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    預制混凝土外墻結構、保溫、裝飾 一體化關鍵技術

    2015年05月08日

    打印專業人士:張建國   來源:亞泰集團沈陽現代建筑工業有限公司

    摘要:裝配式混凝土剪力墻結構是體現建筑工業化的主要結構形式之一;而結構、保溫、裝飾一體化的混凝土外墻是其中一個關鍵構件。與傳統現澆剪力墻外墻結構相比,結構、保溫、裝飾一體化預制外墻不僅具備等同現澆的安全性,其優勢主要體現在外飾面瓷磚粘貼牢固、不易脫落、平整美觀、防火保溫效果好、后期維護成本低,并且具備節能環保等優勢。本文以大連萬科城工業化項目為例,闡述裝配式混凝土外墻結構、保溫、裝飾一體化施工關鍵技術。


    1、工程概況

    本項目為大連萬科萬科城二期工業化住宅樓項目B1#、B8#住宅樓,本項目建筑面積為19568.4平方米,地上28層,地下設備夾層。項目結構形式為裝配式剪力墻結構,建筑高度為82.1米,建筑立面為裝飾瓷磚。


    2、深化設計介紹

    2.1、設計概況

    本項目囊括了剪力墻結構所有類型的預制構件,因此該項目裝配率高達84%。是目前裝配式剪力墻結構較典型的工業化建筑。


    本項目預制層數為5層~28層,主要構件有外墻板、內墻板、外模板、疊合板、空調板、樓梯、樓梯梁、樓梯隔板、女兒墻、懸挑板、門頭板、預制條形板。



    2.2、外墻板設計

    外墻板作為裝配式剪力墻結構中重要的預制構件之一,本項目預制外墻板采用結構、保溫、裝飾一體化的預制形式。


    外墻板設計依據《裝配式混凝土結構技術規程》GB-JGJ1-2014中8.3.1規定,轉角部位采用轉角墻形式。依據規范規定轉角高度應大于200mm,轉角墻轉角高度為300mm,把整個轉角部位的暗柱都作為預制構件的一部分;即提高了主體的整體性并且解決了轉角部位PCF板安裝困難、連接質量差等問題。并采用以縱向受力鋼筋作為連接鋼筋的套筒灌漿連接的方式。


    外墻板結構層厚度為200mm,保溫厚度為80mm,飾面層厚度為60mm,飾面裝飾為瓷磚。


    3、生產工藝

    3.1、工藝選擇

    本項目預制結構、保溫、裝飾一體化外墻板構件生產工藝采用反打工藝。此種工藝埋件采用模具工裝固定,能更好的控制埋件的精度。反打工藝主要流程:裝飾層施工-面層施工-保溫層施工-結構層施工。


    3.2、L型墻施工工藝

    本項目由于是帶瓷磚的轉角墻,其工藝較復雜,且轉角墻需三次澆筑振搗。具體流程如下:


    瓷磚標準塊制作→組裝外葉墻模具→涂刷脫模劑→瓷磚標準塊水平段安裝→瓷磚標準塊豎直段安裝及固定→外葉墻L型網片安裝→外葉墻埋件安裝→外葉墻水平段澆筑振搗→鋪裝水平段保溫板→連接件安裝→鋪裝豎直段保溫板及固定→保溫板靠模安裝→澆筑豎直段外葉墻→連接件安裝→組裝內葉墻模具→涂刷界面劑→內葉墻鋼筋籠綁扎→內葉墻埋件安裝→內葉墻澆筑振搗→抹面→靜?!麴B→拆除模具→構件脫膜→ 沖洗→噴涂標識→運輸堆放。


    3.3、特殊工序介紹

    3.3.1、瓷磚標準塊制作

    瓷磚標準塊制作是指把小規格的瓷磚及膠條通過膠紙粘貼制作成統一大小,便于拼裝時質量控制,且減少在構件生產時的工作量。體現模塊化生產、裝配式施工的優勢。


    為提高工業化生產的效率,深化設計需考慮瓷磚的布置方案,要盡可能的減少裁磚,并且瓷磚標準塊的大小需滿足構件的模數。標準塊大小不宜超過600*600mm,一般控制在300~400mm之間。


    瓷磚標準塊制作可由瓷磚廠家提供成品或由構件生產企業制作。本項目提供的瓷磚由廠家提供標準塊,構件企業只需安裝即可,但這成本相對較高;如由構件企業制作可按下列步驟加工:


             

    3.3.2、瓷磚標準塊豎直段安裝及固定

    此道工序是指轉角墻立面瓷磚的安裝及固定,為保證側面瓷磚的安裝質量,首先采用雙面膠粘貼標準塊,待檢驗合格后,在模具內腔即標準塊上面綁扎2~3根的通長鋼筋,間距約為500mm,并用綁線穿過模具把鋼筋綁扎牢固,方可進行下道工序。此種固定方式較繁瑣但能保證瓷磚的安裝質量,在澆筑及振搗過程中不會出現瓷磚位移等現象;


