裝配式建筑預(yù)制外墻板技術(shù)探討

劉巖辰

0 引言

當(dāng)代預(yù)制裝配式建筑具有施工速度快、工業(yè)化程度高以及節(jié)能環(huán)保等多方面優(yōu)勢，且在其中外掛墻板占據(jù)重要地位。所謂預(yù)制外墻板，也就是在鋼結(jié)構(gòu)或是混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行裝配的外墻維護(hù)掛板。根據(jù)相關(guān)研究，其能夠在預(yù)制裝配式建筑之中顯現(xiàn)出較好的應(yīng)用效果。但是當(dāng)前我國裝配式建筑仍然處于發(fā)展的初級階段，其在建筑行業(yè)中的占比僅為5%左右，同時(shí)不具有完善的經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)系統(tǒng)，所以預(yù)制外墻板技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用有必要得到進(jìn)一步深入探討。

1 預(yù)制外墻板技術(shù)

預(yù)制外墻板屬于裝配式建筑之中的重要組成部分，且當(dāng)前已經(jīng)在我國得到了越來越多的重視和越來越廣泛的應(yīng)用。預(yù)制外墻板不僅能夠起到建筑主體墻板的作用，還可起到裝飾作用，在針對其進(jìn)行預(yù)制的過程中，首先應(yīng)該針對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面了解，并將此作為開展預(yù)制外墻板結(jié)構(gòu)制作工作的主要依據(jù)，且在此過程中，還應(yīng)對施工過程中易產(chǎn)生的各項(xiàng)荷載進(jìn)行充分考慮，特別是需要對非人為因素所導(dǎo)致的各項(xiàng)情況進(jìn)行充分考慮，例如風(fēng)荷載、地震荷載等。一般來說，預(yù)制外墻板立面以大約3m 為常規(guī)分割尺寸，同時(shí)厚度在90mm 以上，與建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接的方式為半濕式，該連接方式有利于提升連接的效果以及施工過程的便捷性，同時(shí)能夠?qū)Π鍖娱g的縫隙進(jìn)行更加有效的處理。

2 預(yù)制外墻板技術(shù)的特點(diǎn)和適用范圍

2.1 工業(yè)化生產(chǎn)

外墻、外飾面以及窗框等部件，均須在工廠內(nèi)進(jìn)行同步生產(chǎn)和組裝，所以從整體上來看，構(gòu)件的精致程度較高，受到人為因素影響出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能性更低，所以質(zhì)量易獲得保障。與此同時(shí)，預(yù)制外墻板還具有表面美觀整潔的特點(diǎn)，出現(xiàn)窗框漏水或是外墻漏水的可能性大幅度降低。

2.2 施工安全

在裝配式建筑施工工作的過程中，不需進(jìn)行外墻抹灰、安裝窗框以及貼瓷磚等多項(xiàng)危險(xiǎn)性較高的工作，更有利于保障施工過程中的安全性。

2.3 制作精度高

針對預(yù)制外墻板開展工廠化生產(chǎn)工作，首先需要明確構(gòu)件尺寸，并在生產(chǎn)過程中將標(biāo)高誤差、鋼筋位置誤差等各方面的誤差均控制在±3mm 的范圍之內(nèi)。

2.4 綠色環(huán)保

因?yàn)轭A(yù)制外墻板的生產(chǎn)工作全部于工廠中進(jìn)行，所以施工現(xiàn)場中基本不需要開展實(shí)施作業(yè)，也就可以大幅度減少施工過程中的用水量以及建筑垃圾產(chǎn)生量。與此同時(shí)，粉塵污染和噪聲污染的幅度更低，施工過程整體與綠色環(huán)保施工的要求更加符合。

2.5 施工高效

預(yù)制外墻版板技術(shù)之中，具有施工效率高、板塊尺寸大以及造價(jià)較低等多方面的優(yōu)勢，并且在針對其進(jìn)行預(yù)制的過程中、飾面、窗框和保溫等，均已經(jīng)在進(jìn)行工廠施工的過程中得到全面落實(shí)，所以在進(jìn)入到裝修階段以后，交叉作業(yè)量極少，同時(shí)因?yàn)檠b飾施工強(qiáng)度較低，所以相對于傳統(tǒng)的建筑施工工作來說，工期縮短約10%。并且，不需要在施工現(xiàn)場開展砌墻等相關(guān)工作，也就可以進(jìn)一步降低施工成本，同時(shí)還可避免使用過程中出現(xiàn)勞動(dòng)力不足等不良情況。

