預制保溫疊合外掛墻板體系裝配式結構施工技術

黃 淼 俞天波

上海建工集團股份有限公司 上海 200080

近年來，大力推行建筑工業(yè)化使得裝配式結構在項目市場上活躍起來。由于技術工藝和實施質(zhì)量的公認度不足，常用的濕法連接套筒灌漿工藝一直處于風口浪尖，而防水防滲問題作為裝配式結構的常見質(zhì)量隱患之一，也亟待尋求更好的解決途徑[1-3]。

預制保溫疊合外掛墻板（PCTF）體系是一種不依賴套筒灌漿作為主要結構受力系統(tǒng)的裝配式體系，可以回避較難控制的灌漿工藝，并兼有較好的防水功能。

1 工程概況

1.1 項目概況

上港集團軍工路地塊開發(fā)建設項目（現(xiàn)名星江灣），地處上海市寶山區(qū)淞南鎮(zhèn)，北鄰軍工路、南至國詠路（規(guī)劃）、西至淞軍路、東至政漣路（規(guī)劃）。本項目的三標段包含A1A-02、A1A-03兩個地塊，主要為獨立商業(yè)樓、商辦樓、人才公寓及附屬工程于一體的綜合發(fā)展項目，總建筑面積114 400.00 m2，其中地上裝配式建筑面積為50 256.06 m2，共有6棟16～19層的人才公寓樓（圖1），主體設計為剪力墻結構，裝配式深化采用了“預制保溫疊合外掛墻板（PCTF）＋預制剪力墻（PC）體系”的裝配式結構。

圖1 人才公寓效果圖

1.2 裝配式結構概況

預制剪力墻體系比較常用，用于本項目的內(nèi)墻剪力墻部分。而預制保溫疊合外掛墻板（PCTF）為較少采用的裝配式體系，本項目中該體系的構件用于全部標準層圍護結構及屋頂女兒墻。其他裝配式構件還有常規(guī)的整體預制陽臺和預制樓梯等。

1.3 PCTF體系特點

本項目預制保溫疊合外掛墻板主要形式有兩種。一種為少量的非采暖區(qū)外圍護墻，厚70 mm的鋼筋混凝土板（圖2），不含保溫作用的擠塑板夾層，類似常規(guī)樓板疊合板的豎向使用，也作“PCF板”。另一種為采暖區(qū)外圍護墻，厚60 mm的鋼筋混凝土板＋50 mm的擠塑聚苯板（FRP連接），如圖3所示。

圖2 非采暖區(qū)厚70 mm的PCF板

圖3 采暖區(qū)60 mm＋50 mm的PCTF板

兩種形式都有以下主要特點：

1）單側支模

不同于常見的裝配式工程內(nèi)頁實心墻與外保溫外頁墻合一，PCTF體系僅為外保溫外頁墻板，內(nèi)側結構墻體仍需進行現(xiàn)澆鋼筋混凝土施工，因此PCTF構件在施工功能上又相當于鋼筋混凝土材質(zhì)的預制外模板。

PCTF構件內(nèi)表面預留有對拉螺栓孔，墻體內(nèi)側模板以對拉螺栓與外頁墻拉結固定，墻板支模施工全在號樓的室內(nèi)完成。

2）保溫層嵌固、不會脫落

非PC的常規(guī)建筑保溫板容易脫落，PCTF體系的保溫板由外頁墻板鋼筋混凝土外殼包裹，并與內(nèi)頁現(xiàn)澆部分通過FRP連接件進行連接（圖4），保溫層完全不參與受力，其耐久和防脫落性能可靠。

圖4 FRP連接件的工作形式

3）結構安全性好、拆分自由度大

由于外頁墻與內(nèi)頁墻分離，結構主體受力部分仍為現(xiàn)澆鋼筋混凝土。由于無需套筒灌漿，其結構質(zhì)量的可控性高，結構安全性可靠。而除穿墻孔洞外，機電管線也無須在構件廠加工預埋，現(xiàn)場預埋點位的可調(diào)節(jié)度高。另外還可以根據(jù)外立面效果需求以及一定的加工、施工要求來調(diào)整構件的拆分，少受結構安全制約。對于上部圖紙無法及時完成設計的工程，早期塔吊布置風險也較小。