    3.3.3、外葉墻水平段澆筑振搗

    外葉墻澆為保證振搗密實、不因振搗而導致瓷磚碎裂宜采用平板振搗器,如采用振搗棒可采用小直徑、功率較小的型號。


    3.3.4、保溫板靠模安裝

    此道工序是指為保證側面保溫板位置,保證構件成型后不出現冷橋等現象的一種固定保溫版的措施。在安裝側面保溫板時,利用L型靠模固定保溫板,并且靠模根據連接件布置方案開孔,在不影響連接件安裝的情況下,保證在澆筑過程中不出現位移,也可保證內葉墻鋼筋籠正常綁扎不延誤生產周期。


    3.3.5、連接件的安裝

    本項目采用FRP連接件,在墻體施工時應先澆筑外葉墻混凝土板,再鋪裝保溫板,保溫板應預留連接件孔槽,將FRP連接件插入保溫板孔槽中。


    澆筑外葉墻時應采用小粒徑石子,粒徑不宜大于25mm,混凝土塌落度應加大,當連接件埋入外葉墻混凝土后,應馬上轉動180度形成局部攪拌。連接件應確保在內、外葉墻的錨固長度;連接件在混凝土中的單側錨固長度不宜小于30mm,其端部距墻板表面距離不宜小于25mm。


    4、模具設計

    4.1、設計理念

    4.1.1、模具制作需依據工藝要求,按照反打工藝設計,在保證整體剛度的前提下盡量簡單、輕便,減少用鋼量。


    4.1.2、依據項目生產周期本項目正反構件可用一套模具生產,在滿足工期要求的前提下節約成本。


    4.1.3、模具設計需完全符合生產工藝流程,需考慮周全、生產細節等問題、本項目需著重考慮轉角墻側模形式、立面保溫固定措施及立面瓷磚的固定措施。


    4.2設計方案

    4.2.1、模具外邊框采用Q235鋼板焊接而成,邊框連接采用粗牙螺栓連接,埋件固定采用方鋼管制作的工裝固定,所有穿孔采用磁性底座固定。


    4.2.2、轉角墻立面的模具設計


    采用10mm厚鋼板做為面板,肋板的間距控制在500mm左右,以確保模具本身的剛度,并且肋板做成三角形,利用三角形的穩定性保證側模與底模的垂直度。



    4.2.3、立面保溫固定措施

    立面保溫板固定采用特殊的L型靠模固定,L型靠模頂部防止擠塑板在澆筑時上浮的作用,側面防止澆筑時擠塑板膨脹、漏漿的作用,并且在澆筑外葉墻之后由于有靠模的存在,可直接綁扎內葉墻鋼筋籠,不延誤工序的操作。



    4.2.4、立面瓷磚的固定措施

    由于側模采用鋼板制作,瓷磚利用雙面膠固定在鋼板上,其粘貼力無法滿足工藝需求,因此采用雙面膠及附加鋼筋固定的雙重措施,模具設計時需在側模相應位置開孔,便于綁線綁扎。


    5、質量控制難點及解決措施

    5.1、機械連接制作的質量控制

    本項目鋼筋連接采用套筒灌漿連接,作為裝配式結構連接的重點,其質量控制尤為重要,并且本項目受力鋼筋直接作為連接鋼筋與套筒灌漿連接,在制作過程中需嚴格控制加工尺寸。機械連接制作可從以下幾方面控制質量:


    5.1.1、鋼筋加工:鋼筋進場需滿足國家標準,避免出現橢圓的鋼筋,影響其連接的機械性能;鋼筋加工時需嚴格控制主筋長度,鋼筋剪切誤差應控制在0~+2mm范圍內,避免出現外漏鋼筋過長或過短現象,影響鋼筋錨固長度。


    5.1.2、鋼筋剝肋滾絲加工:鋼筋剝肋滾絲是利用專用的滾絲機加工而成,需經常對設備進行維護保養,尤為重要的是滾絲機中的滾絲輪,一般滾絲輪在加工2000~2500個鋼筋之后需立即更換,避免影響鋼筋絲扣不完整。


    剝肋滾絲加工前需事先調好剝肋長度,應嚴格按照設計圖紙進行加工,絲扣的長度直接影響套筒灌漿連接的機械性能。


    5.1.3、絲扣鋼筋與套筒的連接:鋼筋與套筒的連接是通用滾絲機固定利用扭矩扳手加工而成,應嚴格按照《鋼筋機械連接技術規程》JGJ107中6.21的直螺紋結構安裝時的最小擰緊扭矩值進行控制,嚴格控制扳手的力矩保證鋼筋與套筒的緊密連接,并應按時檢查或更換扭矩扳手。在加工時不僅要滿足擰緊扭矩值還需保證絲扣外漏長度不得大于0.5P。