另外，采用柔性連接的形式將預(yù)制外墻板與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，一旦有地震發(fā)生，因?yàn)槠渲芯哂休^好的變形性能，所以建筑整體以及預(yù)制外墻板發(fā)生損壞的可能性均相對較小。

3 預(yù)制外墻板技術(shù)的應(yīng)用流程

3.1 與主體結(jié)構(gòu)同步施工

如果選擇預(yù)制外墻板技術(shù)與主體建筑同步開展施工工作，在進(jìn)行施工時(shí)，則主要包括以下幾個(gè)施工環(huán)節(jié)：

（1）首先應(yīng)完成梁板柱的吊裝工作，之后開展外墻板吊裝工作，以能夠?qū)㈩A(yù)埋件以及鋼筋等順利插入到疊合板之中；

（2）為了對外墻垂直程度進(jìn)行充分控制，需要對其支撐力進(jìn)行合理調(diào)整，同時(shí)還應(yīng)采用校正限位片的形式控制墻頂水平高度，并對主體結(jié)構(gòu)及外墻結(jié)構(gòu)的距離進(jìn)行調(diào)整；

（3）對于現(xiàn)澆層的鋼筋，應(yīng)首先對其進(jìn)行合理綁扎，之后再進(jìn)行混凝土澆注，以促使外掛墻板能夠與各項(xiàng)結(jié)構(gòu)組織順利地融合為一體。需要注意的是，在進(jìn)行施工的過程中，不需將預(yù)留鋼筋穿過梁面，進(jìn)行墻頂掛件和預(yù)制梁之間的連接即可。

3.2 先主體后外墻結(jié)構(gòu)施工

將建筑結(jié)構(gòu)主體和預(yù)制外墻板進(jìn)行錯(cuò)層施工，施工流程主要如下：

（1）首先需要對預(yù)埋件進(jìn)行固定，且在澆筑疊合板時(shí)，應(yīng)注意保留后澆帶；

（2）在預(yù)制外墻板掛件向預(yù)埋件之中插入時(shí)，需要注意控制鋼筋從梁面上穿過，之后還需合理調(diào)整其中的垂直度。

4 施工工藝流程和操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝原理

為了提升預(yù)制外墻板在制作工作以及安裝工作中的便捷程度，應(yīng)以建筑自身的外立面整體情況為基礎(chǔ)，對外墻板進(jìn)行拆分，使其能夠構(gòu)成寬度合適的構(gòu)件，再由生產(chǎn)廠家完成外墻板的生產(chǎn)工作，之后應(yīng)選擇合適的時(shí)間將其運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，便于施工現(xiàn)場中采用塔吊或是汽車吊進(jìn)行安裝，再將其與結(jié)合板、剪力墻等進(jìn)行共同澆筑。例如在開展施工工作的過程中所應(yīng)用的預(yù)制外墻板為石材飾面一體化PC 為外墻板，將其與建筑主體進(jìn)行柔性連接，并采用“上支下拉”的方式進(jìn)行支撐，與主體之間的連接節(jié)點(diǎn)可分為兩個(gè)，分別是“承重節(jié)點(diǎn)”以及“非承重節(jié)點(diǎn)”。與此同時(shí)，在外墻板和建筑主體結(jié)構(gòu)之間，還應(yīng)合理設(shè)置支撐點(diǎn)，使預(yù)制外墻板能夠與建筑梁的位置進(jìn)行充分連接。

4.2 施工準(zhǔn)備工作

在對預(yù)制裝配式PC 外墻板進(jìn)行應(yīng)用的過程中，施工工作的重點(diǎn)在于墻頂預(yù)埋件，要求在此過程中所應(yīng)用的墻頂預(yù)埋件，不僅具有簡單明確的受力特點(diǎn)，且有利于促使吊裝工作的效率得到提升。

