預(yù)制裝配整體式建筑構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究
——以瀧澄辦公綜合樓項(xiàng)目為例

史學(xué)艷

（廈門合立道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361004）

1 建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑的構(gòu)件是指能夠?qū)⒔ㄖ纸獬扇舾蓚€(gè)小單元的部件、部品，如梁、柱、樓板、內(nèi)外墻、樓梯、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板、凸窗、整體廚衛(wèi)、女兒墻等，均可作為預(yù)制裝配式建筑的一部分?？照{(diào)室外機(jī)擱板宜與預(yù)制陽(yáng)臺(tái)組合設(shè)置，陽(yáng)臺(tái)及擱板應(yīng)確定欄桿預(yù)留洞口、預(yù)埋線盒、立管留洞、地漏等的準(zhǔn)確位置，避免事后敲打。

構(gòu)件重復(fù)利用率的高低，對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性影響相當(dāng)大。預(yù)制裝配式建筑的構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化原則，盡量減少構(gòu)件類型，提高構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度，以降低工程造價(jià)。本文以疊合樓板、外掛墻板和預(yù)制樓梯為例，說(shuō)明預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題。

1.1 疊合樓板

預(yù)制裝配式建筑的樓板大多采用疊合樓板。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜且開間較大的樓層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層或開洞較多但不規(guī)律且管線較多的空間、異形、降板等復(fù)雜部位多采用現(xiàn)澆樓板。疊合樓板底層預(yù)制部分，厚度根據(jù)承擔(dān)荷載情況經(jīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算確定，該部分樓板同時(shí)可兼做上層現(xiàn)澆部分的模板。

疊合樓板與樓板、樓板與墻體間的接縫應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體性，并應(yīng)考慮設(shè)備管線、吊頂、燈具安裝點(diǎn)位的預(yù)留、預(yù)埋，滿足設(shè)備專業(yè)安裝要求。

瀧澄項(xiàng)目和智欣項(xiàng)目公用衛(wèi)生間，樓板均存在不規(guī)則開洞形式，所以該部分樓板采用了現(xiàn)澆方式，其他部位樓板采用疊合樓板。瀧澄項(xiàng)目疊合樓板現(xiàn)場(chǎng)制作如圖1 所示。

圖1 瀧澄項(xiàng)目預(yù)制疊合樓板現(xiàn)場(chǎng)制作及安裝

1.2 預(yù)制墻板

由于預(yù)制裝配式建筑的特殊性，預(yù)制外墻不同于普通項(xiàng)目的外墻，可以直接一體成型，面層同墻體緊密結(jié)合，不易破壞開裂。預(yù)制外墻板根據(jù)受力形式，分為混凝土外掛墻板、剪力墻外墻板兩種，混凝土外掛墻板為外墻圍護(hù)構(gòu)件，剪力墻外墻板為受力構(gòu)件。

預(yù)制外掛墻板應(yīng)具有較高的耐久性、耐火完整性，并應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的保溫要求、選擇適當(dāng)?shù)谋貥?gòu)造措施，同時(shí)考慮空調(diào)留洞及散熱器安裝預(yù)埋件等的安裝要求。對(duì)于預(yù)制外墻板來(lái)說(shuō)，最關(guān)鍵的是板縫隙間的防水處理（詳見(jiàn)第3 部分節(jié)點(diǎn)大樣部分專項(xiàng)闡述）。

對(duì)于非承重的內(nèi)墻板應(yīng)優(yōu)先選用自重輕、易于安裝、拆卸且隔聲性能良好的隔墻板?？筛鶕?jù)使用功能靈活分隔室內(nèi)空間，非承重外墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)安全可靠，滿足抗震及使用要求。用于廚房、衛(wèi)生間等潮濕空間的墻應(yīng)具有防水、易清潔的性能。內(nèi)隔墻板與設(shè)備管線、衛(wèi)生潔具、空調(diào)設(shè)備及其他構(gòu)配件安裝應(yīng)連接牢固可靠。瀧澄項(xiàng)目外掛墻板工廠制作及安裝如下圖2 所示。

