蒙立強1 陳 俊1 劉桂萍1 袁 波2

1. 廣西建工集團第四建筑工程有限責任公司 廣西 桂林 541003；2. 廣西建工集團有限責任公司 廣西 南寧 530200

在裝配式建筑SI體系的基本理念中，S是建筑的主體結(jié)構(gòu)部分，主要包括承重結(jié)構(gòu)中的柱、墻（承重）、梁、板，I是建筑的功能性設(shè)施，比如非承重墻、裝修、設(shè)備等。對于I部分的非承重墻，外墻板直接與建筑外部大氣接觸，其性能顯得尤為重要，特別是防水與保溫性能。

目前裝配式建筑工程中，外墻板多采用內(nèi)嵌或外掛2種方式。內(nèi)嵌式的外墻板主要采用輕質(zhì)材料制成，如蒸壓加氣混凝土、陶?；炷痢⑴菽炷?、空心形式的普通混凝土等，其外表面直接接觸大氣，容易受環(huán)境因素影響而產(chǎn)生裂縫，且墻板之間的接縫處容易出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。外掛式的外墻板通常采用普通混凝土材料澆筑而成，其施工難度較大、成本較高，且保溫隔熱性能較差，需另外再安裝保溫隔熱材料[1-2]。

1 研究思路

針對上述所提出的問題，我們考慮研究一種半內(nèi)嵌式外防水內(nèi)保溫的外墻板，采用內(nèi)外雙層復(fù)合的方式，即墻板外層采用普通混凝土澆筑而成，內(nèi)層則使用泡沫混凝土材料，2層之間通過鋼筋桁架進行連接，墻板與主體結(jié)構(gòu)之間通過預(yù)埋件連接固定，以使安全、防水、保溫等性能得到保障。墻板外觀及鋼筋桁架如圖1、圖2所示。

2 具體流程

配筋設(shè)計及計算→模板及預(yù)埋件設(shè)計→模板及預(yù)埋件加工制作→模板支設(shè)及鋼筋、預(yù)埋件安裝施工→模板、鋼筋及預(yù)埋件驗收→澆筑普通混凝土→澆筑泡沫混凝土→養(yǎng)護→拆側(cè)模→脫底?！跹b及安裝試驗

圖1 墻板外觀

圖2 鋼筋桁架

3 實施要點

3.1 配筋設(shè)計及計算

墻板除自重外，主要承受室外風荷載及水平地震作用。風荷載按B類地區(qū)50年一遇風壓考慮，取基本風壓值w0=0.55 kN/mm2，體形系數(shù)取2.0，高度變化系數(shù)按50 m高度取1.62，陣風系數(shù)按50 m高度取1.55，地震荷載按抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g，抗震設(shè)防類別按丙類。通過計算，所設(shè)計墻板參數(shù)符合要求，主要參數(shù)值為：墻板板厚200 mm，其中，外層部分采用普通混凝土，強度等級為C30，厚度為80 mm，內(nèi)層部分采用泡沫混凝土，抗壓強度為3.5 MPa，厚度為120 mm，墻板配置雙層雙向φ6 mm@100 mm的HRB400級鋼筋，距離墻板側(cè)邊200 mm起配置鋼筋桁架，墻板中的鋼筋桁架間距為400 mm，并根據(jù)計算配置相應(yīng)預(yù)埋件，墻板配筋局部如圖3所示。

圖3 墻板配筋局部平面示意

3.2 模板及預(yù)埋件設(shè)計

由于墻板體的每個側(cè)面都具有一定的線條，形狀不規(guī)則，因此，可使用BIM技術(shù)先對墻板體進行建模，然后在建模環(huán)境下新建模板模具材料，將墻板體線條的凹陷部分填滿，最后使用相同的模板模具材料來繪制出模板模具及肋板等輔助件，并出最終施工圖。

1）根據(jù)所設(shè)計的墻板體尺寸，通過體量族的方式，對墻板體進行建模，將墻板各個側(cè)面的槽口、企口等線條繪制出來。墻板體的模型建好之后，再利用新建模板模具的材料，將槽口和企口等線條填滿。