從實(shí)際上來看，相應(yīng)的工藝流程主要如下：對基層進(jìn)行清理并放線→放置密封條和墊片→針對吊具以及預(yù)埋件開展安全檢查工作→外墻板就位→對墻板進(jìn)行安裝并進(jìn)行適當(dāng)校正→安裝臨時(shí)支撐→對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)與外墻板進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接→澆筑混凝土→針對拼縫實(shí)施防水處理→將臨時(shí)支撐拆除。

對于預(yù)制外墻板來說，其中的安裝定位工作、管線預(yù)埋工作等各項(xiàng)相關(guān)工作，若能夠在前期設(shè)計(jì)階段即得到充分考慮，則更有利于提升施工質(zhì)量和效率，所以在施工之前，有必要借助BIM 技術(shù)針對各個(gè)連接節(jié)點(diǎn)開展細(xì)致的分析工作，詳細(xì)掌握構(gòu)件安裝過程中是否存在碰撞等不良情況，以避免設(shè)計(jì)內(nèi)容與施工實(shí)際之間存在沖突。

將預(yù)制外墻板運(yùn)輸至施工現(xiàn)場之后，應(yīng)首先對其合格證等各項(xiàng)證件、證明進(jìn)行檢查，并對其尺寸外觀、質(zhì)感拼縫、防水構(gòu)造等各方面與相關(guān)要求是否符合進(jìn)行全面檢查，如果發(fā)現(xiàn)預(yù)制外墻板存在涂料脫落或是破損等不良情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行合理的修補(bǔ)，或與生產(chǎn)廠家聯(lián)系進(jìn)行更換。

在開展焊接工作以前，應(yīng)首先根據(jù)相關(guān)要求或標(biāo)準(zhǔn)，對其中涉及的各項(xiàng)材料和設(shè)備的規(guī)格、品種、性能等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)完全合格，方可投入到施工工作中。

密封防水膠的耐久性已經(jīng)耐老化性能均應(yīng)與相關(guān)要求相符合，與此同時(shí)，襯墊的材料應(yīng)該能夠與防水結(jié)構(gòu)膠之間具有良好的相容性。

應(yīng)該根據(jù)實(shí)際施工情況合理設(shè)置預(yù)制外墻板的吊裝順序，并根據(jù)順序針對預(yù)制外墻板做好標(biāo)記，以保障施工的工序科學(xué)合理，同時(shí)有利于提升施工質(zhì)量和效率。

在對預(yù)制外墻板進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)保障吊裝工作的完全到位，且其他各項(xiàng)操作也能夠與施工要求完全符合。

應(yīng)該采用彈出標(biāo)高線的方式，對預(yù)制外墻板的安裝工作質(zhì)量進(jìn)行有效控制。

4.3 預(yù)埋件及吊具安裝

在完成預(yù)埋件的預(yù)埋安裝工作之后，應(yīng)及時(shí)使用扎絲以及小短筋對其進(jìn)行綁扎固定，以避免出現(xiàn)預(yù)埋變位情況。對于吊具安裝工作來說，應(yīng)該針對塔吊連接鋼絲，再借助平衡鋼梁實(shí)施轉(zhuǎn)換，以能夠順利借助吊具對預(yù)制外墻板進(jìn)行連接。

4.4 吊運(yùn)和就位

在對預(yù)制外墻板進(jìn)行調(diào)運(yùn)的過程中，應(yīng)注意將其緩慢吊起，而提升和運(yùn)輸過程中，速度則可以相對較快，對預(yù)制外墻板進(jìn)行放置時(shí)，則應(yīng)再次將動(dòng)作放緩。并且，在調(diào)運(yùn)過程中，起吊區(qū)域之內(nèi)，需要配備信號以及司索相關(guān)的工作人員各一名，首先由司索工作人員將預(yù)制外墻板固定裝置拆除，然后由信號工作人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況開展指揮工作，塔吊司機(jī)根據(jù)指揮緩慢吊起預(yù)制外墻板，并使其由傾斜的狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變成為豎直狀態(tài)，直至其與地面完全分離，之后則應(yīng)逐漸提升速度，將預(yù)制外墻板運(yùn)輸至接近需要進(jìn)行安裝施工的位置，根據(jù)定位線確定預(yù)制外墻板的放置位置，且在與放置位置接近的位置，塔吊的運(yùn)輸速度則應(yīng)逐漸放緩，并將外墻邊線作為基準(zhǔn)，控制預(yù)制外墻板始終處于墻身垂直的狀態(tài)。

