施微丹

(福州理工學(xué)院 建筑學(xué)院，福建 福州 350506)

0 引 言

預(yù)制裝配式建筑具有工業(yè)化程度高、施工速度快、節(jié)能環(huán)保、節(jié)省勞動力等特點。[1]預(yù)制混凝土外掛墻板是裝配在混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)上的外墻圍護掛板，是裝配式建筑的重要組成部分。近幾年來，已有學(xué)者對裝配式建筑外掛混凝土墻板施工技術(shù)進行了分析，尹蘭寧[2]等對預(yù)制蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土板的施工工藝及其與主體結(jié)構(gòu)的連接做了研究并提出了一種易于操作的施工工法；劉翔[3]等通過采用改進斜撐技術(shù)等措施提高了預(yù)制外掛墻板吊裝效率；于慧[4]提出預(yù)制外掛墻板采用兩點吊的吊裝方案更經(jīng)濟合理；陸長松[5]等提出導(dǎo)、排、防三者相結(jié)合的排水設(shè)計理念進行防水設(shè)計；呂勝利[6]對外墻板的密封防水材料的施工進行了闡述。

由于我國還處于裝配式建筑發(fā)展初期，新建裝配式建筑占新建建筑面積的比例不足5%，且沒有配套成熟的施工經(jīng)驗和施工技術(shù)。實際工程施工中還存在許多問題[7]。目前，針對預(yù)制裝配外掛墻板的研究主要集中在設(shè)計上，而對施工技術(shù)分析的較少。本文以福建省食品檢驗檢測實驗樓裝配式建筑為例，通過實踐追蹤整個施工過程，對外掛墻板的施工技術(shù)做詳細分析，為類似工程的外掛墻板施工提供參考。

1 特點及適用范圍

(1)采用工業(yè)化生產(chǎn)，質(zhì)量可控

由于外墻、窗框以及外飾面均在工廠同步完成并且組裝，構(gòu)件精度高，減少了人為因素的質(zhì)量問題，因此其質(zhì)量得到很大的保障。同時預(yù)制外墻板表面整齊美觀且質(zhì)量可靠，把外墻漏水和窗框漏水的可能性降到最低。

(2)施工安全

取消了外墻抹灰、貼瓷磚、安窗框等危險多發(fā)的外立面工作，使施工安全得到更有利的保障。

(3)制作精度高

工廠化生產(chǎn)的要求將外墻板的構(gòu)件尺寸、鋼筋位置的偏差、標高的誤差、構(gòu)件安裝的誤差都控制在 ±3 mm 以內(nèi)。

(4)綠色環(huán)保

基本取消了施工現(xiàn)場的濕作業(yè)，減少建筑垃圾和施工用水，降低了施工噪音和粉塵污染，實現(xiàn)了綠色環(huán)保、文明施工的要求。

(5)施工高效

板塊尺寸大，施工效率高，縮短工期，節(jié)約造價。預(yù)制外墻板的窗框、飾面以及保溫均已在工廠內(nèi)完成，在初裝修階段避免了交叉作業(yè)多的現(xiàn)象，大大減少了外裝飾的施工時間，因此工期比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)縮短10%左右。同時也節(jié)省了砌墻、外飾面的勞動力，使施工成本降低，大大地緩解了勞動力不足的問題，造價比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)約7%左右[8]。

混凝土外掛板采用柔性連接的方式與主體結(jié)構(gòu)連接，地震時變形性能良好，本工法適用于抗震設(shè)防烈度不大于8度的預(yù)制混凝土外掛墻板的安裝。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝原理

為了便于外墻板的制作和安裝，可根據(jù)建筑的外立面將外掛墻板拆分成不同寬度的構(gòu)件。在工廠生產(chǎn)后運輸至施工現(xiàn)場用汽車吊或塔吊進行安裝，與疊合板、柱、剪力墻澆筑在一起[9-10]。本工程預(yù)制裝配式石材飾面一體化PC外墻掛板與主體采用柔性連接的下支上拉的點支撐方式，與主體的連接節(jié)點包括分為承重節(jié)點和非承重節(jié)點。掛板與主體結(jié)構(gòu)連接設(shè)置4個支撐點，均連接于梁的牛腿處。本工程420 mm預(yù)制外掛墻板整間板連接的上、下節(jié)點(見圖1)。