4）構造性外導外排防水

PCTF構件底部設置有外導外排水的企口構造，每隔3層在構件豎縫中、距離樓層線下300～500 mm的位置，設置1根φ10 mm的泄水管，將可能積存的雨水外排，且內(nèi)頁墻為現(xiàn)澆結構的連續(xù)墻體，比常見的PC結構防水性能優(yōu)勢明顯。

門窗洞口也有外導的企口構造（圖5）。

圖5 防水構造

2 項目施工難點、特點

2.1 材料運輸

受構件受力特性及現(xiàn)場起吊條件影響，脫模后PCTF只宜豎放，水平放置再吊起時比一般裝配式構件更易屈折。

PCTF構件底部的企口構造，受運輸時的顛簸較易損壞，須用橡膠墊等柔性緩沖材料墊底。

PCTF構件不含內(nèi)頁實心墻，各構件之間不能直接抵靠，一車能裝載的構件較為有限，效率略低。

因部位類同有內(nèi)頁實心墻，部分相似的PCTF墻板構件可利用門框等部位作為受力點進行墊靠，這樣可以提高運輸效率。

鋼絲繩綁縛應盡可能選擇PCTF剛度較大的位置，并墊柔性材料。

2.2 作業(yè)面狹小、單面支模困難

由于該項目為人才公寓，各個房間開間設計較小，而PCTF構件仍需單側支模的特性，使得斜撐飛機頭對墻體內(nèi)側大面支模有一定的妨礙。需要工人、工具、支模方式、模板分拆等工藝進行一定的適應改進。

2.3 陽角有分板時脹模風險高

盡管裝配式設計已設計有轉角板連接件，但實際使用后L形單片式連接件剛度不足，向外頂漲變形情況較大。經(jīng)研究后采用L形角鋼對穿螺栓從外側抱箍，與內(nèi)側模板體系有效拉結，之后拆除修復墻面，不會對外立面真石漆效果有所妨礙（圖6）。

圖6 陽角拼接位置的固定

3 技術方案及關鍵控制措施

3.1 技術準備

由于PCTF構件的特性，施工準備首先是對施工圖紙的反復研究，優(yōu)先明確所有PCTF構件的空間位置關系。圖上分析必須精確到1 cm以內(nèi)，充分考慮PE棒填塞、墊塊空間、脫模需要等，直至基本能從圖紙上理清各個構件之間的拼接關系，以及安裝控制精度要求，并在現(xiàn)場首層預制層樓地面上放線實測、分析完善后，才可決策開模加工。

3.2 首批構件的查驗

PCTF構件的加工生產(chǎn)也有一定的技術難度，需要挑選有優(yōu)質(zhì)技術實力的構件廠承擔開模加工任務。

由于PCTF構件的構成比較特別，各類配件較多，加工時會面臨諸多模具設計問題，需要在初期即邀構件廠一同參與讀圖、開模設計。

首批構件進場前，經(jīng)項目團隊至構件廠實地查驗驗收合格后，直接裝車，運抵現(xiàn)場。

3.3 現(xiàn)場準備

1）道路、堆場準備

現(xiàn)場道路堆場均須硬化處理，堆場盡量布置于地下室頂板以外硬化區(qū)域，如構件必須堆放于地下室頂板的，則需用鋼管滿堂頂撐加固。

堆放架與常規(guī)PC堆放架相同，區(qū)別是PCTF需稍稍傾斜以保證單側倚靠，底部應墊有多組長條木方，且須保持稍大的間距，以免吊裝時飛機頭等伸出部件遇阻。

2）塔吊及附墻

本項目采用的吊機型號有T C 7 0 3 5、T C 7 0 2 0、ST6015，塔身基本都在狹長的人才公寓號樓居中位置，除最北側的超長預制陽臺在預制率許可的前提下改為現(xiàn)澆結構外，無其他起吊困難的構件。

