預(yù)制混凝土外掛墻板從設(shè)計到施工的過程探討

王培培

（上海君道住宅工業(yè)有限公司，上海 202012）

1 方案設(shè)計階段注意事項及分析

1.1 建筑立面前期優(yōu)化

裝配式建筑設(shè)計前期，在滿足建筑立面要求的前提下，需考慮后期裝配式掛板拆分方案的可行性，具體如下。

1）窗垛寬度控制 立面中窗垛尺寸宜大于600mm，這樣后期拆分出來的掛板窗垛保證在300mm左右，后期計算窗垛在脫模吊裝工況下的承載力、撓度及裂縫時容易通過。

2）層高控制 控制層高的主要目的是為保證構(gòu)件高度在可控范圍內(nèi)，若構(gòu)件高度過大會導(dǎo)致構(gòu)件在生產(chǎn)時模臺利用率降低（常用模臺尺寸為3.5m×12.5m），尺寸過大還會使構(gòu)件超重，后期運(yùn)輸堆放困難，部分地區(qū)道路會限寬限高；另外構(gòu)件過重，對現(xiàn)場吊裝器械的要求也會增高，可能會導(dǎo)致由塔式起重機(jī)施工變?yōu)槠囀狡鹬貦C(jī)或履帶起重機(jī)施工，從而影響施工效率和增加安裝成本。

3）立面規(guī)整通用性控制 裝配式外掛墻板項目在方案拆分時需考慮構(gòu)件的通用性即模具通用性，從而降低生產(chǎn)成本。立面構(gòu)件規(guī)格通用并不代表造型單一，可通過控制構(gòu)件線腳種類及安裝位置，如鏡像、隔一布一、交替排布等方式，實現(xiàn)立面多樣化。

1.2 外掛墻板預(yù)制范圍和拼縫選擇

1.2.1 預(yù)制范圍選擇

目前，各地相繼出臺裝配式項目相關(guān)政策要求，如裝配率、預(yù)制率、立面覆蓋率等。在滿足政策要求前提下，拆分范圍宜選擇便于防水、傳力明確、安裝方便的部位。當(dāng)建筑物有地下室時，宜從±0.000m往上200mm開始預(yù)制，可在下部施作200mm高混凝土導(dǎo)墻，使掛板下部位于混凝土導(dǎo)墻之上便于防水。當(dāng)頂部層間位移不大時，可考慮外掛女兒墻的拆分，從而提高預(yù)制裝配率等。在一些特殊情況下，如建筑物層數(shù)不高而PC率要求高、立面確實無法優(yōu)化且梁柱又不宜拆分時，為保證建筑安全性，可采取申請降低裝配率的方式，在政策允許的情況下，使項目具體可行。

1.2.2 預(yù)制外掛墻體之前拼縫選擇

1）水平縫 ①水平縫高度應(yīng)滿足層間位移要求，在受到地震力時，通過拼縫之間的相對移動，從而使構(gòu)件自身內(nèi)力得到釋放，避免傳遞給主體；②水平縫應(yīng)采取企口形式，下部企口高度宜設(shè)置在梁高范圍內(nèi)，以確保當(dāng)水平縫外側(cè)膠體老化脫落或企口處破損后，水無法滲透到室內(nèi)污染墻面；③水平縫最好保持在同一水平高度，這樣外立面觀感效果更佳。

2）豎向縫 ①豎向拼縫選擇時應(yīng)考慮避讓結(jié)構(gòu)柱，便于拼縫的后期處理，特別是旋轉(zhuǎn)式掛板；②豎向縫還應(yīng)避開房屋陰陽角部位，因房屋角部受力和變形過大，當(dāng)豎向縫位移受限時會增加主體剛度對抗震不利，從觀感上看，豎向縫也不宜選擇在建筑物陰陽角處，建議從角部轉(zhuǎn)過來300mm以上設(shè)置。

當(dāng)建筑物退軸線時，為保證混凝土掛板外立面拼縫美觀性，拼縫宜橫平豎直，為達(dá)到設(shè)計效果，設(shè)計時可在預(yù)制掛板外視圖中預(yù)留凹槽，如高25mm、深20mm凹槽，待構(gòu)件施工完成后，在預(yù)留凹槽內(nèi)補(bǔ)打耐候膠，從而使同一層的水平縫和上下層的豎向縫在同一直線位置，立面分割整齊。