圖1 連接節(jié)點詳圖

2.2 工藝流程及施工準備

預(yù)制裝配式PC外掛墻板施工的關(guān)鍵在于需提供一種受力簡單明確、能有效提高預(yù)制外掛墻板吊裝效率的墻頂預(yù)埋件。 預(yù)制外掛墻板施工工藝流程(見圖2)。

圖2 工藝流程圖

施工準備工作包括：

(1)預(yù)制墻板的安裝定位以及管線預(yù)埋設(shè)等問題在設(shè)計階段不能考慮周全，在施工前利用BIM技術(shù)對連接節(jié)點進行可靠性的分析，檢查構(gòu)件安裝時是否有碰撞，從而避免設(shè)計與施工的沖突問題[10]。

(2)預(yù)制外掛墻板進場后，檢查其出產(chǎn)合格證，核對外觀觀感質(zhì)量、構(gòu)件的尺寸、拼縫防水構(gòu)造是否符合要求。如發(fā)現(xiàn)飾面磚破損、涂料脫落等問題應(yīng)及時采取措施進行修補。

(3)進行焊接工作前應(yīng)按標準和設(shè)計要求對焊接材料的品種、規(guī)格、性能等指標進行檢查。

(4)密封防水膠的耐老化性能和耐久性應(yīng)符合設(shè)計要求，襯墊材料與防水結(jié)構(gòu)膠應(yīng)相容。

(5)根據(jù)預(yù)制外掛墻板的吊裝順序，在預(yù)制外掛墻板上做相應(yīng)的記號，以便確認各個外掛板所屬的吊裝區(qū)域和吊裝順序。

(6)應(yīng)保證預(yù)制外掛墻板的安裝工作面能夠滿足吊裝就位及安裝要求。

(7)彈出標高線以及各個樓層的平面控制線并確保無誤。

2.3 預(yù)埋件及吊具安裝

(1)預(yù)埋安裝就位后，利用小短筋和扎絲將預(yù)埋件與梁鋼筋固定綁扎，混凝土澆筑注意保護預(yù)埋件，防止預(yù)埋發(fā)生變位。

(2)吊具安裝

如圖3所示，在塔吊下連接兩條鋼絲繩b，通過平衡鋼梁轉(zhuǎn)換，平衡鋼梁下連接兩條鋼絲繩a以及安全繃帶，最后通過吊具連接預(yù)制外掛墻板。

①—預(yù)制外掛墻板；②—預(yù)制窗；③—吊具；④—安全繃帶；⑤—鋼絲繩a；⑥—平衡鋼梁；⑦—鋼絲繩b；⑧—塔吊掛鉤圖3 吊具安裝示意圖

2.4 吊運及就位

吊運外掛墻板時采用緩慢吊起、快速提升、緩慢放置的操作方式。起吊區(qū)域配備信號工司索工各一名。起吊時，司索工拆除預(yù)制外掛墻板的安全固定裝置，在信號工的指揮下，塔吊司機將預(yù)制外掛墻板緩慢吊起并由傾斜狀態(tài)變?yōu)樨Q直狀態(tài)，當預(yù)制外掛墻板吊離地面時，應(yīng)快速提升并運至需要安裝外掛墻板的施工樓層。根據(jù)樓面上已彈好的定位線，將預(yù)制外掛墻板緩慢下降，預(yù)制外掛墻板就位時，應(yīng)以外墻邊線為準，保持墻身垂直，縫隙一致，企口縫不得錯位。

2.5 安裝及校正

(1)預(yù)制外掛墻板在安裝位置就位完畢，由一名吊裝工人在上一層將掛鉤拉住攬風(fēng)繩，由另一名工人緩慢將外掛墻板的鋼筋插入梁中，同時底下一層的吊裝工人將上下層外掛墻板的企口縫進行定位，最后用斜撐臨時固定預(yù)制外掛墻板。

(2)根據(jù)預(yù)制外掛墻板的標高線和樓層安裝控制線，在安裝外掛墻板的同時通過緊固件以及吊線錘來調(diào)節(jié)校正預(yù)制外掛墻板的水平位置、標高和垂直度(見圖4)。

①—預(yù)埋套筒；②—預(yù)制外掛墻板；③—緊固件；④—預(yù)埋螺栓；⑤—墻板臨時固定及垂度調(diào)節(jié)；⑥—緊固件；⑦—緊固件；⑧—樓板圖4 預(yù)制外掛墻板校正圖