圖2 瀧澄項(xiàng)目外墻掛板工廠制作及現(xiàn)場(chǎng)安裝示意

1.3 預(yù)制樓梯

預(yù)制樓梯梯段，總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮梁對(duì)梯段寬度的影響。梁退柱外側(cè)所留的施工安裝縫隙，加上梁本身的寬度，對(duì)梯段寬度均有影響，根據(jù)疏散寬度要求和各影響情況計(jì)算的梯段寬度要滿足疏散要求。同進(jìn)確定扶手欄桿的留洞及預(yù)埋，樓梯踏面的防滑構(gòu)造應(yīng)在工廠預(yù)制時(shí)一次成型，嚴(yán)禁事后對(duì)已預(yù)制好的構(gòu)件進(jìn)行敲打，且采取成品保護(hù)措施。瀧澄項(xiàng)目設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)安裝情況。

其他構(gòu)件如預(yù)制柱、預(yù)制梁等，均屬常見(jiàn)預(yù)制構(gòu)件，在此不多作贅述。所有預(yù)制構(gòu)件應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在地區(qū)構(gòu)件加工生產(chǎn)能力，結(jié)合運(yùn)輸、吊裝條件，綜合考慮。預(yù)制構(gòu)件在工廠制作時(shí)，注意構(gòu)件重量及尺寸，結(jié)合運(yùn)輸、吊裝及安裝等實(shí)際施工情況綜合考慮。

2 建筑節(jié)點(diǎn)大樣設(shè)計(jì)

預(yù)制裝配式建筑的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)是裝配式建筑的關(guān)鍵，例如外墻板連接節(jié)點(diǎn)的密封膠應(yīng)具有與混凝土相容性以及規(guī)定的抗剪切和伸縮變形能力，尚應(yīng)具有防霉、防水、防火、耐候性的性能。對(duì)于外墻板上的門窗安裝應(yīng)確保其連接的安全性、可靠性和密閉性。

2.1 建筑構(gòu)件防火問(wèn)題

2.1.1 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火：所有外露部分的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、連接件等，必須采取防腐、防銹、防火等相應(yīng)的保護(hù)措施。

2.1.2 外掛墻板：預(yù)制混凝土外掛墻板本身防火性能較好，板縫間及板與主體結(jié)構(gòu)間的縫隙，門窗部位等防火設(shè)計(jì)是薄弱部位，要滿足建筑外墻1h 耐火極限要求，設(shè)計(jì)要明確外掛墻板防火材料設(shè)置構(gòu)造和防火材料的選擇，縫隙填充的玻璃棉、礦棉、防火巖棉等耐火材料厚度不應(yīng)小于50mm，以瀧澄項(xiàng)目為例，外墻掛板間防火構(gòu)造措施。

2.1.3 疊合樓板：疊合樓板分兩層，下層一般為60mm 左右厚的預(yù)制板，同時(shí)兼做上側(cè)現(xiàn)澆部分的模板，上層為80mm 左右厚現(xiàn)澆板（上、下層板厚需根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算確定），滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》對(duì)樓板一級(jí)耐火極限不小于1.5h 要求。

2.2 防水問(wèn)題

2.2.1 預(yù)制建筑防水的設(shè)計(jì)理念

預(yù)制裝配式建筑由于是現(xiàn)場(chǎng)拼裝的構(gòu)配件，會(huì)留下大量的拼裝接縫，這些接縫容易成為水流滲透的通道，因此預(yù)制裝配式建筑在防水上其實(shí)是有一定先天的弱點(diǎn)。此外有些預(yù)制裝配式建筑為了抵抗地震力的影響，其外墻板設(shè)計(jì)成為一種可在一定范圍內(nèi)活動(dòng)的外墻，墻板可活動(dòng)更加增加了墻板接縫防水的難度。外墻板間的縫隙防水是建筑防水處理比較薄弱的環(huán)節(jié)，如何處理好兩個(gè)外掛墻板水平及豎向縫間的防水問(wèn)題，一直是預(yù)制裝配式建筑需要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

鑒于以上原因，預(yù)制裝配式建筑防水的措施就必須進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)于預(yù)制裝配式建筑的防水，導(dǎo)水優(yōu)于堵水、排水優(yōu)于防水，簡(jiǎn)單說(shuō)就是在設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮可能有一定的水流會(huì)突破外側(cè)防水層，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的排水路徑將這部分突破而入的水引導(dǎo)到排水構(gòu)造中并將其排出室外，避免其進(jìn)一步滲透到室內(nèi)。

