装配式建筑施工中的质量控制关键点探讨
党匀禧
湖北德馨建设工程咨询有限公司 湖北省荆州市 434000
随着我国建筑产业现代化进程的加快,装配式建筑的推广应用已成为行业发展的重要趋势。相较于传统现浇结构,其在施工周期、材料损耗和环境影响方面具有明显优势。然而,装配式建筑在施工环节中的构件精度、节点连接强度与施工协同性等因素,直接影响到建筑物的结构安全与使用性能。当前工程实践中,仍存在构件偏差控制不足、吊装精度不高、连接质量不稳定等问题,暴露出施工阶段质量管理的复杂性与系统性需求。因此,强化全过程质量控制,特别是对施工关键环节进行有针对性的技术干预,已成为提升装配式建筑工程质量的关键路径。
一、预制构件生产阶段的质量控制要点
(一)构件设计图纸与深化审核
预制构件的质量保障首先源于设计阶段的高精度图纸支撑。设计人员应依据施工总图、建筑功能需求和结构受力分析结果进行构件深化设计,重点明确各类预埋件的位置编号、连接节点的受力方式、钢筋的锚固长度、套筒连接方式及钢筋搭接形式。深化图纸应严格遵循相关规范,避免因图纸信息缺失、标注不清或专业不协调而引发加工误差或安装冲突。为提高图纸的协同性和构件可制造性,应推广使用BIM 建模技术进行多专业集成设计,涵盖建筑、结构、水电、暖通与消防等系统[1]。通过三维可视化建模及碰撞检测功能,可提前发现梁柱错位、管线冲突、安装净空不足等问题并在设计阶段优化解决,显著减少后期现场修改或返工。对于楼梯段、异形梁板、节点拼缝复杂的部位,应由深化设计人员单独绘制构件详图和节点详图,并标明加工顺序、吊装方向及连接方式,作为工厂预制和现场拼装的技术依据。以某装配式科技园区项目为例,设计团队通过 Revit 模型深化构件图纸,协调预留管线路径,成功避免了空调水管与套筒位置冲突,提高了设计图纸的执行准确率。
(二)模具精度与养护条件控制
高质量模具系统是确保预制构件尺寸精准、边角成型完整的基础条件。构件模具宜统一采用高强钢制标准化模板,表面应进行防锈处理或阳极氧化处理,确保在重复使用过程中的结构稳定性与尺寸保持性。模具安装前应对其水平度、垂直度及对角线长度进行校核,误差应控制在 ±2mm 以内,特殊构件(如空调板或异形梁)可采用数控切割模具或模块组合式模具提高适配性。构件关键部位如给排水预留孔洞、管井、预埋件、门窗洞口等,应在浇筑前利用激光投线仪进行高精度定位,误差不超过 ±3mm ,并在模板上进行标定,防止浇筑时移位或偏斜。混凝土浇筑完成后,应在 2 小时内移入恒温恒湿养护室,室内温度控制在25℃±5℃ ,湿度保持在 95% 以上,确保混凝土早期水化反应充分。养护时间应不少于72 小时,特殊混凝土(如抗渗、抗冻)可延长至 96 小时以上。在冬季或严寒地区施工时,应配置电加热水蒸气系统,对养护室进行温控补偿,确保环境温度不低于 15qC ,避免出现冻裂或水化中断等问题。养护室应配备自动记录系统,实时监测并记录温湿数据,形成养护质量可追溯资料档案,为后期质量评估提供依据。
(三)钢筋布设与混凝土质量检测
钢筋布设是预制构件抗力系统构建的核心工序。钢筋加工应采用全自动数控设备,如数控弯箍机、钢筋剪切线及钢筋焊接机器人,确保下料尺寸、弯折角度、搭接长度符合设计图纸及规范要求。加工完成后应集中码放,标识清晰,避免混放、锈蚀及混用现象。钢筋安装阶段,应在胎架或模板内设专用钢筋定位卡具或限位装置,控制骨架整体偏差在 ±5mm 以内。人工校核后,进行钢筋隐蔽验收并拍照归档。
混凝土浇筑所用材料应为商品混凝土,坍落度控制在 200±20mm ,以兼顾流动性与泵送性能。强度等级不低于 C40,采用中低碱水泥和级配良好的机制砂,气泡含量应控制在 3% 以内,减少气孔、蜂窝等缺陷。每批混凝土现场浇筑应留样制作不少于 3 组 150mm 立方体标准试块,在 28 天龄期进行抗压强度检测,记录作为质量验收依据。此外,还应定期对混凝土中氯离子含量 (⩽0.03% )、水泥总碱量 (⩽0.6% )进行化学检验,防止因氯化物侵蚀或碱 - 骨料反应引起钢筋腐蚀或结构耐久性下降。在广州某预制构件工厂,采用定期间隔取样 + 第三方平行检测制度,有效控制了混凝土波动性,成品构件合格率达 98% 以上。
二、构件运输与吊装过程的质量控制措施
(一)运输方案与防护技术
