹心外墙板的内外叶墙板之间的拉结件类别、数量及使用位置应符合设计要求。夹心外墙板的拉结件安装质量必须严格控制,否则会出现外板脱落的安全事故;该工序应进行隐蔽工程检查,并留必要的影像资料。


夹心外墙板宜采用平模工艺生产,生产时应先浇筑外叶墙板混凝土层,再安装保温材料和拉结件,最后浇筑内叶墙板混凝土层;当采用立模工艺生产时,应同步浇筑内外叶墙板混凝土,并应采取保证保温材料及拉结件位置准确的措施。


2)钢筋灌浆套筒的安装质量控制要点


钢筋灌浆套筒的应用技术和质量控制方法必须严格执行《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ355-2015)、《钢筋连接用灌浆套筒》(JG/T398-2012)和《钢筋连接用套筒灌浆料》(JG/T408-2013)三部行业标准的有关规定。


①钢筋灌浆套筒连接是装配式混凝土结构常用的连接方式,钢筋套筒灌浆连接接头是构件连接的主要钢筋接头连接方式,也是保证各种装配整体式混凝土结构整体性的基础。确保连接质量是采用该种连接方式的混凝土结构工程质量控制重点和难点,必须制订质量控制措施,通过设计、产品选用、构件制作、施工验收等环节加强质量管理,确保其连接质量可靠。


②钢筋套筒进场时应对钢筋套筒进行检验,检验内容除了外观质量、尺寸偏差、出厂提供的材质报告、接头型式检验报告等,还应按要求制作钢筋套筒灌浆连接接头试件进行抗拉强度试验的验证性试验。


③钢筋套筒验证性试验可按随机抽样方法抽取工程使用的同牌号、同规格钢筋,并采用工程使用的灌浆料制作3个钢筋套筒灌浆连接接头试件,如采用半套筒连接方式则应制作成钢筋机械连接和套筒灌浆连接组合接头试件,标准养护28d后进行抗拉强度试验,试验合格后方可使用。


3)预制混凝土构件结构性能检验


结构性能检验主要针对简支受弯的梁板类标准构件而言,预制构件生产企业应按批量抽样作结构性能检验;主要依据是按设计要求和现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的有关规定。构件进场验收时,构件生产企业应按标准要求向施工单位提供结构性能检验报告资料,作为构件结构性能质量证明文件。


采用监理驻厂监造方式生产的构件可不必进行结构性能检验。装配整体式结构构件宜采用延伸监理的办法来代替结构性能检验。


3.2.5预制构件资料管理


预制构件资料包含预制构件工厂自身存档资料和构件交付时应提供的验收资料两部分,后者是前者中的一部分,在构件现场交付时作为质量证明所用。


1)预制构件工厂的资料管理


预制构件工厂资料是预制构件生产全过程质量完整真实记录,包括图纸和设计文件资料,生产组织、技术方案和操作指导技术资料,原材料厂家和进场试验资料,过程操作资料,质量检验和控制资料,必要的检测报告文件以及合格证资料等等。


预制工厂应根据要求建立技术资料管理规定,并规定应形成的资料明细和责任部门,采用清单式辅助管理,从原材料、加工过程到成品的质量检查记录均应真实详细、形成及时。预制工厂构件资料应按有关要求进行收集、整理、存档保存,保存方式、年限和储存环境应符合要求,以备索引、检查和生产质量追溯。


2)预制构件工厂提供的资料


构件交付时提供的资料应以设计要求或合同约定为准,一般仅提供如下质量证明类文件。施工单位或监理应对运输到场的预制构件质量和标识进行查验,确认满足要求且与所提供资料相符后方可卸车:


①预制构件出厂合格证(混凝土强度、主要受力钢筋、其他特殊要求);


②结构性能证明文件(结构性能检验报告或加强措施质量证明文件);


③装饰保温性能证明文件;


④其他必要的证明文件。


4装配式混凝土结构工程施工质量管理


装配式混凝土结构工程施工应制订施工组织设计和专项施工方案,提出构件安装方法、节点施工方案等。装配式混凝土结构工程施质量管理的重点环节有预制构件进场验收、施工验算、构件安装就位、节点连接施工,必须制订相应的质量保证措施。


4.1预制构件进场验收


预制构件进场验收应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的有关规定进行,主要包括以下验收内容:构件质量证明文件、结构性能和功能性能(装饰性能、保温性能等)检验报告、外观质量缺陷、外形尺寸偏差、预留预埋件规格和数量的符合性、粗糙面和键槽质量以及构件标识检验等,除外形尺寸偏差执行按批量抽检外,其它内容均要求全数检验,确保安装构件的质量符合要求。


4.2施工验算


装配式结构工程安装施工编制的专项施工方案中在必要时应由专业施工单位根据设计文件对构件临时支撑和吊具进行深化设计、受力验算和试验,保证安装施工中的安全和构件质量完好:


1)临时支撑应按水平构件和竖向构件分别对支撑条件、施工荷载、拆除依据、承载要求等进行受力验算;


2)预埋吊具吊件应根据预制构件的形状、尺寸和重量等参数进行配置并进行受力安全性验算,吊索水平夹角不宜小于60°,且不应小于45°;对尺寸较大或形状复杂的构件,宜采用有分配梁或分配桁架的吊具。


4.3节点后浇混凝土施工质量要求


装配式混凝土结构预制构件连接施工通常有预制构件与预制构件接缝、预制构件与现浇构件接缝2种接缝形式,后浇混凝土或砂浆连接方式应重点控制以下内容。


1)后浇混凝土部位在浇筑前应进行隐蔽工程验收,验收项目应包括下列内容。


①钢筋的牌号、规格、数量、位置、间距等;


②纵向受力钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率、搭接长度等;