利用水流受重力作用自然垂流的原理，設(shè)計(jì)時(shí)將墻板接縫設(shè)計(jì)成內(nèi)高外低的企口形狀，結(jié)合一定的減壓空腔設(shè)計(jì)防止水流通過(guò)毛細(xì)作用倒爬進(jìn)入室內(nèi)，除了混凝土構(gòu)造防水措施之外，使用橡膠止水帶和多組分耐候防水膠完善整個(gè)預(yù)制墻板的防水體系，即構(gòu)造防水和材料防水相結(jié)合，才能有效達(dá)到防水效果。

2.2.2 實(shí)際項(xiàng)目防水做法經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）常用的防水材料及外墻掛板接縫防水處理工程中常用的外墻防水封堵材料有硅酮類、聚硫類、聚氨酯類、丙烯酸類等建筑密封膠，所有材料的技術(shù)性能均應(yīng)符合《混凝土建筑接縫用密封膠》（JC/T881-2001）的要求。

在幾個(gè)工程實(shí)踐中，無(wú)論外掛墻板的橫向接縫還是豎向接縫，板面的拼縫口處靠外一側(cè)都采用了厚度不小于10mm 的耐候密封膠嵌縫，第二道防水采用PE 棒塞縫處理，以防水汽進(jìn)入墻體內(nèi)部，以上為材料防水措施。另外，在首層現(xiàn)澆樓面邊緣設(shè)置企口，及以上各層橫向接縫處，墻板的上下兩端分別配套設(shè)有用于連接的企口，即墻板橫向接縫處設(shè)計(jì)成內(nèi)高外低的企口縫，利用水流受重力作用自然垂流的原理，可有效防止水進(jìn)一步滲入，以此作為第三道防水處理，即構(gòu)造防水。墻板豎向接縫處通過(guò)設(shè)計(jì)減壓空腔，能防止水流通過(guò)毛細(xì)作用滲入室內(nèi)。其原理是讓建筑內(nèi)外側(cè)等壓確保水密性和氣密性，防止氣壓差造成接縫空間內(nèi)出現(xiàn)氣流帶入雨水，形成漏水。其操作過(guò)程是讓建筑外側(cè)處于開放或半開放狀態(tài)，對(duì)建筑內(nèi)側(cè)進(jìn)行氣密處理，通過(guò)用發(fā)泡材料將外墻板接縫空間劃分為小的區(qū)域，讓接縫空間內(nèi)與室外氣壓瞬間平衡。

新型防水材料：比如成品橡膠條，通過(guò)幾個(gè)可伸縮變化的傾斜的羽翼形成二～三道防水，做法簡(jiǎn)單，防水效果好。采用該方式時(shí)外墻板可不必設(shè)置過(guò)多的凹凸和企口，模板制作比較簡(jiǎn)單；但橡膠防水材料的耐久性不能與建筑本身同周期，中間或需更換。

（2）外掛樓板與角柱連接方式的處理案例。

以瀧澄項(xiàng)目為例，因構(gòu)件制作和施工時(shí)均存在誤差，外墻四角的柱子與外掛墻板間存在15～35mm 安裝縫隙。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察并與業(yè)主、施工方溝通，外墻防火、防水及保溫具體處理方法，經(jīng)過(guò)幾次調(diào)整，最終確認(rèn)采用外包金屬方式較合理。

第一種處理方式：外掛墻板與角柱之間直接采用保溫砂漿加5%防水劑填塞。因外墻縫隙上下大小不一致，即豎縫不在同一豎向平面內(nèi)，如果直接粉刷外墻涂料，會(huì)導(dǎo)致外墻觀感較差，考慮到建筑外立面整體效果，不建議采取該措施。

第二種處理方式：外掛墻板與角柱間澆筑混凝土，如圖3 所示。因外掛墻板原設(shè)計(jì)并未為此預(yù)留預(yù)埋件，不利于植筋，并且外掛墻板因考慮自身變形問(wèn)題，如果澆筑混凝土，二者間變?yōu)閯傂赃B接，對(duì)墻板自身的變形和層間位移情況影響較大，所以該方式最終也不能實(shí)施。

