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工程建设与科学管理

工程建设与科学管理

Engineering Construction and Scientific Management

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-708X(P)
  • ISSN: 
    3080-0781(O)
  • 期刊分类: 
    工程技术
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    1
  • 浏览量: 
    331

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基于层次分析法的预制装配式剪力墙结构施工质量控制研究

Research on Construction Quality Control of Prefabricated Shear Wall Structures Based on Analytic Hierarchy Process

发布时间:2026-06-30
作者: 夏德建 :扬州大学 江苏扬州; XIA Dejian :Yangzhou University Yangzhou;
摘要: 本文主要研究了预制装配式剪力墙结构施工质量控制问题,采用了系统工程方法中的层次分析法进行分析。介绍了预制装配式剪力墙结构的特点和优势,从材料质量、预制加工质量、安装施工质量、外部环境影响四个方面,构建了预制装配式剪力墙结构施工质量控制体系。本研究旨在提高预制装配式剪力墙结构的施工质量,为建筑行业的发展提供理论支持和实践指导。
Abstract: This paper focuses on the construction quality control of prefabricated shear wall structures and adopts the Analytic Hierarchy Process (AHP), a method of systems engineering, for analysis. It introduces the characteristics and advantages of prefabricated shear wall structures, and establishes a quality control system for their construction from four aspects: material quality, prefabrication quality, installation and construction quality, and external environmental impacts. This study aims to improve the construction quality of prefabricated shear wall structures and provide theoretical support and practical guidance for the development of the construction industry.
关键词: 层次分析法;预制装配式剪力墙结构;施工质量控制
Keywords: analytic hierarchy process; prefabricated shear wall structure; construction quality control

引言

随着建筑业的不断发展,预制装配式建筑逐渐成为一种新型的建筑形式。预制装配式剪力墙结构作为其中的一种,具有施工速度快、节能环保、性能优良等特点,因此在现代建筑中得到了广泛应用。然而,由于预制装配式剪力墙结构施工过程较为复杂,施工质量控制成为一个重要的问题。因此,本文旨在运用系统工程的层次分析法,对预制装配式剪力墙结构施工质量控制进行研究,为实际施工提供理论支持和实践指导。

1预制装配式剪力墙

1.1预制装配式剪力墙的优点

预制装配式建筑是一种先将建筑构件在工厂内进行制造和装配,然后再将构件运到现场组装成建筑物的建造方式。相比于传统的现场施工,装配式建筑具有许多独特的特点和优势。

第一,装配式建筑能够提高建筑质量。在工厂内进行生产和装配的过程中,可以更好地控制施工质量。第二,装配式建筑具有较高的施工效率。装配式建筑可以实现工厂化生产和流水线作业,大大缩短了建筑周期。预制构件在工厂内可以同时进行生产,而不需要等待其他工序的完成。同时,现场施工的工序也减少了很多,只需要进行简单的组装和连接即可。第三,装配式建筑符合环境友好的理念。由于装配式建筑的构件在工厂内进行生产,可以更好地控制材料和能源的使用。工厂内的生产线可以对材料进行精确的计量和管理,减少浪费。第四,装配式建筑在经济效益方面具有优势。但由于施工周期的缩短和施工效率的提高,可以节省大量的人力和时间成本。还能够获得相关的政府激励和补贴,进一步提高了经济效益。

1.2预制装配式剪力墙的施工工艺

1.2.1 技术准备

根据设计图纸及构件吊装平面布置图,并以此为依据选择适宜的吊装机械,并对相关技术人员和作业工人进行培训和安全技术交底。

1.2.2现场准备

在吊机的工作范围内不得有障碍物,并应有堆放适当数量配套预制构件的场地。场内运输宜设置循环道路。场内的预制构件的堆放场地应平整、坚实,并有可靠的排水措施。

1.2.3施工机械准备

根据现场条件,合理布置吊装机械、材料堆放场地及运输通道等。进场施工机械,检查其完好状态,要有专人操作,定期维修保养。

1.2.4 材料准备

根据设计文件,提出材料计划,确定预制内剪力墙构配件供应商,按计划组织材料分批进场,进场时检查预制剪力墙构配件型号、数量等,验收合格后方可使用。

1.2.5 楼层面混凝土作业条件

楼层面混凝土浇筑完成后需一天时间的养护,楼层面混凝土达到一定强度后方可下一步预制剪力墙的吊装施工。

1.2.6预制剪力墙吊装就位

剪力墙可以从堆放场地或直接从车上进行起吊,起吊过程中,要注意剪力墙上角和下角的保护。安装过程中,必须在确保斜支撑安装牢固后方可解除剪力墙上的吊车吊钩。剪力墙的垂直度调整,通过两根斜支撑上的螺纹套管调整来实现,两根斜支撑要同时调整。