2.6 節(jié)點連接

(1)設(shè)備平臺處預(yù)制外掛墻板與現(xiàn)澆梁的節(jié)點

設(shè)備平臺處封邊梁混凝土強度達到 100%時，進行該處預(yù)制外掛墻板的吊裝。根據(jù)節(jié)點大樣，預(yù)制外掛墻板就位后，利用斜撐臨時固定，將預(yù)制外掛墻板上口與本層平臺封邊梁預(yù)埋件連接，下節(jié)點與上一層平臺封邊梁預(yù)埋件連接。

(2)預(yù)制外掛墻板與預(yù)制疊合梁的節(jié)點

疊合梁吊裝就位后進行預(yù)制外掛墻板吊裝，預(yù)制外墻板就位后，利用斜撐臨時固定，將預(yù)制外掛墻板上口與上一樓層的疊合梁預(yù)埋件連接，下口與本層預(yù)制疊合梁預(yù)埋件進行連接。

2.7 拼縫防水處理

將預(yù)制外掛墻板拼縫的側(cè)壁清理干凈，保持通風(fēng)，然后進行拼縫的防水處理。在拼縫間嵌塞填充高分子材料，后進行打膠密封。應(yīng)注意填充材料需飽滿密實、表面光滑，同時不得堵塞防水空腔。

2.8 成品保護

(1)構(gòu)件吊裝時的成品保護

外墻板吊裝采用內(nèi)置螺母，在螺母處布置螺旋箍筋，以加強與預(yù)制構(gòu)件的連接作用，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的重量選用 5 t與 2.5 t兩種形式的內(nèi)置螺母，吊裝時配置與吊釘匹配的專用吊扣。為了避免預(yù)制墻體吊裝時，因受力不均而造成墻體構(gòu)件損壞，預(yù)制墻板吊裝采用專用吊梁。預(yù)制墻體在吊運過程中，為了避免預(yù)制墻體局部受力不均(如門、窗洞口位置)，造成預(yù)制墻體損壞，預(yù)制墻體在工廠內(nèi)利用槽鋼將預(yù)制墻體門、窗洞口位置進行加固處理，確保預(yù)制墻體在吊運過程中，不出現(xiàn)損壞。預(yù)制墻體加固措施示意圖(見圖5)。

圖5 預(yù)制墻體加固措施示意圖

(2)構(gòu)件安裝完成后成品保護

圖6所示預(yù)制墻板安裝完成后，為了避免后續(xù)二次結(jié)構(gòu)及精裝施工，對預(yù)制墻板門、窗洞口轉(zhuǎn)角位置造成破壞，現(xiàn)場采用廢棄木模板制成 C型框，對預(yù)制墻板門、窗洞口轉(zhuǎn)角位置進行成品保護。

2.9 勞動力及機具設(shè)備投入計劃

勞動力投入計劃：項目經(jīng)理、土建工程師、吊裝工程師、安全員、監(jiān)理、施工班組長、班組安全員、工人全程參與。施工過程中施工人員可安排隊長1人，塔吊司機1人，塔吊指揮 2 人，吊裝及起重工 5 人[11]。

圖6 成品保護示意圖

機具設(shè)備投入計劃：經(jīng)緯儀、水準儀、全站儀、鋼絲繩、螺栓、平衡鋼梁、起重設(shè)備、千斤頂、對講機、吊線錘、緊固件、索具、臨時固定支撐、電焊機、圓鋼、吊具、平衡鋼梁、標高緊固件、位置緊固件、垂直度調(diào)節(jié)緊固件。

3 結(jié) 語

通過上述的一整套施工工藝來實現(xiàn)預(yù)制裝配式建筑外掛墻板的安裝，克服了以往傳統(tǒng)的吊運和安裝的弊端，也避免了由于安裝過程中產(chǎn)生的質(zhì)量不合格對外掛墻板性能的影響。與傳統(tǒng)安裝方式相比較而言，本施工工藝提高了施工效率，安裝施工更具安全性、經(jīng)濟性和可推廣性。本施工工藝在外掛墻板安裝滿足規(guī)范要求的同時，形成了一套安全可靠、操作簡便的施工工藝。