1.3 預(yù)制外掛墻體與主體連接節(jié)點選擇

裝配式混凝土外掛墻板項目設(shè)計常采用旋轉(zhuǎn)式和平移式2種，如圖1所示。2種節(jié)點選擇優(yōu)缺點分析如下。

圖1 預(yù)制外掛墻體與主體連接節(jié)點形式

1.3.1 旋轉(zhuǎn)式節(jié)點優(yōu)缺點分析

1）優(yōu)點 ①旋轉(zhuǎn)式外掛墻板可在結(jié)構(gòu)封頂后施工，留給設(shè)計和生產(chǎn)的時間較多，前期深化設(shè)計只需提供局部節(jié)點詳圖和埋件分布圖即可；②項目施工前期，施工現(xiàn)場道路和堆場受限，不便于PC構(gòu)件現(xiàn)場運(yùn)輸堆放，采用旋轉(zhuǎn)式掛墻板可有效解決這一弊端；③可保證生產(chǎn)質(zhì)量，廠家在拿到構(gòu)件深化圖紙后，有充分的時間生產(chǎn)，可使構(gòu)件得到更好的養(yǎng)護(hù)和面層處理及保護(hù)等，可待混凝土預(yù)制構(gòu)件變形結(jié)束后使用，從而保證立面平整度；④可準(zhǔn)備充分各項試驗數(shù)據(jù)及資料，如板的抗剪檢測、預(yù)埋件的脫模吊裝檢測、耐候膠的拉伸變形檢測等。

2）缺點 ①一般情況下，當(dāng)主體封頂后進(jìn)行外掛墻板施工，此時預(yù)埋件和梁牛腿標(biāo)高均已確定，當(dāng)掛板工廠預(yù)埋件與現(xiàn)場預(yù)埋不對應(yīng)時會導(dǎo)致掛板無法安裝，特別是下沉式，因下部掛點承受豎向剪力和水平力，上部掛點承受水平力；②結(jié)構(gòu)封頂后，長、寬、高均成定數(shù)，若構(gòu)件安裝產(chǎn)生偏差，將導(dǎo)致構(gòu)件之間的拼縫無法保證橫平豎直，影響外立面；③掛點裸露在混凝土外，防腐要求高。

1.3.2 平移式節(jié)點優(yōu)缺點分析

1）優(yōu)點 ①平移式混凝土掛板隨主體同層施工，受力掛板連接用鋼板或鋼筋直接錨入現(xiàn)澆梁內(nèi)，整體性好，安裝質(zhì)量有保證；②由于同層施工，前期遇到的一些問題可在下一層有效解決，避免多層構(gòu)件連續(xù)錯誤；③因錨固在現(xiàn)澆梁內(nèi)不與大氣接觸，掛點耐久性好；④因與結(jié)構(gòu)同層施工，外觀墻板可采用夾心保溫形式。

2）缺點 ①因掛點錨固在梁內(nèi)，雖然整體性較好，但會增加結(jié)構(gòu)剛度，平移式掛板多為上部固接下部鉸接，上部變形受限；②平整度允許誤差小，平移式掛板施工完成后，構(gòu)件外立面平整度將無法再次調(diào)整，特別是外立面為面磚、石材反打或無抹灰時。

2 構(gòu)件廠生產(chǎn)階段注意事項

1）深化設(shè)計圖紙方面的反提 生產(chǎn)廠拿到設(shè)計院前期方案深化圖紙時，首先熟悉圖紙內(nèi)容，從生產(chǎn)可行性和成本方面反提意見，如車間模臺尺寸受限或起重設(shè)備受限，需反提設(shè)計優(yōu)化設(shè)計尺寸，避免因混凝土掛板尺寸過長撓度過大，脫模時開裂；帶門窗洞口掛板構(gòu)件有無具體的輔強(qiáng)措施，因從模臺脫模起吊時，受力為自重1.5倍和自重1.2倍加脫模吸附力中二者最大值；構(gòu)件加工數(shù)量和混凝土強(qiáng)度等級等。

2）模具設(shè)計階段 因混凝土掛板內(nèi)埋件較多，如脫模埋件、吊裝埋件、上下掛點金屬件預(yù)埋、門窗框預(yù)埋等，這些埋件在滿足設(shè)計力學(xué)性能的要求下，應(yīng)與設(shè)計協(xié)商盡可能歸并，如吊裝埋件處凹凸面的統(tǒng)一、脫模埋件及掛板側(cè)面的距離統(tǒng)一、掛板上下防水企口和左右防水企口的統(tǒng)一，可使構(gòu)件頂部模具和側(cè)面模具實現(xiàn)通用性；當(dāng)預(yù)制混凝土掛板外立面采用面磚反打或石材反打工藝時，要考慮排磚誤差和石材切割誤差，以免飾面材料與側(cè)模沖突。另外，模具設(shè)計時要考慮掛板內(nèi)上下預(yù)埋掛點允許誤差，有時為方便脫模，會將鋼模具預(yù)留掛點洞口加大以便脫模，這樣會導(dǎo)致生產(chǎn)誤差，目前可采用金屬掛點通過螺栓固定到側(cè)面模具上進(jìn)行控制，如圖2所示。