    5.1.4、套筒的安裝:套筒的安裝主要控制其垂直度及錨固深度,在澆筑前需由質檢專員負責檢驗并做好隱蔽工程驗收記錄。也應保證套筒及注漿管的暢通,不應有堵塞的情況出現。


    5.2、保溫板安裝的質量控制

    保溫板安裝主要是為了防止后期出現冷橋等現象,一旦出現對后期入住影響很大,因此安裝質量不容忽視,預制構件保溫板安裝質量控制可從一下幾方面控制:


    5.2.1、保溫板的裁剪:由于裝配式建筑是單個構件分別生產,因此保溫板裁剪需根據構件尺寸編制裁剪方案,在盡可能減少拼縫的情況下合理地編制裁剪方案。


    保溫板在裁剪時需采用準用設備,應保證裁剪尺寸精確平直,切口平滑無毛刺,避免影響拼安裝質量。


    5.2.2、保溫板的安裝:保溫板在安裝時需按照裁剪方案逐個安裝并且保證拼縫在±1mm誤差范圍內,避免后期在拼縫位置出現冷橋現象。


    5.2.3、澆筑控制:在安裝完保溫板后澆筑混凝土時應嚴格控制下料高度,禁止在同一位置堆積混凝土,避免出現保溫板凹凸不平的現象,影響保溫板后期性能。


    5.3、瓷磚拼裝的質量控制

    本項目瓷磚拼裝是質量控制的重點及難點之一,相鄰瓷磚標準塊需保證水平及豎直都在同一條線上。避免出現上下墻板拼裝后瓷磚對不齊現象;為保證瓷磚安裝質量,可從以下方面控制:


    5.3.1、組??刂疲簢栏癜凑諛嫾叽缃M裝模具,尤其窗口位置需重點檢驗,保證其誤差在±2mm范圍內,避免瓷磚拼裝時因尺寸誤差過大導致瓷磚布置方案無法正常實行。


    5.3.2、清??刂疲呵謇韨饶Ec底模時先采用小鏟子對灰塵及混凝土殘留進行清理,然后用濕抹布對模具浮灰進行清理,尤其底模浮灰清理需重點檢查,保證模具及底模干凈整潔,無浮灰,達到手按無明顯痕跡為準,確保采用雙面膠粘貼牢固。


    5.3.3、拼裝控制:采用米尺對第一塊標準塊進行定位,依次安裝橫向、縱向瓷磚標準塊,且安裝過程中需反復用米尺測量每個標準塊位置。


    5.3.4、澆筑振搗控制:澆筑混凝土時下料斗下料嚴禁過高且放料時禁止堆積,需目測下料時瓷磚是否有松動、位移現象;振搗時振搗棒嚴禁垂直振搗,避免瓷磚碎裂,且不得漏振、過振、現象出現,保證瓷磚的粘貼強度,避免因過振導致瓷磚碎裂現象出現。


    5.4、連接件安裝質量控制

    連接件作為裝配式結構、保溫、裝飾一體化施工的重要組成部位,起質量直接影響結構的安全、使用功能等嚴重問題,因此其質量控制應作為重點控制之一。連接件在安裝時需嚴格控制其錨固深度及垂直度,在澆筑前需由專員進行檢驗并做好記錄。


    6、預制構件安裝的關鍵技術

    6.1、安裝流程

    構件安裝前需制定合理可行的預制構件吊裝專項方案,預制構件安裝流程如下:


    制定專項方案→熟悉設計圖紙核對編號 →測量放線→起吊 → 安裝→斜支撐安裝 → 微調 → 灌漿 → 保護→驗收


    6.2、安裝質量控制要點

    6.2.1、現場規劃布置

    ①現場運輸道路應平整堅實,以防止車輛搖晃時引致構件碰撞、扭曲和變形。運輸車輛進入施工現場的道路,應滿足PC構件的運輸要求。  


    ②吊車選型應考慮最重墻板的重量,預制墻板臨時堆放場地需在吊車作業范圍內,且應在吊車一側避免在吊車工盲區作業。    


    ③臨時存放區域應與其他工種作業區之間設置隔離帶或做成封閉式存放區域,盡量避免吊裝過程中在其他工種工作區內經過,影響其他工種正常工作。  


    ④應該設置警示牌及標識牌,與其他工種要有安全作業距離。


    6.2.2、構件的運輸及起吊

    ①PC構件運輸過程中,車上應設有專用架,且需有可靠的穩定構件措施;車輛啟動應慢,車速應勻,轉彎錯車時要減速,并且應留意穩定構件措施的狀態,需要時在安全的情況下盡快進行加固;    