构件运输是保障预制构件完好交付现场的首要环节,其安全性和规范性直接影响后续吊装效率与结构质量稳定性 [2]。在运输前,需根据构件的几何尺寸、质量、自重重心、吊点布设等因素制定专项运输方案。运输工具应选用低平板半挂车或专用构件运输车,底盘应配设避震系统。构件底部与托架之间应安装 10mm 厚橡胶垫或高密度聚氨酯垫片,构件之间应留有不少于 50mm 的间距,防止运输中横向碰撞。限位卡槽应紧贴构件形体边缘布置,并使用高强度捆绑带进行拉紧固定,绑扎点不少于4 处,确保运输途中构件无位移、翻滚、剪切风险。
运输过程中,车速应严格控制在 40km/h 以下,转弯半径不宜小于 15m,避开桥梁限宽、陡坡、坑洼或频繁制动路段。司机需熟悉运输路线并配备副手随车巡视。若遇低温雨雪、冰冻、强风等极端天气,应暂停运输作业,或通过帆布遮盖、泡沫包裹等手段进行保温防冻处理,防止混凝土构件出现冻裂、剥落或热胀冷缩变形。以某北方装配式安置房项目为例,运输车辆配备 GPS 实时跟踪与车厢摄像系统,确保全过程可视化监管,运输构件到场完好率达 99.2% ,有效保障了装配式施工节奏。
(二)吊装设备与作业人员管理
吊装是装配式建筑施工中技术含量高、风险等级大的关键环节。设备选型应根据构件质量、吊装半径、高度与现场空间条件综合确定。塔吊须选用 QTZ 或 TC 系列平头型塔机,吊装最大起重量应不低于构件单体重量的 1.2 倍,履带吊应设置防倾覆装置。所用钢丝绳不得有明显断丝、变形、腐蚀,绳径不少于 Φ16mm,端部采用压套固定,压套不少于 2 个,张拉力预控在额定载荷的 80%~90% 。吊点布设应严格结合构件受力重心与吊环位置,采用等距双点或对角四点吊装,吊具下挂应设平衡梁,确保吊运过程中构件始终保持平稳状态,防止摆动或旋转。施工现场须设置吊装专用指挥员,统一指挥口令、吊装节奏及信号系统,确保现场多工种协同作业高效运行。所有操作人员(含司索工、信号工、吊机操作员)必须持有有效上岗证书,吊装作业前应组织专项安全技术交底。作业期间,旁站监理与专职安全员应进行不间断巡查,尤其对构件起吊、旋转、就位、校准、固定等高风险环节进行全过程风险控制。
(三)吊装精度与调整控制
高精度的构件吊装是确保装配式建筑结构尺寸协调性与空间一致性的必要保障。构件吊装定位应采用全站仪、激光投线仪进行三维空间实时测量,对位基准点应提前布设并标识清晰。构件安装定位偏差控制在 ±5mm 以内,垂直度偏差 ⩽1/1000 ,对称误差不大于 3mm,局部拼缝高差不得超过 2mm⨀ 。墙板吊装完成后,应立即安装钢管斜撑或铝合金可调撑杆进行稳定加固,加固点沿构件高度布设不少于3 道,间距控制在2.0\~2.5m 之间。
对于楼板、叠合梁、管廊段等体积大、自重重、对位精度要求高的构件,应采用液压调平夹具配合轨道限位器辅助安装,并使用楔形块临时调节高差。构件初步就位后,应检查接缝闭合度、插筋深度与预埋件吻合情况,必要时进行微调。构件安装完成后 24 小时内,应使用水准仪进行沉降观测,并记录位移变化趋势,控制安装后沉降量不大于 5mm⨀ 。以某省级装配式中学项目为例,通过“精定位 + 双向限位器 + 实时沉降监测”系统集成吊装控制手段,使单构件吊装平均用时缩短 30% ,吊装精度偏差率降至 1.2% ,为后续节点灌浆与饰面施工创造了良好条件。
三、现场拼装连接与结构整体性的保障措施
(一)湿接缝施工质量管控
湿接缝是实现装配式建筑结构整体性和密封性的关键部位。该施工环节通常出现在墙板、楼板、柱子等构件之间,要求灌浆料与原混凝土良好结合,形成稳固连接 [3]。施工前,须对接缝界面进行细致处理,采用高压水枪清洗后再用工业风机彻底吹干,并对界面粗糙度进行检查,建议达到 1.5mm 以上,以提升界面结合力。所用灌浆材料应选用强度等级 ⩾C60 、膨胀率 0.02%~0.05% 、28 天抗压强度 ⩾70MPa 的无机非收缩型灌浆料,具备良好的可泵性、抗裂性和早强性能。其初凝时间应大于 40min ,流动度 ⩾300mm ,以保障施工可操作性及填充密实性。灌浆宜采用自流灌注或低压泵送工艺,禁止使用已凝结灌浆料二次加水搅拌。灌注完成后,应立即采用湿麻袋或塑料薄膜覆盖,并连续养护不少于7 天,湿度控制在 95% 以上,环境温度维持在 20~30% 之间,防止早期干裂或温度应力导致的微裂缝。以某国家装配式住宅产业化基地一期工程为例,其外墙湿接缝采用改性高强硅酸盐灌浆料,自流灌注完成后养护 10 天,现场回弹检测结果表明其接缝强度平均值为 76.5MPa ,裂缝发生率下降了 58% ,显著提升了墙体整体抗裂性能与耐久性。
