預(yù)制裝配式清水混凝土外掛板施工關(guān)鍵技術(shù)

熊中平

南昌對(duì)外工程有限責(zé)任公司（330038）

0 前言

裝配式建筑和清水混凝土應(yīng)用在我國(guó)起步較晚，2013年國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《綠色建筑行動(dòng)方案》中明確提出，要大力發(fā)展裝配式建筑，2016年2月再次在《加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中明確提出，未來(lái)10年新建建筑裝配率達(dá)到30%的目標(biāo)，著力提升建筑工業(yè)化程度，發(fā)展綠色建筑，向節(jié)能建筑轉(zhuǎn)變[1-2]。然而當(dāng)前裝配化技術(shù)、質(zhì)量管理水平還未實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展，仍處于發(fā)展初級(jí)階段，質(zhì)量管理能力不強(qiáng)，質(zhì)量績(jī)效不高[3-5]。

清水混凝土構(gòu)件不需要裝飾，舍去了涂料、飾面等工序，減少了大量建筑垃圾，有利于保護(hù)環(huán)境，同時(shí)避免了抹灰開裂、空鼓甚至脫落的質(zhì)量隱患，減輕了結(jié)構(gòu)施工的漏漿、樓板裂縫等質(zhì)量通病[6]，但對(duì)表面平整度、色澤、光潔度等要求較高。清水混凝土的施工技術(shù)及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)雖有許多文獻(xiàn)闡述,但很大一部分都是結(jié)合具體工程實(shí)例得出的“內(nèi)參式”控制標(biāo)準(zhǔn)，很少有建立在嚴(yán)格試驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合大量對(duì)比試驗(yàn)的通用標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致構(gòu)件質(zhì)感與預(yù)期效果相差甚遠(yuǎn)[7]。

預(yù)制裝配式清水混凝土外掛板應(yīng)用不多，追究其因是質(zhì)量控制難度大，以下對(duì)其設(shè)計(jì)、加工制作及安裝等關(guān)鍵工序進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 工藝原理

外掛板采用工廠化預(yù)制，利用鋼模作模板接觸面，通過(guò)混凝土配合比優(yōu)化和原材料控制，實(shí)現(xiàn)最佳的清水效果，體現(xiàn)清水混凝土的美感。

設(shè)計(jì)多種板型和多種鋼結(jié)構(gòu)連接件，通過(guò)不同板型的組合，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)預(yù)期功能目標(biāo)，滿足了施工工藝要求，解決了單塊板重超過(guò)吊裝機(jī)械額定起重量的難題，尤其是保證了外墻色質(zhì)一致性。同時(shí)利用BIM技術(shù)進(jìn)行外掛板的排版布局和施工過(guò)程模擬，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量。

2 施工工藝流程

預(yù)制混凝土外掛板制作→刷保護(hù)劑及出廠前質(zhì)檢→外掛板運(yùn)輸與堆放→優(yōu)化布置→節(jié)點(diǎn)預(yù)埋與連接吊裝→細(xì)部處理→刷保護(hù)劑（兩道）→質(zhì)量驗(yàn)收。

3 施工方法

3.1 清水混凝土外掛板制作

清水混凝土外掛板直接利用混凝土美的質(zhì)感，其制作的重點(diǎn)和難點(diǎn)是要呈現(xiàn)清水效果，關(guān)鍵要保證混凝土配合比和原材料。依據(jù)《混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ 55—2011)和《清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ 169—2009)，綜合混凝土試塊抗折、抗壓、和易性、泛霜和軟化系數(shù)，確定最適合配合比作為基本配比，然后基于基本配合比，應(yīng)用活性混合材礦粉和硅灰等體積取代水泥作為混凝土膠凝材料，提高混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性，并進(jìn)一步調(diào)整配合比，重復(fù)上述試驗(yàn)，確定最佳配合比。為保證色質(zhì)一致，不但要嚴(yán)格控制配合比，而且要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，如水泥要求同一廠家，粗細(xì)骨料要求同一產(chǎn)地，每次所用集料粒徑和顆粒級(jí)配基本相同，蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間相同。

3.2 吊裝前準(zhǔn)備

技術(shù)人員應(yīng)熟悉設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)設(shè)計(jì)變更，做好設(shè)計(jì)交底，充分掌握施工圖紙的全部?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)意圖，明確工藝操作要點(diǎn)、工序及施工操作過(guò)程中的安全要素，做到每個(gè)人都明白自身的職責(zé)要求。