塔吊附墻桿不能直接附著于PCTF墻板上，應盡量通過窗口、門洞附著至內(nèi)側現(xiàn)澆墻體。對于某些附墻位置受限不得不布置于PCTF墻板上時，須對預制墻板打孔并預留套管，局部保溫板須切除，以便混凝土澆筑后形成一個無夾心的混凝土區(qū)域，采用4～6個一組φ30 mm的對拉螺栓將焊接鋼板與內(nèi)頁墻、外頁板夾緊，使得受力仍由內(nèi)頁現(xiàn)澆部分承受。

3）外架使用

鑒于施工安全和效率，以及建設單位仍在權衡是否設置層間鋁板裝飾等外飾面內(nèi)容，本項目仍按傳統(tǒng)結構施工搭設了外腳手架。為便于管理、控制外架搭設質(zhì)量和作業(yè)安全，本項目采用了盤扣式腳手架。

利用PCTF板縫（20 mm）預留甩出圓鋼，與1根普通鋼管搭接焊長度10 cm以上，通過鋼管與架體扣接牢固，軟拉于內(nèi)頁現(xiàn)澆部分，硬頂于外頁預制部分。

而對于24 m以上高度范圍，由于PCTF特性僅相當于外側模板，本身不能附著持力，但內(nèi)側仍同常規(guī)現(xiàn)澆結構，故預先由加工廠在PCTF構件下口設置預留方孔即可布置懸挑用的型鋼，其他工藝與常規(guī)現(xiàn)澆結構工程無異。

3.4 首層構件的試安裝

由于PCTF體系的特性且市面上較不常見，對在本項目首次吊裝的隊伍除了進行必要的技術交底外，仍需經(jīng)過現(xiàn)場實際施工操作才能熟悉了解作業(yè)要點，技術及生產(chǎn)部門才能掌握、梳理更有針對性的工藝交底資料，以便后續(xù)大面開展施工作業(yè)（圖7）。首層構件的試安裝是獲取第一手資料的關鍵渠道。

圖7 首次吊裝嘗試就位

4 施工流程及細節(jié)要點

1）PCTF不同于一般剪力墻系或框架系裝配式構件，其實際為一塊預制外側模板，與現(xiàn)澆結構之間沒有明顯直觀的拼接關系，因此其首次定位需要根據(jù)圖紙測放分板線。隨著第一層PCTF構件安裝就位，后續(xù)樓層只需根據(jù)下方樓層構件的位置對正即可。此時還應做好暗柱豎向鋼筋接長等工作。

2）由于PCTF構件設計有上下兩組、跨越現(xiàn)澆墻體部分、同斜撐一起固定構件用的“飛機頭”，該部件會對暗柱箍筋的綁扎帶來直接影響，暗柱箍筋須在PCTF安裝就位前套入暗柱豎向鋼筋，并在上、下2個飛機頭切分成的3段范圍內(nèi)臨時固定或直接綁扎完畢。

3）PCTF吊裝時，構件會因吊鉤形式略有傾斜，屬于正常形態(tài)，吊運至安裝位置上方時須靠室外一些，但應注意與腳手架內(nèi)立桿的距離，避免外表面刮擦。落下就位前，應由工人適當將暗柱鋼筋朝樓層室內(nèi)掰，以便構件落下。就位安裝時，下側飛機頭應該穿過兩段預先套入的箍筋之間。

4）同常見的預制剪力墻等構件，PCTF構件安裝時也需要墊塊調(diào)節(jié)。本項目裝配式雖在構件底部設計有25 mm×25 mm×6 mm的鋼板墊和在豎向對正的頂部位置設計有標高調(diào)節(jié)螺栓孔，但施工時墻柱的豎向鋼筋對水平旋動的螺栓操作妨礙過大，實際仍采用有機墊塊進行標高調(diào)節(jié)，適配調(diào)節(jié)快速，操作相對簡便。

5）落下就位，基本對正后，即可初步安裝斜撐固定。對于偶有飛機頭位置不對的，需要在此階段選取合理部位增補U形拉環(huán)或耳板。斜撐初步緊固后，即可松開吊鉤，準備起吊下一塊構件。