圖2 金屬掛點通過螺栓固定到側(cè)面模具上

3 構(gòu)件生產(chǎn)及運(yùn)輸階段

1）構(gòu)件生產(chǎn)注意事項 ①掛板受力掛點處會有設(shè)計輔強(qiáng)，受力掛點處會附加鋼板或鋼筋，以便增強(qiáng)節(jié)點抗剪或抗彎性能，生產(chǎn)時要注意這些設(shè)計輔強(qiáng)的下料和連接，如焊接要求、螺栓擰固要求，這些一般會在金屬件加工圖中詳細(xì)索引標(biāo)注；②澆筑構(gòu)件混凝土前，要對墻板內(nèi)鋼筋布置進(jìn)行檢查，各預(yù)埋件預(yù)埋位置需再次測量，特別是掛點處要拍照留影像資料；③成品構(gòu)件的試驗檢測和資料備案，以便后期質(zhì)監(jiān)站檢查。

2）構(gòu)件運(yùn)輸需提前確定好路線，因掛板構(gòu)件尺寸會受道路限制，常規(guī)運(yùn)輸方式為平躺運(yùn)輸，各層構(gòu)件之間采用柔性材料鋪墊。

4 現(xiàn)場吊裝前期準(zhǔn)備與施工難點分析

4.1 吊裝準(zhǔn)備

1）吊裝設(shè)備選型 構(gòu)件安裝前，總承包單位應(yīng)根據(jù)構(gòu)件平面分布及重量選擇合適的吊裝設(shè)備，需要注意的是，在框架廠房項目中，層高一般較高，構(gòu)件重量普遍偏大，需根據(jù)構(gòu)件具體重量選擇汽車式起重機(jī)或履帶式起重機(jī)進(jìn)行施工。

2）材料準(zhǔn)備 吊裝單位應(yīng)提前熟悉圖紙，根據(jù)金屬件現(xiàn)場用加工圖準(zhǔn)備施工所需輔材和周轉(zhuǎn)材，如掛點下部支撐螺桿、墊片、螺母、橡膠條、PE棒、耐候膠等，不宜邊安裝邊準(zhǔn)備，影響安裝質(zhì)量和安全。

4.2 預(yù)制混凝土外掛墻板旋轉(zhuǎn)式節(jié)點施工

4.2.1 下部掛點安裝注意事項及難點分析

1）注意事項 預(yù)制混凝土外掛墻板下部掛點多為主要受力點，節(jié)點詳圖中會有詳細(xì)的金屬件組裝圖，施工前安裝人員需熟知各節(jié)點內(nèi)容，避免漏裝或錯裝；下部掛點的標(biāo)高及左右定位需嚴(yán)格控制在毫米級，否則會導(dǎo)致一塊構(gòu)件位置安裝錯誤影響相鄰構(gòu)件。

2）難點分析 一方面，構(gòu)件吊裝時精確定位困難；另一方面水平拼縫處貼有PE棒或橡膠條，構(gòu)件位置左右移動會使拼縫輔材脫落，影響后期打膠防水，因此掛板時需逐步就位，先粗略對準(zhǔn)位置再利用吊具中的滑輪微調(diào)。

4.2.2 上部掛點安裝注意事項及難點分析

1）注意事項 上部掛點作用一般為限位，主要承受平面外的水平力，一般采用螺栓連接，為鉸接形式，但上部掛點會直接影響構(gòu)件垂直度，因此安裝上部掛點時需借助光學(xué)儀器控制構(gòu)件豎向垂直度。

2）難點分析 上部掛點過高，采用搭設(shè)排架的安裝方式會縮小操作空間，安裝質(zhì)量無法有效保證，后期檢查不便。因此上部節(jié)點安裝時需由經(jīng)驗豐富的人員進(jìn)行施工，同時加強(qiáng)復(fù)檢力度。

5 結(jié)語

隨著裝配式技術(shù)不斷發(fā)展成熟，各領(lǐng)域?qū)I(yè)人才不斷跟進(jìn)，相關(guān)規(guī)范圖集日益完善，預(yù)制裝配式外掛墻板的應(yīng)用逐漸展現(xiàn)。相信在不久的未來，EPCM模式下的預(yù)制混凝土外掛墻板項目將更加可行。