圖3 處理方式二

第三種處理方式：外掛墻板與角柱間采用金屬板幕墻外包。墻柱間縫隙采用防水、防火材料進(jìn)行填充，外側(cè)角部采用金屬板幕墻外包，即可滿足外墻防水、耐火完整性等各項(xiàng)要求，又可使縱向線條縫隙豎直，豐富立面形式并保證外立面良好的觀感。如圖4 所示。

圖4 處理方式三：

（3）設(shè)于外掛墻板的門窗防水處理。為解決常規(guī)施工中外墻門窗框的常見(jiàn)性滲漏問(wèn)題，構(gòu)件在工廠加工時(shí)，就應(yīng)將窗框放入預(yù)制外墻板構(gòu)件中一次性澆筑，外窗框與預(yù)制構(gòu)件形成整體，能有效減少滲漏點(diǎn)，更有利于防止外墻滲漏；裝配式外墻板門窗洞口最忌諱門窗安裝前現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)鑿出安裝凹口，一方面很容易引起雨水滲漏；另一方面對(duì)于外墻板整體性較為不利。

預(yù)制墻板的加工精度和混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量直接影響墻板的安裝精度和防水情況，墻板安裝前必須認(rèn)真復(fù)核墻板的幾何尺寸和平整度情況，檢查墻板表面以及預(yù)埋窗框周圍的混凝土是否密實(shí)、是否存在貫通裂縫等，質(zhì)量不合格的墻板嚴(yán)禁使用。

（4）廚房、衛(wèi)生間預(yù)制疊合樓板防水處理及安裝時(shí)注意事項(xiàng)。廚房、衛(wèi)生間是防水設(shè)計(jì)重要加強(qiáng)部位，如果采用預(yù)制疊合樓板，首先應(yīng)對(duì)穿越預(yù)制板上的立管（如衛(wèi)生間坐便器、廚房排水立管）、接線盒等部位提前進(jìn)行定位預(yù)留，進(jìn)行BIM（建筑信息模型）深化設(shè)計(jì)，這樣可大大提升日后排水立管及樓板內(nèi)管線敷設(shè)的施工效率。后期再進(jìn)行混凝土澆筑，這樣整體性好，可降低滲漏概率。根據(jù)BIM 深化圖紙?jiān)陬A(yù)制廠里進(jìn)行定位預(yù)留專用套管，在運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程中，亦應(yīng)當(dāng)進(jìn)行包扎保護(hù)，由經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)管理人員驗(yàn)收合格后再進(jìn)行安裝?，F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)需對(duì)管道預(yù)埋件處采取保護(hù)措施。實(shí)際工程中，在衛(wèi)生間疊合板上管道預(yù)埋件處，將塑料蓋與短管連接而成的配件插入預(yù)埋件中進(jìn)行保護(hù)，大量減少了預(yù)埋件的后期破壞并可防止?jié)仓炷習(xí)r混凝土的碎渣等流入預(yù)埋管件中。

（5）預(yù)制凸窗蓋板防水處理。預(yù)制凸窗蓋板與主體梁、柱連接時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)“朝天縫”現(xiàn)象，此處是防水較薄弱環(huán)節(jié)，做好連接處的防水細(xì)節(jié)處理，防止雨水從上部和側(cè)面滲漏。如果條件允許，應(yīng)盡量避免該現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

由于現(xiàn)代社會(huì)對(duì)建筑質(zhì)量、建設(shè)效率、建設(shè)節(jié)能環(huán)保要求等追求的提高，質(zhì)量好、品質(zhì)高的建筑，才會(huì)被大眾所接受和認(rèn)可，所以必須注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造出更多更好品質(zhì)的建筑是建筑師的頭等大事。預(yù)制裝配整體式建筑，無(wú)論在建筑構(gòu)件、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方面，還是在平面功能、立面造型和建筑施工等方面，都要有質(zhì)量更高、水平更先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和建設(shè)成品，才能展示建筑工業(yè)化建設(shè)的重大意義和相對(duì)成果。作為建筑設(shè)計(jì)人員，應(yīng)強(qiáng)化自身理論知識(shí)水平，提高建筑修養(yǎng)，加強(qiáng)質(zhì)量管控，于細(xì)節(jié)處做出精品工程。