1.2.7预制剪力墙边现浇结构施工

安装附加钢筋:根据设计图纸(或构造节点)要求设置的现浇约束边缘构件,可先进行预制剪力墙安装,再进行现浇约束边缘构件的钢筋绑扎;附加钢筋可在一块预制剪力墙安装就位后先置入,待相邻剪力墙安装就位后拉出绑扎。现浇部位支模:待边缘约束构件钢筋安装完成并经检查验收后,开始进行模板安装,安装时保证现浇部位的表面质量及与预制剪力墙的接缝质量。检查验收:预制内剪力墙安装施工完毕后,由专业质检人员对剪力墙各部位施工质量进行全面检查,符合要求后,方可进行下道工序施工。详见图1。

图1预制装配式剪力墙的施工工艺

2 理论基础

2.1 层次分析法的概念

层次分析法是一种系统工程方法论,它将复杂的问题分解为多个层次和要素,通过对各层次和要素的相互关系进行分析和计算,得出各要素对整体的影响程度和贡献值。是一种定性和定量分析相结合的系统分析方法。

2.2 层次分析法的步骤

确定研究对象和目标:选择预制装配式剪力墙结构作为研究对象,以施工质量控制为研究目标。收集相关资料:收集与预制装配式剪力墙结构施工质量控制相关的文献资料和技术报告。建立层次结构:根据理论基础,将施工质量控制问题划分为多个层次和要素,包括材料质量、预制加工质量、 安装施工质量、外部环境影响等。构造判断矩阵:根据划分的层次和要素,构造判断矩阵,对各层次和要素的相互关系进行判断和赋值。计算权重向量:通过计算判断矩阵的特征向量,得出各要素的权重向量。一致性检验:对判断矩阵进行一致性检验,确保判断矩阵的合理性和准确性。计算贡献值:根据权重向量和判断矩阵的计算结果,得出各要素对整体的影响程度和贡献值。结果分析:根据计算结果和分析结果,提出改进措施和建议。

3研究过程

3.1影响因素分析

材料质量

成品采购、材料检验、过程运输、转运存储。应选择具有资质和经验的供应商,确保所供应的材料符合设计和规范要求。在采购过程中,应进行市场调研和比较,并对供应商进行严格的评估和审核。进场材料应进行严格的质量检验,包括外观检查、尺寸偏差、材质证明文件等。对于关键材料,如钢筋、混凝土等,应进行抽样检测或见证取样检测,确保其符合规范要求。材料在运输和存储过程中,应采取措施防止损坏和变质。

预制加工质量

模具制作、钢筋加工、混凝土浇筑。模具的设计和制作应符合规范要求,确保其精度和稳定性。钢筋的加工应严格按照设计要求进行,包括下料、弯曲、绑扎等工序。混凝土的配合比和原材料应符合设计要求,浇筑过程中应保证振捣密实、无漏振现象。混凝土浇筑完成后,应进行养护和拆模,确保其达到设计强度。

安装施工质量

构件吊装、支撑固定、混凝土浇筑、套筒灌浆。剪力墙构件的吊装应采用专业的吊装设备,并由经验丰富的操作人员进行操作。在吊装过程中,应采取措施防止构件损坏或变形。支撑固定应牢固可靠,确保剪力墙的位置和稳定性。在混凝土浇筑前,应对支撑固定进行检查和调整,确保其达到设计要求。混凝土浇筑时应保证密实度和平整度,并进行养护和拆模。对于采用套筒连接的钢筋,应采用专门的灌浆设备进行灌浆。灌浆完成后应进行质量检验,确保其达到设计要求。

外部环境影响

施工作业面交叉、天气条件、管理控制。在多作业面交叉施工时,应合理安排施工顺序和作业时间,避免相互干扰和影响。同时应加强现场协调和管理,确保各作业面之间的安全和质量问题得到及时解决。在恶劣天气条件下,如大雨、大风、高温等,应采取必要的防护措施,确保施工安全和质量稳定。加强施工现场的质量监管和管理力度,及时发现和解决质量问题。同时应加强人员培训和教育,提高施工和管理人员的素质和质量意识。

通过对预制装配式剪力墙结构施工过程中的影响因素进行分析,结合江苏省扬州市Y项目施工过程,确定影响施工质量的因素主要包括材料质量、预制加工质量、安装施工质量、外部环境影响等。这些因素对施工质量产生重要影响,需要在施工过程中进行严格控制。

3.2 建立层次结构

根据理论基础,将施工质量控制问题划分为三个层次和多个要素。第一层是目标层,即提高预制装配式剪力墙结构的施工质量;第二层是要素层,包括材料质量、预制加工质量、 安装施工质量、外部环境影响;第三层是指标层,包括具体的质量控制指标体系,详见图2。

3.3 构造判断矩阵

根据划分的层次和要素,构造判断矩阵,对各层次和要素的相互关系进行判断和赋值。判断矩阵是基于专家打分法和模糊综合评价法构建的,通过对每个层次的每个要素进行相互比较和赋值,得到判断矩阵的初始值。

其中,aij表示第i个因素相对于第j个因素的影响程度。一般采用1-9标度法来表示影响程度的大小,其中1表示相等,9表示i比j极端重要。

图2预制装配式剪力墙结构施工质量层次结构(完全独立性结构)

(1)判断矩阵A:

(2)判断矩阵B1:

(3)判断矩阵B2:

(4)判断矩阵B3:

(5)判断矩阵B4:

3.4计算权重向量

通过计算判断矩阵的特征向量,得出各要素的权重向量。本研究采用了特征向量法进行计算,具体步骤包括:对判断矩阵利用方根法进行归一化处理,计算最大特征值和对应的特征向量,对特征向量进行归一化处理,得到各要素的权重向量。

特征向量:

最大特征值:

对于判断矩阵A的归一化处理结果为:

对于判断矩阵B1的归一化处理结果为:

对于判断矩阵B2的归一化处理结果为:

对于判断矩阵B3的归一化处理结果为:

对于判断矩阵B4的归一化处理结果为 :

3.5 一致性检验

对判断矩阵进行一致性检验,确保判断矩阵的合理性和准确性。采用了随机一致性指标进行检验,具体步骤包括:计算一致性指标CI,计算平均随机一致性指标CR,判断判断矩阵的一致性是否符合要求。

定义一致性比率C.R.=C.I./R.I.,若C.R.<0.1,判断矩阵A具有满意一致性,若C.R.>0.1,判断矩阵A不具有满意一致性,需要重新构造,直到满意为止。

(R.I.参考表1)

表1 随机一致性指标RI数据
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9
R.I. 0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46

计算后可得表2所示的结果。

表2 满意一致性对比
指标 对比 结果
A 4.043 0.014 0.016 小于0.1 具有一致性
B1 4.010 0.003 0.004 小于0.1 具有一致性
B2 3.000 0 0 小于0.1 具有一致性
B3 4.260 0.087 0.098 小于0.1 具有一致性
B4 3.013 0.006 0.012 小于0.1 具有一致性

3.6 权重向量值比较

根据权重向量和判断矩阵的计算结果,得出各要素对整体的影响程度和贡献值。贡献值是各要素权重向量与判断矩阵对应元素的乘积之和,可以反映各要素对施工质量控制的整体影响程度。

图3 权重指标对标

根据图3可知,材料质量权重为0.520,对预制装配式剪力墙结构的施工质量影响最大,预制加工质量及安装施工质量次之,为0.201,外部环境影响对总目标施工质量影响最小,仅为0.078。而对预制装配式剪力墙结构的施工质量影响最大的指标层为:成品采购的原材料、预制模具加工和安装过程中的构件吊装作业,同时也离不开管理控制对施工质量的影响。

4 总结

4.1 制定针对性的质量控制措施

根据各因素对施工质量控制的影响程度,可以制定针对性的质量控制措施。对于影响程度较大的因素,如材料质量、预制加工质量和安装施工质量,应采取更为严格的质量控制措施,如加强质量检验、增加质量监管频次等。对于影响程度较小的因素,如外部环境影响,可以采取相应的应对措施,如加强天气预报的关注、制定应急预案等。

4.2 实施施工质量控制计划

在制定针对性的质量控制措施后,需要实施施工质量控制计划。在施工过程中,应严格按照质量控制计划进行实施和管理,确保各项措施得到有效执行。同时,应加强质量监管和检测,及时发现和解决质量问题,确保施工质量的稳定和可靠。

4.3结合案例实际分析

结合江苏省扬州市Y项目施工过程,正是考虑了材料质量、预制加工质量、安装施工质量、外部环境影响等这些关键因素对预制装配式剪力墙结构施工质量的影响。不管是在预制构件材料和厂家的选择上,还是在施工方案的制定、施工人员的管理培训,都严格做了细致的考虑,才使得本项目获得江苏省预制装配式优质结构,同时为詹天佑住宅小区金奖的获得奠定了基础。目前江苏省大力推行预制装配式结构,对新建小区的预制装配率都做了百分比要求,而扬州市更是不得低于30%,这种新工艺,新技术目前还未形成较为规范化、成熟化的制度。通过本研究相信可以很好的细化对预制装配率的制度规范要求。为指导新项目的实施,提供对应的依据。

对于房地产建设的投资方,为建设单位提供了预制装配式管理的重点环节,更利于对住宅产品的质量把控,为市场提供优质商品住宅。

5结论

本研究采用了系统工程方法论中的层次分析法,针对预制装配式剪力墙结构的施工质量控制进行了深入研究。通过建立科学合理的质量控制模型,旨在提高了预制装配式剪力墙结构的施工质量,确保了建筑结构的安全性和稳定性。同时还提出了一些具体的改进措施和建议,为进一步优化预制装配式剪力墙结构的施工质量提供了参考依据。未来将进一步深入研究影响预制装配式剪力墙结构施工质量的因素,提出更加完善的质量控制措施和方法,为提高建筑行业的施工质量和安全性提供有力支持。

参考文献:

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  4. [4] 李清阳,预制装配式剪力墙结构的设计与施工[J].建筑技术,2018,49(05):1-5.
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  6. [6] 张家豪,基于系统工程方法的建筑施工质量控制研究[D].同济大学,2016.
  7. [7] 王开宇,基于层次分析法的建筑施工安全管理研究[D].重庆大学,2014.
  8. [8] 张家伟,预制装配式剪力墙结构的研究与实践[J].工程力学,2013,30(08):1-8.
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