③纵向受力钢筋的锚固方式及长度;


④箍筋、横向钢筋的牌号、规格、数量、位置、间距,箍筋弯钩的弯折角度及平直段长度;


⑤预埋件的规格、数量、位置;


⑥混凝土粗糙面的质量,键槽的规格、数量、位置;


⑦预留管线、线盒等的规格、数量、位置及固定措施。


2)后浇连接处混凝土或砂浆的强度及收缩性能要求。


①对承受内力的连接处应采用混凝土浇筑,混凝土强度等级值不应低于连接处构件混凝土强度设计等级值的较大值;


②对非承受内力的连接处可采用混凝土或砂浆浇筑,其强度等级不应低于C15或M15;


③混凝土粗骨料最大粒径不宜大于连接处最小尺寸的1/4。


3)连接节点、水平拼缝应连续浇筑;竖向拼缝可逐层浇筑,每层浇筑高度不宜大于2m;应采取保证混凝土或砂浆浇筑密实的措施。


4)混凝土或砂浆强度达到设计要求后,方可承受全部设计荷载。


4.4灌浆施工质量要求


钢筋套筒灌浆连接接头、钢筋浆锚搭接连接接头的灌浆应符合节点连接施工方案的要求,钢筋套筒在灌浆前,还应在现场模拟构件连接接头的灌浆方式,每种规格钢筋应制作不少于3个套筒灌浆连接接头,进行灌注质量以及接头抗拉强度的工艺检验;经检验合格后,方可进行灌浆作业。进行灌浆作业过程中,应采取下列措施严格控制作业质量。


1)灌浆施工时,环境温度不应低于5℃;当连接部位养护温度低于10℃时,应采取加热保温措施;


2)应按产品使用说明书的要求计量灌浆料和水的用量,并搅拌均匀;每次拌制的灌浆料拌合物应进行流动度的检测,且其流动度应满足标准要求;


3)灌浆操作全过程应有专职检验人员负责旁站监督并及时形成施工质量检查记录;


4)灌浆作业应采用压浆法从下口灌注,当浆料从上口流出后应及时封堵;


5)灌浆料拌合物应在制备后30min内用完;


6)套筒灌浆连接接头的质量保证措施:


①采用经验证的钢筋套筒和灌浆料配套产品;


②施工人员是经培训合格的专业人员,严格按技术操作要求执行;


③质量检验人员进行全程施工质量检查,能提供可追溯的全过程灌浆质量检查记录。


5装配式混凝土结构工程施工质量验收


我国预制混凝土技术标准体系的编制和完善历时10年左右时间,截至目前预制混凝土领域的国家和行业标准已基本齐备,现行的预制混凝土结构设计、构件生产、结构施工、工程验收等系列标准可以满足我国建筑工程领域的装配式结构工程验收要求。我国预制装配式混凝土领域技术标准体系如图2所示。


我国现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)中规定,装配式结构工程应按混凝土结构子分部工程的要求进行验收;当结构中部分采用现浇混凝土结构时,装配式结构部分可作为混凝土结构子分部工程的分项工程进行验收;对于装配式结构预制率高于80%的工程可以按全装配式结构处理,此时可以将装配式分项工程扩展为混凝土结构子分部工程进行验收。装配式混凝土结构工程质量验收内容如图3所示。


我国现行行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)中也规定了装配式混凝土结构作为混凝土结构子分部工程质量验收的一般规定、主控项目和一般项目。我国现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)中规定了装配式结构分项工程验收和混凝土结构子分部工程验收的内容,装配式结构分项工程的验收包括一般规定、预制构件、以及包含装配式结构特有的钢筋连接和构件连接等内容的预制构件安装与连接3部分。装配式结构分项工程可按楼层、结构缝或施工段划分检验批,对于装配式结构现场施工中涉及的钢筋绑扎、混凝土浇筑等内容,应分别纳入钢筋、混凝土、预应力等分项工程进行验收。


另外,对于装配式结构现场施工中涉及的装修、防水、节能及机电设备等内容,应分别按装修、防水、节能及机电设备等分部或分项工程的验收要求执行。装配式结构还要在混凝土结构子分部工程验收层面进行结构实体检验和工程资料验收。装配式混凝土结构验收时,除应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)的要求提供文件和记录外,尚应提供下列文件和记录:


1)工程设计文件、预制构件制作和安装的深化设计图;


2)预制构件、主要材料及配件的质量证明文件、进场验收记录、抽样复验报告;


3)预制构件安装施工记录;


4)钢筋套筒灌浆、浆锚搭接连接的施工检验记录;


5)后浇混凝土部位的隐蔽工程检查验收文件;


6)后浇混凝土、灌浆料、座浆材料强度检测报告;


7)外墙防水施工质量检验记录;


8)装配式结构分项工程质量验收文件;


9)装配式工程的重大质量问题的处理方案和验收记录;


10)装配式工程的其他文件和记录。


6结语


装配式混凝土结构工程质量管理贯穿工程规划设计、生产制作、施工安装及验收的全过程,工程实施需要各实施主体全过程、高标准的协调配合,通过工程质量管理总体策划、各阶段质量管理计划和重点环节的质量控制措施来保证工程质量。


我国的装配式混凝土结构工程还处于快速发展阶段,目前我国的装配式混凝土结构工程专业人员和工程经验还比较缺乏,对有关标准理解、掌握和应用的整体概念不清晰,建议引入有技术能力和专业经验的预制混凝土专业咨询公司来全程参与工程实施,可以有效控制工程实施质量和成本。


随着建筑工业化标准规范的完善和试点示范工程的推广应用,装配式混凝土结构工程质量会稳步提升,我国的预制建筑将体现其良好的技术经济性。

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