2）沿著已填滿線條的墻板體的側(cè)面繪制出模板模具及肋板等輔助件，然后將墻板體刪除并另存為族文件，新建一個項目文件，將族文件載入到項目，進入三維視圖，在項目瀏覽器中找到族，然后創(chuàng)建實例，即可得到模板模具及其線條的三維模型圖。

3）分別在平、立面視圖中創(chuàng)建詳圖索引，于是在項目瀏覽器中便自動生成詳圖索引視圖，進入視圖對文件進行處理，主要是標注尺寸及調(diào)整比例，調(diào)整比例使尺寸的顯示大小在視圖中顯示合適，并把不需要在導(dǎo)出的圖紙中顯示的內(nèi)容選中并隱藏，然后新建一張圖紙，將平、立面的詳圖索引及三維視圖拖拽到圖紙窗口中，完成之后即可打印最終施工圖，或?qū)С鯟AD格式圖紙。

4）利用同上方法步驟對預(yù)埋件進行建族并導(dǎo)入到新建的項目文件中，然后出最終施工圖。

3.3 模板及預(yù)埋件加工制作

根據(jù)繪制好的模板模具及預(yù)埋件的配件加工圖，向加工廠技術(shù)工人交底，將各零部配件加工制作出來。在將零部配件組裝與焊接之前務(wù)必要先校核尺寸，以免焊接完成之后發(fā)現(xiàn)有誤而不得不返工，尺寸校核無誤后，方可進行組裝與焊接。

3.4 模板支設(shè)及鋼筋、預(yù)埋件安裝施工

用截面尺寸為50 mm×80 mm的木方作為底模梁，其下墊普通燒結(jié)頁巖磚，其上鋪設(shè)厚16 mm木膠合板，并將模具固定于膠合板上，用釘子釘牢。校核尺寸無誤后，安裝預(yù)埋件、鋼筋及鋼筋桁架，完成后復(fù)核尺寸，確認無誤后，方可進入下一步工序。

3.5 澆筑普通混凝土

把現(xiàn)場用的水泥、砂、石等原材料提供給實驗室，由實驗室給定混凝土配合比，并結(jié)合現(xiàn)場的砂、石含水量計算出施工配合比，嚴格按照配合比進行混凝土的配制，并使用攪拌機進行拌和。在澆筑之前，要把模板面上的雜物清除干凈，并完成對模板、鋼筋及預(yù)埋件的驗收，在澆筑過程中，嚴禁隨意往混凝土拌和物中加水，并嚴格控制澆筑層的厚度，同時按事先制定的方案留置同條件養(yǎng)護試塊。

3.6 澆筑泡沫混凝土

待普通混凝土終凝后，方可澆筑泡沫混凝土，泡沫混凝土的原材料與普通混凝土不同，主要有水、水泥、專用膠水、泡沫顆粒，其配合比也是由實驗室給定。將現(xiàn)場使用的原材料提供給實驗室，再根據(jù)實驗室給定的配合比計算出每盤泡沫混凝土所需各材料用量，使用攪拌機在現(xiàn)場拌和均勻后進行澆筑，澆筑過程中按方案留置試塊。

3.7 吊裝及安裝試驗

1）吊裝。當留置的同條件養(yǎng)護試塊的試壓強度達到75%之后，即普通混凝土的試壓強度達22.5 MPa、泡沫混凝土的試壓強度達2.63 MPa后，方可將墻板運輸至實驗室進行吊裝。把墻板放置在翻轉(zhuǎn)架上，翻轉(zhuǎn)角度達到規(guī)范要求的≥45°時，把事先準備好的吊環(huán)桿與墻板中的預(yù)埋吊件連接，預(yù)埋吊件宜為2個，后通過吊車吊鉤扣住吊環(huán)，確保安全后方可進行試吊。當墻板被吊起離地20 cm左右時，暫停起吊，觀察吊點處的連接牢固性、墻板的穩(wěn)定性以及繩索的變化情況，確認無異常后，方可繼續(xù)正式吊運至安裝位置。