預(yù)制構(gòu)件安裝前必須確認(rèn)是驗(yàn)收合格的構(gòu)件，沒(méi)有經(jīng)過(guò)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收的構(gòu)件或驗(yàn)收不合格的構(gòu)件嚴(yán)禁在工程中應(yīng)用。

3.3 外掛板優(yōu)化布置

清水混凝土外墻面需保證顏色整體的一致性，外掛板與外柱邊對(duì)齊，通過(guò)預(yù)埋件與外邊梁柱螺栓固定，柱外邊設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)外墻面整體協(xié)調(diào)性。

清水混凝土外掛板施工需考慮的因素較多，除了要保證混凝土清水效果外，同時(shí)須保證工序質(zhì)量、施工安全及吊裝機(jī)械性能滿足施工要求。因此，基于工程跨度、層高和塔吊額定起重量等因素，設(shè)計(jì)不同的外掛板型，如設(shè)有上端有突出（S）、下端有突出（X）、上下都沒(méi)有（T）、上下均有（B）、轉(zhuǎn)角板（Z）、平板（P）、頂層板帶壓頂(Y)和d帶底邊（d）多種組合板，以滿足工程實(shí)際需要。

上述不同規(guī)格板的組合，基本能滿足各工程實(shí)際需要，如底層第一塊板采用下端突出且?guī)в械走叺陌澹瑥亩鴮⒌撞炕A(chǔ)梁側(cè)面覆蓋，保證基礎(chǔ)梁部位顏色在豎向一致性（如圖1所示）。最高層最后一排板采用上端突出且?guī)в袎喉數(shù)陌?，將屋面邊梁?cè)面覆蓋，既保證了裝飾效果又解決了局部滲水。遇層高較大、單塊板重超過(guò)塔吊額定起重量時(shí)，通常下板采用上端有突出、上板選用下端有突出、中板采用上下端均無(wú)突出的三塊板組合。層高小、單塊板重低于塔吊額定起重量時(shí)，可采用單塊上下均帶突出的板。總之，不同規(guī)格的優(yōu)化組合，很好地解決了外掛墻板整體布局的協(xié)調(diào)性，保證了顏色的一致性。

圖1 外掛墻板立面圖

3.4 預(yù)制外掛板預(yù)留預(yù)埋與節(jié)點(diǎn)連接

3.4.1 預(yù)留預(yù)埋

預(yù)制板和主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土梁板澆筑前應(yīng)預(yù)埋連接件，用于后續(xù)預(yù)制外掛板的連接固定。預(yù)埋件主要采用焊有錨腳的鋼板，鋼板的厚度和錨腳的直徑應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)而定。

預(yù)埋件應(yīng)采用Q345B鋼板，控制組焊件和機(jī)加工件尺寸偏差，鋼板的垂直度偏差小于1 mm，外形尺寸偏差不大于3 mm，孔徑偏差不大于1 mm。所有連接件上的開孔必須光滑無(wú)毛刺，不得氣割擴(kuò)孔。所有焊縫均為滿焊，當(dāng)采用壓力埋弧焊時(shí)，采用HJ431型焊劑或其他性能相近的焊劑。

預(yù)埋件和預(yù)留孔洞等在進(jìn)場(chǎng)時(shí)按設(shè)計(jì)要求驗(yàn)收，合格后方可使用，避免構(gòu)件安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題造成不必要的損失。錨筋要置于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)主筋內(nèi)側(cè)，對(duì)于預(yù)埋件和預(yù)留孔洞等項(xiàng)目驗(yàn)收出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)和設(shè)計(jì)人員協(xié)商處理方案，如設(shè)計(jì)人員不同意處理應(yīng)作退場(chǎng)報(bào)廢處理。

3.4.2 節(jié)點(diǎn)連接

混凝土外掛板的固定屬關(guān)鍵工序，其工序質(zhì)量直接影響建筑的質(zhì)量和安全。不同部位采用不同的固定方式，以下分別論述關(guān)鍵部位的連接方式。