4.5 安裝和校正

將預(yù)制外墻板運(yùn)輸至安裝位置進(jìn)行就位之后，應(yīng)由吊裝工作人員于安裝位置的上一層，使用掛鉤將纜風(fēng)繩拉住，并由一名工作人員配合其將預(yù)制外墻板鋼筋緩慢插入到梁中，此時(shí)，位于下一層的工作人員應(yīng)該針對上下層的預(yù)制外墻板企口縫位置實(shí)施定位工作，最后再借助斜撐對預(yù)制外墻板進(jìn)行穩(wěn)固的臨時(shí)固定。

在預(yù)制外墻板的安裝工作過程中，需要以樓層安裝控制線以及墻板標(biāo)高線為基礎(chǔ)，借助吊線錘以及緊固件對其水平位置進(jìn)行充分調(diào)整，以保障其標(biāo)高以及垂直度均能夠與相關(guān)規(guī)定相符合。

4.6 節(jié)點(diǎn)連接

4.6.1 工藝流程

針對預(yù)制外墻板檢查控制邊線→檢查企口標(biāo)高→吊裝預(yù)制外墻板→安裝斜支撐→校正預(yù)制外墻板→安裝連接件。

4.6.2 PC 構(gòu)件的安裝

PC 構(gòu)件安裝情況能夠?qū)?jié)點(diǎn)拼裝質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，如果PC 拼接構(gòu)件整體安裝平整，則節(jié)點(diǎn)部位拼接質(zhì)量良好，所以在針對構(gòu)件開展吊裝工作以前，應(yīng)根據(jù)樓層標(biāo)高控制線，對預(yù)制外墻板的標(biāo)高進(jìn)行合理調(diào)控，并實(shí)施找平處理。在此過程中，需要合理應(yīng)用水準(zhǔn)儀開展測量工作，以保障預(yù)制外墻板平面完全處于同一水平標(biāo)高。

4.6.3 外墻板接縫

對預(yù)制外墻板進(jìn)行安裝的過程中，為了保障接縫位置能夠持續(xù)處于平直狀態(tài)，在對其進(jìn)行吊裝時(shí)，應(yīng)該主要采用四點(diǎn)起吊或是兩點(diǎn)起吊的方式進(jìn)行吊裝，由此，預(yù)制外墻板在就位時(shí)，能夠處于垂直且平穩(wěn)的狀態(tài)。另外，在此過程中所使用的鋼絲繩，其與預(yù)制外墻板之間的夾角應(yīng)在60°以上。

4.6.4 預(yù)制外墻板校正

在對預(yù)制外墻板進(jìn)行校正的過程中，應(yīng)保持其在橫豎兩個(gè)方向上，對其中的高低差均能夠進(jìn)行細(xì)致地控制。

4.6.5 安裝墻板連接件

對預(yù)制外墻板的連接件進(jìn)行安裝時(shí)，需要使用專門的固定螺栓，將外墻板的連接件與相應(yīng)的套筒進(jìn)行連接，并且在安裝過程中，應(yīng)該注意對外立面接縫之間的高低差進(jìn)行合理處理。

4.6.6 設(shè)備平臺處預(yù)制外墻板及現(xiàn)澆梁的節(jié)點(diǎn)

在設(shè)備平臺處，如果封邊梁混凝土的強(qiáng)度已經(jīng)高達(dá)百分之百，則可針對該位置的預(yù)制外墻板開展吊裝工作，以節(jié)點(diǎn)大樣為基礎(chǔ)，在預(yù)制外墻板完成就位工作以后，使用斜撐進(jìn)行臨時(shí)性的固定，再針對該從平臺的封邊梁與預(yù)制外墻板上口之間進(jìn)行預(yù)埋件的連接工作，同時(shí)，下節(jié)點(diǎn)應(yīng)該與上一層的平面封邊梁實(shí)施預(yù)埋件連接處理。

4.6.7 預(yù)制外墻板與預(yù)制疊合梁的節(jié)點(diǎn)