6）待通過調(diào)節(jié)四根斜撐、輔以撬棒對構件進一步精校、調(diào)垂后，鎖緊固定斜撐，構件底部的板板連接件也進行固定。

7）暗柱箍筋可開始正式綁扎到位。為避免暗柱后方?jīng)]有操作空間，宜在暗柱箍筋綁扎固定前，將PCTF構件橫向板板拼縫間的止水膠帶封貼直至構件頂口，并固定橫向板板連接件（圖8）。

圖8 止水膠帶封貼及橫向板板連接件固定

8）隨著墻板鋼筋施工，機電管線預埋也同步跟進。開關等上行管線，應翻至樓板標高，以便后續(xù)接駁。

9）單側內(nèi)模試拼裝、安裝，模板上對拉螺桿孔需根據(jù)PCTF預埋接駁器校正，應注意飛機頭對模板的分割。待隱蔽驗收合格后，方可封模。然后開始現(xiàn)澆梁、疊合板、預制陽臺、預制凸窗等支模。

10）由于PCTF體系的梁仍為現(xiàn)澆梁（陽臺梁除外），梁鋼筋與預制陽臺、預制凸窗等有錨筋的預制構件吊裝存在一定的沖突，需要預先將梁底筋、箍筋綁扎初步布置到位，避免構件錨筋將梁底遮蓋后無法在梁底進行綁扎。預制陽臺、預制凸窗與PCTF墻板構件拼接的接縫位置需預先貼PE棒，防止跑漿。

11）吊裝預制陽臺、預制凸窗等構件就位，與疊合板有所不同，預制陽臺、預制凸窗需蓋住PCTF構件外頁墻頂端，并與PCTF外頁墻的內(nèi)表面齊平或略微侵入，這是因為PCTF外頁墻不能參與結構受力，需要陽臺凸窗構件直接錨咬內(nèi)頁現(xiàn)澆部分。吊裝完畢后，還要對與模板、PCTF仍有縫隙的位置進行再封堵。

12）后續(xù)其他施工內(nèi)容與一般PC工程相同。僅需注意要預留好PCTF構件頂部與上一層構件連接用的豎向板板連接件，注意澆筑混凝土時應跟隨扶正，避免偏轉或沒入混凝土中。

混凝土澆筑后3～4 d，墻板內(nèi)側木模即可拆模，斜撐也可拆除。

外露出墻面的飛機頭也可割除，但對無法割凈的根部要涂刷防銹漆，初裝修階段粉刷封閉。

外墻板縫按防水構造設計進行處理，后續(xù)作為外立面真石漆的分縫。

5 其他輔助手段

本項目對構件管理還使用了二維碼BIM系統(tǒng)構建物料信息平臺，幫助現(xiàn)場及時掌握構件廠預制加工、進場入庫、吊裝就位、灌漿完成等情況。

體量較少的盲孔灌漿也采用了預埋傳感器法灌漿檢測技術，進行50%抽樣檢測，確保灌漿密實。

6 結語

如前言所述PCTF墻板相當于一塊預制外模板，相比于木模板，PCTF墻板較為厚重，吊運安裝占據(jù)的工期時間對比采用雙側木模板的現(xiàn)澆工程需要更多時間，但安裝就位后也相對牢固，內(nèi)側支模過程中的一般磕碰不會造成變形，除了陽角部位外，只要固定用的配件正常工作，基本無向外脹模風險。

PCTF體系本身又兼具良好的防水性能，不用施工外防水，保溫工程也已同步完成。如果設計合理，整個外立面即為清水面，可以直接開始真石漆涂刷噴涂作業(yè)。因此從工程整體而言，采用PCTF體系施工對工期影響不大。而且由于結構作業(yè)面上PCTF墻板吊裝后即形成了封閉式圍擋，對于防止揚塵、減少電焊閃光擾民、安全管理等方面均有益處。

本項目PCTF體系裝配式預制率均達到40%以上，2019年度獲得上海市裝配式示范項目。