3.4.2.1 壓頂板的固定與連接

壓頂板的連接固定方式一般有兩種:一種是將壓頂板通過(guò)錨栓固定，外墻掛板與壓頂板兩者相交處設(shè)置預(yù)埋掛件并通過(guò)灌漿連接；另一種是將最上排外掛墻板通過(guò)錨栓固定在外邊梁側(cè)，然后與壓頂板連接。前者適用規(guī)格較小外掛板的連接，后者適用規(guī)格較大外掛板連接。

3.4.2.2 轉(zhuǎn)角處連接

轉(zhuǎn)角處采用預(yù)制平板將相鄰?fù)膺厜^(guò)渡，相鄰兩面分別通過(guò)預(yù)埋件將其在柱外側(cè)固定，預(yù)制外掛墻板帶突出端固定在柱外側(cè)。轉(zhuǎn)角處的預(yù)制平板為折型板，端部與外掛板外邊線對(duì)齊，應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)埋件尺寸。

3.4.2.3 外掛墻板與梁柱連接方法

由于外掛板在柱外邊對(duì)齊，柱上須預(yù)埋兩塊預(yù)埋件，且標(biāo)高一致，用于兩塊外掛板拼裝。兩板之間間隙20 mm，用于填塞防水膠。連接時(shí)在柱預(yù)埋件上再焊接連接件，與外掛板上的預(yù)埋件連接固定。

外掛板與現(xiàn)澆梁連接時(shí)，因梁外邊在柱內(nèi)則，板安裝時(shí)與柱外側(cè)對(duì)齊。為減少梁部位連接件的外伸長(zhǎng)度，通常在梁側(cè)中部設(shè)計(jì)凸出牛腿，梁澆筑時(shí)提前預(yù)埋連接件，然后與外掛板上的預(yù)埋件通過(guò)螺栓連接。

3.4.2.4 底部連接方式

地面排水方式通常包括有組織排水和無(wú)組織排水，前者設(shè)置排水溝排水，后者采用散水方式排水。依據(jù)排水方式的不同，外掛板的設(shè)置也有兩種方式，一種是下端突出且底部帶有蓋板，主要用于有組織排水，通過(guò)在基礎(chǔ)梁上設(shè)置預(yù)埋件，然后與外掛板上的預(yù)埋件通過(guò)螺栓連接，水流順外掛板流入外排水溝中。另一種是下端無(wú)突出且無(wú)蓋板，基礎(chǔ)梁上預(yù)埋件通過(guò)角鋼與外掛板上預(yù)埋件連接固定。

3.5 構(gòu)件吊裝

3.5.1 外墻掛板正式安裝

外墻掛板安裝應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)和預(yù)埋件驗(yàn)收合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)測(cè)，并按實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)外墻掛板設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)核。若主體結(jié)構(gòu)施工誤差超過(guò)外墻掛板與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)范圍時(shí)，重新設(shè)計(jì)板縫，以消化主體結(jié)構(gòu)的偏差，保證板縫平直、均勻。

清理現(xiàn)澆預(yù)埋件，檢查外墻掛板編號(hào)及質(zhì)量，確定安裝位置，并標(biāo)注吊裝順序。標(biāo)記外墻掛板的標(biāo)高和位置控制線。測(cè)量支點(diǎn)的現(xiàn)澆埋件標(biāo)高，根據(jù)該標(biāo)高調(diào)整對(duì)應(yīng)外墻掛板的標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓，使外墻掛板安裝后到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。

吊裝外墻掛板時(shí)將外墻掛板吊至預(yù)留位置并校正標(biāo)高。先吊起距地50 cm停止，檢查鋼絲繩和吊鉤的受力情況，使外掛板呈豎直狀態(tài)，然后吊至安裝部位上空。就位時(shí)外墻掛板要從上垂直向下安裝，在作業(yè)層上空30 cm左右處略作停頓，施工人員手扶外墻掛板調(diào)整方向，將外墻掛板的邊線與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)上的安裝控制線對(duì)準(zhǔn)，放下時(shí)要停穩(wěn)慢放,嚴(yán)禁快速猛放。若就位偏外時(shí)，略微提起構(gòu)件向內(nèi)調(diào)整，基本位置就位后用撬棍根據(jù)控制線微調(diào)外墻掛板，直到位置正確（如圖2所示）。校核外墻掛板標(biāo)高，將上下4個(gè)拉點(diǎn)與現(xiàn)澆埋件焊接連接固定，然后摘鉤，最后通過(guò)調(diào)節(jié)上方拉點(diǎn)螺栓調(diào)整垂直度并固定（如圖3所示）。