在采用吊裝的方式完成疊梁就位工作以后，應(yīng)開展預(yù)制外墻板吊裝工作，預(yù)制外墻板就位以后，應(yīng)使用斜撐起到臨時(shí)固定的作用，之后借助預(yù)埋件對預(yù)制外墻板上口及上一層疊合梁進(jìn)行連接，下口則應(yīng)與本層的預(yù)制疊合梁通過預(yù)埋件進(jìn)行連接處理。

4.6.8 堵縫處理

在完成預(yù)制外墻板的安裝工作之后，疊合梁以及墻板之間存在寬度為10mm 的縫隙，室外的水能夠通過縫隙滲入室內(nèi)，所以需要對該類型的縫隙實(shí)施封堵處理。為了對相關(guān)的施工質(zhì)量進(jìn)行有效保障，在進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)使用具有良好自流動(dòng)性且不會(huì)發(fā)生收縮的灌漿料，且應(yīng)注意保證其中的操作手法正確。

4.7 拼縫防水處理

對預(yù)制外墻板之間的拼縫進(jìn)行全面清理，并保持其所在的環(huán)境處于完全通風(fēng)的狀態(tài)，再針對拼縫位置實(shí)施防水處理。針對拼縫間隙填塞高分子材料，并注入密封膠。在此過程中需要注意，填充材料必須完全處于密實(shí)飽滿的狀態(tài)，并將其表面處理光滑，不可出現(xiàn)空腔情況。

4.8 成品保護(hù)

4.8.1 構(gòu)件吊裝時(shí)成品保護(hù)

在針對預(yù)制外墻板進(jìn)行吊裝操作時(shí)，在其中需要應(yīng)用內(nèi)置螺母，并針對螺母的位置放置螺旋箍筋，以促使螺母能夠與構(gòu)件之間進(jìn)行有效地連接。并且，內(nèi)置螺母的規(guī)格應(yīng)以預(yù)制外墻板的重量為依據(jù)進(jìn)行選擇，可以選擇使用2.5t 或是5t兩種規(guī)格之一。針對預(yù)制外墻板開展吊裝工作時(shí)，還需應(yīng)用專用吊扣，以提升與吊頂之間的匹配程度。在對預(yù)制外墻板進(jìn)行吊運(yùn)工作的過程中，為了避免受力不均情況導(dǎo)致窗洞口、門洞口或是類似位置出現(xiàn)損壞情況，則需在工廠生產(chǎn)階段，即針對各相應(yīng)位置實(shí)施合理的加固處理，以降低預(yù)制外墻板發(fā)生損壞的概率。

4.8.2 構(gòu)件安裝完成之后的成品保護(hù)

完成預(yù)制外墻板的安裝工作之后，為了避免后續(xù)施工導(dǎo)致窗洞口或是門洞口的轉(zhuǎn)角位置，以及其他類似位置受到損壞，則應(yīng)在現(xiàn)場使用廢棄模板制作C 形框，以對轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行保護(hù)。

4.9 勞動(dòng)力和機(jī)具設(shè)備的投入

在裝配式建筑施工過程中應(yīng)用預(yù)制外墻板技術(shù)，需要涉及諸多工作人員，主要包括項(xiàng)目經(jīng)理、吊裝工程師、土建工程師、施工班班長、監(jiān)理、安全員以及數(shù)位工人，且各方面工作人員均需全程參與預(yù)制外墻板技術(shù)的應(yīng)用施工工作。另外，在部分時(shí)間內(nèi)，還需要塔吊司機(jī)、塔吊指揮以及吊裝工人和起重工人參與工作。

在對預(yù)制外墻板技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，所需的機(jī)具設(shè)備主要包括全站儀、經(jīng)緯儀、鋼絲繩、水準(zhǔn)儀、平衡鋼梁、螺栓、起重設(shè)備、對講機(jī)、緊固件、吊線錘、索具、電焊機(jī)、臨時(shí)固定支撐、垂直度調(diào)整緊固件等多項(xiàng)。

5 結(jié)語

針對裝配式建筑應(yīng)用預(yù)制外墻板技術(shù)，且主要采用外掛墻板的安裝方式，傳統(tǒng)上的吊運(yùn)工作以及安裝工作中存在的不足，均得到了有效彌補(bǔ)，不僅有利于保障施工安全，且能夠提升施工效率，同時(shí)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也能夠得到提高，所以該項(xiàng)施工技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值。