2）安裝。把事先預(yù)埋在墻板中的鋼牛腿件置于實驗室工字鋼梁上的指定螺栓點位置，工字鋼梁上預(yù)留孔洞尺寸滿足規(guī)格為M36六角頭螺栓的插入要求，調(diào)整螺栓高度，使其頂面能夠與鋼牛腿件完全接觸，并支承整個墻板自重，然后用L形件將預(yù)埋螺桿與工字鋼梁進行連接，工字鋼梁事先開孔，孔洞尺寸滿足規(guī)格為M20六角頭螺栓的插入要求，采用螺栓將其固定牢固，以限制墻板水平方向的位移，安裝完成之后，方可松開吊車吊鉤[3-4]。

4 應(yīng)用案例

4.1 工程概況

南寧市某大飯店項目位于青秀區(qū)云景路以南、高坡嶺路以東。項目規(guī)劃總用地面積為16 716.94 m2，總建筑面積為111 809.20 m2，由1棟建筑面積為33 928.17 m2的29層酒店，1棟建筑面積為35 866.5 m2的24層商務(wù)辦公樓，1棟建筑面積為5 168.25 m2的5層商業(yè)裙樓組成。酒店和商務(wù)辦公樓建筑屋面高度為119.85 m，5層商業(yè)裙房建筑屋面高度為23.82 m，整體設(shè)3層地下室，地下室建筑面積32 484.79 m2。酒店子項要求按裝配式建筑設(shè)計，裝配率要求≥30%，故酒店子項結(jié)構(gòu)形式為混合框架-混凝土核心筒的雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，混合框架為矩形鋼管混凝土柱＋鋼梁＋鋼筋桁架樓承板結(jié)構(gòu)體系。

4.2 應(yīng)用效果

通過半內(nèi)嵌式外防水內(nèi)保溫外墻板在該項目中的應(yīng)用測試，其效果如下：

1）成本與進度方面。與傳統(tǒng)內(nèi)嵌式外墻板相比，半內(nèi)嵌式外防水內(nèi)保溫外墻板能夠很大程度地避免后期由于墻板開裂出現(xiàn)滲漏水而導(dǎo)致的維修問題。與外掛式外墻板相比，其質(zhì)量輕，施工難度相對較低，且后續(xù)不需再另外安裝保溫隔熱材料，對于節(jié)約成本起到了較大作用。另外，一次吊裝安裝完成，即實現(xiàn)防水與保溫功效，減少了后期安裝保溫隔熱材料所需時間，縮短了一部分工期。

2）安全與質(zhì)量方面。通過設(shè)計與計算，確定配筋及相關(guān)預(yù)埋件，并進行加工制作與安裝施工。經(jīng)過對墻板進行吊裝及安裝試驗，確認墻板在承受荷載方面可行，符合安全可靠的要求。從原材料到配合比，再到澆筑與養(yǎng)護，層層把關(guān)，過程控制，嚴格按照施工工藝進行操作，按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定進行檢查與驗收。實踐證明，質(zhì)量能夠達到預(yù)期效果。

3）防水與保溫方面。其槽口與企口均參照現(xiàn)行國家建筑標準設(shè)計圖集進行設(shè)計，所使用氣密條、建筑密封膠及其背襯材料均符合規(guī)范要求，經(jīng)淋水試驗，確認防水性能良好。在保溫方面，主要依靠內(nèi)層厚120 mm的泡沫混凝土，由于泡沫混凝土中含有大量的封閉細小孔隙，因此具有良好的保溫隔熱性能，通常密度在300～1 200 kg/m3范圍的泡沫混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)k在0.08～0.30 W/（m2·K）之間，滿足k≤0.8的最低標準限值的要求，熱阻是普通混凝土的10～20倍，能夠滿足建筑節(jié)能要求。

5 結(jié)語

本文主要是對裝配式建筑SI體系半內(nèi)嵌式外防水內(nèi)保溫外墻板進行研究，其防水與保溫方面的性能達到了預(yù)期效果，安全穩(wěn)定方面也能滿足要求。但是，該半內(nèi)嵌式外墻板也存在著許多不足，比如接縫處仍舊需要進行打膠處理，其耐久性問題仍待考究，且高處打膠作業(yè)的安全保障措施成本依舊較高。在今后的實踐過程中，應(yīng)深入研究接縫處的構(gòu)造自防水內(nèi)容，以避免打膠作業(yè)，從而更好地推動裝配式建筑技術(shù)的發(fā)展。