圖2 外墻掛板吊裝示意圖

圖3 外墻掛板安裝節(jié)點(diǎn)示意圖

外墻掛板安裝就位固定后對(duì)連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，隱藏在墻內(nèi)的連接節(jié)點(diǎn)必須在施工過(guò)程中及時(shí)作好隱蔽檢驗(yàn)記錄。

3.5.2 特殊部位外墻掛板的安裝方法

3.5.2.1 塔吊附著處外墻掛板安裝

第一道附著首次設(shè)置在第8層，第二道附著首次設(shè)置在第13層。首次附著桿的平面布置不能影響下方掛板的吊裝，即附著桿需避開掛板重心點(diǎn)。吊裝完第7層附著位置掛板后，拆除在第8層的第一道附著，在第7層穿過(guò)掛板窗洞口二次安裝第一道附著。吊裝完第12層附著位置掛板后，拆除在第13層的第二道附著，在第12層穿過(guò)掛板窗洞口二次安裝第二道附著。

3.5.2.2 施工電梯位置掛板吊裝

建議在外墻掛板吊裝后期拆除施工電梯，使用塔吊吊裝施工電梯位置掛板?？上葘⑵渌麙彀迦康跹b完成，僅剩施工電梯位置的掛板最后吊裝，并計(jì)劃好二次結(jié)構(gòu)和裝修插入時(shí)間，避免施工電梯拆除對(duì)掛板吊裝和塔吊拆除的影響。

3.6 板縫打膠

板縫打膠采用MS改性硅酮密封膠，其工藝流程:基層清理→填塞背襯材料→貼美紋紙→涂刷專用底涂→施膠填嵌→表面修飾→撕除美紋紙。

施工時(shí)嚴(yán)格按操作工藝施工，以免造成黏結(jié)失敗。使用前應(yīng)保證密封膠在保質(zhì)期內(nèi)，膠嘴割開后應(yīng)在30 min內(nèi)使用完。若膠嘴出口膠體變硬，清理掉固化的膠后可繼續(xù)使用剩余密封膠。固化前應(yīng)避免與眼睛、皮膚接觸。如與皮膚接觸，先用肥皂水或酒精擦洗，然后用清水沖洗。如與眼睛接觸，先用大量清水沖洗，必要時(shí)應(yīng)立即就醫(yī)處理。不能將未固化的密封膠、底涂棄入下水道、水或土壤中。膠縫應(yīng)飽滿無(wú)氣泡，且不宜后補(bǔ)，深度、形狀應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。板縫防水施工人員應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格后上崗，具備專業(yè)打膠資格和防水施工經(jīng)驗(yàn)。板縫防水施工前應(yīng)將板縫內(nèi)側(cè)清理干凈，破損部位用專業(yè)修補(bǔ)劑修理。為防止密封膠污染板面，打膠前應(yīng)在板縫兩側(cè)粘貼防污膠條，注意保證膠條上的膠不得轉(zhuǎn)移到板面。

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)制清水混凝土外掛墻雖然具有傳統(tǒng)外墻所不具備的功能和性能，性能價(jià)格比遠(yuǎn)超瓷磚和涂料外墻，從上面的分析可知，為顯示混凝土最佳清水效果，需要精心做好下列工作:

依據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)件尺寸，聘請(qǐng)專業(yè)廠家加工制作鋼模，優(yōu)化組合混凝土表面脫模劑，比對(duì)表面效果，選出最佳組合方案，嚴(yán)格控制混凝土配合比和原材料，以求達(dá)到最佳質(zhì)感效果。

外掛板工廠化加工制作，蒸汽養(yǎng)護(hù)，轉(zhuǎn)角柱外側(cè)應(yīng)設(shè)置預(yù)制平板過(guò)渡，保證角部顏色與外墻一致。

利用BIM進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工模擬，設(shè)計(jì)了下端突出、上端突出和下端帶蓋板等多種型式外掛板，通過(guò)不同板型組合滿足建筑設(shè)計(jì)功能和施工工藝要求，且保證了外墻色質(zhì)的一致。