(二)干式连接构造与锚固验证
干式连接是装配式结构中实现快速、高强连接的重要技术形式,主要包括钢筋套筒灌浆连接、螺栓连接与焊接连接等类型 [4]。其中,钢筋套筒灌浆连接被广泛应用于竖向构件之间的连接,如墙板柱筋、楼板负筋等,施工简便,连接性能稳定。套筒应为高精度加工产品,材质采用 Q345 或以上等级钢材,内表面应喷砂处理以增强界面锚固力。套筒连接后的抗拉强度必须达到连接钢筋屈服强度的 110% 以上,灌浆料应满足流动度大于 320mm 、28 天抗压强度大于70MPa、抗冲击强度不小于 7kJ/m2 的性能要求。
现场安装时,插筋应一次性对准插入套筒内,不得用锤击方式强行进入。灌浆完成后,进行抗拔测试和同轴度检测,确保连接精度与可靠性。按规范要求,每批连接件抽检比例不低于 10% ,对不合格接头应拆除重做。对于预埋件或装配钢构的连接,可采用 CO2 气保焊与手工电弧焊,焊缝厚度不小于5mm,搭接长度不少于 70mm ,外观要求焊缝饱满连续、无裂纹、夹渣或咬边现象。以北京某国家重点工程为例,采用“套筒灌浆 + 焊接”双重加固模式,在主体结构验收中,全部焊缝经超声波检测达到Ⅱ级以上,灌浆接头抗拉强度均值达 526MPa,有效提升了结构整体性与抗震能力。
(三)施工缝与整体结构性能提升
施工缝是构件之间形成的天然连接薄弱环节,其布置、处理与加固质量直接关系到建筑结构的整体刚度与耐久性 [5]。为增强拼装结构的协同工作性能,施工缝处应加强钢筋连接构造设计。墙体、梁柱连接部位宜加设 U 型附加钢筋、横向拉结筋或通长钢筋,直径不小于 $\Phi _ { Ḋ } 1 0 Ḍ$ ,间距宜为 150mm~200mm ,锚固长度按规范不小于 30d 执行。拼缝处理上,建议在缝内嵌入高强度钢纤维网(抗剪强度 >400MPa )或粘贴双向碳纤维布(每层厚度不小于0.167mm ),以提高抗裂性能和剪切延性。对于楼板叠合缝,应采用结构胶 + 贯通钢筋的复合构造处理,其中结构胶强度 ≥60MPa ,纵横向钢筋上下贯穿错缝排列,有效防止错台、开裂和滑移现象。此外,在模板拆除后及装修前应进行结构实体检测,包括接缝宽度、灌浆密实度、混凝土强度与外观质量验收。以某装配式办公楼项目为例,在施工缝处采用“U 型拉结筋 + 碳纤维布”复合加固方式,经剪切试验发现构件整体剪切强度提升约 22% ,结构耐震性能明显增强。在竣工验收中,接缝错台控制在 2mm 以内,连接处未发现贯穿裂缝,结构一致性优良。
总结:
装配式建筑作为建筑工业化的重要发展方向,其施工质量直接关系到结构安全、使用功能与工程耐久性。通过系统分析构件设计、模具加工、现场运输、吊装作业及连接施工等关键环节的质量控制要点,本文明确了影响施工质量的核心因素与应对措施。在实践中,应强化 BIM 技术与精益管理的集成应用,落实标准化设计、模块化生产、精细化施工与全过程监管机制,确保预制构件在制造与拼装过程中的精度协调与力学稳定。同时,应建立科学的质量检验评估体系,覆盖原材料控制、现场复验、连接节点检测及结构性能验收,提升整体施工质量水平。
参考文献:
[1] 樊吉. 装配式建筑工程施工中的质量控制与管理研究[C]// 中国智慧工程研究会.2024工程技术应用与施工管理交流会论文集(上). 上海振南工程咨询监理有限公司 ;,2024:474-476.
[2] 李达 . 装配式建筑施工技术要点与现场质量控制研究 [J]. 陶瓷 ,2024,(11):141-143.
[3] 朱亮 .BIM 技术在装配式建筑施工中的应用分析 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2024,(26):100-102.
[4] 陕巍 . 装配式建筑施工中混凝土质量管控的探究 [J]. 产品可靠性报告 ,2024,(07):120- 121.
[5] 邹超 . 装配式建筑建造成本影响因素及过程管理优化研究 [D]. 西安理工大学 ,2024.002336.