    ②PC外墻板/內墻板可采用豎立方式運輸,PC疊合樓板、PC陽臺板、PC樓梯可采用平放方式運輸;


    ③起吊過程中保證墻板垂直起吊,可采用吊運鋼梁均衡起吊,防止PC構件起吊時單點起吊引起構件變形,并滿足吊環設計時角度要求。


    6.2.3、灌漿質量控制

    在裝配式結構中,鋼筋連接采用鋼筋灌漿直螺紋連接接頭。套筒及一側鋼筋直螺紋連接后預埋在預制墻板底部,另一側的鋼筋預埋在下層預制墻板的頂部,墻板安裝時,墻頂部鋼筋插入上層墻底部的套筒內,然后對連接套筒通過灌漿孔進行灌漿處理,完成上下墻板內鋼筋的連接;灌漿料需與套筒廠家一致,避免出現灌漿料與套筒不匹配的現象出現影響套筒灌漿連接的性能;灌漿料應采用高強無收縮灌漿料;使用溫度宜控制在5攝氏度以上,并且流動度應大于300mm才能保證灌漿飽滿;


    6.3.3、預制與現澆轉換層的施工控制要點

    預制墻板轉換層插筋定位,要求插筋位置、垂直度,埋入深度、規格數量符合設計標準及驗收規范??刂品椒刹捎孟率龇绞剑?/span>


    可采用預埋鋼板控制插筋位置,焊接附加鋼筋控制插筋的埋入深度及垂直度,鋼板可在中間開直徑100mm的孔洞便于澆筑混凝土,此鋼板在澆筑后可拆卸,待上層樓板澆筑完成后可作為校正預制墻板外漏插筋之用。



    7、外墻結構、保溫、裝飾一體化施工的優勢

    外墻結構、保溫、裝飾一體化的設計理念及施工工法,是推動裝配式建筑發展的有力保障;在保溫、裝飾質量、節能、環保等特點相較傳統的施工工法具備明顯的優勢。


    7.1、裝配式結構、保溫、裝飾一體化施工在滿足結構主體性能、保溫性能、裝飾效果的前提下大大減少建筑施工的建設周期;本項目工業化施工與傳統現澆施工相比工期減少約32%。


    表1結構、保溫、裝飾一體化與傳統工藝工期對比


    表1可直觀了解工業化建筑主要節省工期在于裝飾裝修階段,如果預制構件可把保溫、裝飾直接與構件一體化生產可完全實現像造汽車一樣造房子的簡單快速的理念。


    7.2、裝配式結構、保溫、裝飾一體化施工相較傳統的工法可減少大量建筑工地的用工人數;以本項目為例,現場用工人數可大量減少在架子工、砌筑工、抹灰工,可直接減少人工45%。表1可直觀了解工業化建筑主要節省工期在于裝飾裝修階段,如果預制構件可把保溫、裝飾直接與構件一體化生產可完全實現像造汽車一樣造房子的簡單快速的理念。


    表2結構、保溫、裝飾一體化與傳統工藝施工人數對比


    7.3、裝配式結構、保溫、裝飾一體化施工是推進綠發展、循環發展、低碳發展,節約利用土地、水、能源具有重要的現實意義,較傳統工法具有顯著優勢。


    表3結構、保溫、裝飾一體化施工與傳統工法對比



    7.4、裝配式結構、保溫、裝飾一體化施工瓷磚裝飾質量不僅得到提高,并且瓷磚粘結力較現場粘貼有較大提高,可達到高層施工的要求。


    瓷磚粘結力對比表


    8、結語

    本項目裝配式剪力墻結構外墻采用“L”型外墻,且為結構、保溫、裝飾一體化。是目前國內裝配式剪力墻結構應用較少的一種結構構件,其構件生產、現場安裝的難度都較大。通過本項目的應用,證明結構、保溫、裝飾一體化的預制混凝土外墻,外墻裝飾瓷磚的粘結性有效提高,建筑施工質量明顯提高,保溫裝飾達到與結構同壽命,減少后期維護費用,是未來建筑工業化應該推廣的一種構件;本文以大連萬科萬科城項目為例,闡述了結構、保溫、裝飾一體化預制外墻的關鍵技術,可為以后類似工程提供參考。


    作者:張建國,吉林人,高級工程師,國家一級建造師,亞泰集團沈陽現代建筑工業有限公司總工程師。



    住宅產業化民間智庫群:147874495

    工業化建筑設計師群:138517101

    工業化建筑學生群:199516367

    (注:以實名和單位名申請)


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    [責任編輯:Susan]

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