摘要：装配式混凝土剪力墙结构是体现建筑工业化的主要结构形式之一；而结构、保温、装饰一体化的混凝土外墙是其中一个关键构件。与传统现浇剪力墙外墙结构相比，结构、保温、装饰一体化预制外墙不仅具备等同现浇的安全性，其优势主要体现在外饰面瓷砖粘贴牢固、不易脱落、平整美观、防火保温效果好、后期维护成本低，并且具备节能环保等优势。本文以大连万科城工业化项目为例，阐述装配式混凝土外墙结构、保温、装饰一体化施工关键技术。

1、工程概况
本项目为大连万科万科城二期工业化住宅楼项目B1#、B8#住宅楼，本项目建筑面积为19568.4平方米，地上28层，地下设备夹层。项目结构形式为装配式剪力墙结构，建筑高度为82.1米，建筑立面为装饰瓷砖。

2、深化设计介绍
2.1、设计概况
本项目囊括了剪力墙结构所有类型的预制构件，因此该项目装配率高达84%。是目前装配式剪力墙结构较典型的工业化建筑。


本项目预制层数为5层～28层，主要构件有外墙板、内墙板、外模板、叠合板、空调板、楼梯、楼梯梁、楼梯隔板、女儿墙、悬挑板、门头板、预制条形板。





2.2、外墙板设计
外墙板作为装配式剪力墙结构中重要的预制构件之一，本项目预制外墙板采用结构、保温、装饰一体化的预制形式。


外墙板设计依据《装配式混凝土结构技术规程》GB-JGJ1-2014中8.3.1规定，转角部位采用转角墙形式。依据规范规定转角高度应大于200mm，转角墙转角高度为300mm，把整个转角部位的暗柱都作为预制构件的一部分；即提高了主体的整体性并且解决了转角部位PCF板安装困难、连接质量差等问题。并采用以纵向受力钢筋作为连接钢筋的套筒灌浆连接的方式。


外墙板结构层厚度为200mm，保温厚度为80mm，饰面层厚度为60mm，饰面装饰为瓷砖。


3、生产工艺
3.1、工艺选择
本项目预制结构、保温、装饰一体化外墙板构件生产工艺采用反打工艺。此种工艺埋件采用模具工装固定，能更好的控制埋件的精度。反打工艺主要流程：装饰层施工-面层施工-保温层施工-结构层施工。


3.2、L型墙施工工艺
本项目由于是带瓷砖的转角墙，其工艺较复杂，且转角墙需三次浇筑振捣。具体流程如下：


瓷砖标准块制作→组装外叶墙模具→涂刷脱模剂→瓷砖标准块水平段安装→瓷砖标准块竖直段安装及固定→外叶墙L型网片安装→外叶墙埋件安装→外叶墙水平段浇筑振捣→铺装水平段保温板→连接件安装→铺装竖直段保温板及固定→保温板靠模安装→浇筑竖直段外叶墙→连接件安装→组装内叶墙模具→涂刷界面剂→内叶墙钢筋笼绑扎→内叶墙埋件安装→内叶墙浇筑振捣→抹面→静停→蒸养→拆除模具→构件脱膜→ 冲洗→喷涂标识→运输堆放。


3.3、特殊工序介绍
3.3.1、瓷砖标准块制作
瓷砖标准块制作是指把小规格的瓷砖及胶条通过胶纸粘贴制作成统一大小，便于拼装时质量控制，且减少在构件生产时的工作量。体现模块化生产、装配式施工的优势。


为提高工业化生产的效率，深化设计需考虑瓷砖的布置方案，要尽可能的减少裁砖，并且瓷砖标准块的大小需满足构件的模数。标准块大小不宜超过600*600mm，一般控制在300～400mm之间。


瓷砖标准块制作可由瓷砖厂家提供成品或由构件生产企业制作。本项目提供的瓷砖由厂家提供标准块，构件企业只需安装即可，但这成本相对较高；如由构件企业制作可按下列步骤加工：





3.3.2、瓷砖标准块竖直段安装及固定
此道工序是指转角墙立面瓷砖的安装及固定，为保证侧面瓷砖的安装质量，首先采用双面胶粘贴标准块，待检验合格后，在模具内腔即标准块上面绑扎2～3根的通长钢筋，间距约为500mm，并用绑线穿过模具把钢筋绑扎牢固，方可进行下道工序。此种固定方式较繁琐但能保证瓷砖的安装质量，在浇筑及振捣过程中不会出现瓷砖位移等现象；


3.3.3、外叶墙水平段浇筑振捣
外叶墙浇为保证振捣密实、不因振捣而导致瓷砖碎裂宜采用平板振捣器，如采用振捣棒可采用小直径、功率较小的型号。


3.3.4、保温板靠模安装
此道工序是指为保证侧面保温板位置，保证构件成型后不出现冷桥等现象的一种固定保温版的措施。在安装侧面保温板时，利用L型靠模固定保温板，并且靠模根据连接件布置方案开孔，在不影响连接件安装的情况下，保证在浇筑过程中不出现位移，也可保证内叶墙钢筋笼正常绑扎不延误生产周期。


3.3.5、连接件的安装
本项目采用FRP连接件，在墙体施工时应先浇筑外叶墙混凝土板，再铺装保温板，保温板应预留连接件孔槽，将FRP连接件插入保温板孔槽中。


浇筑外叶墙时应采用小粒径石子，粒径不宜大于25mm，混凝土塌落度应加大，当连接件埋入外叶墙混凝土后，应马上转动180度形成局部搅拌。连接件应确保在内、外叶墙的锚固长度；连接件在混凝土中的单侧锚固长度不宜小于30mm，其端部距墙板表面距离不宜小于25mm。


4、模具设计
4.1、设计理念
4.1.1、模具制作需依据工艺要求，按照反打工艺设计，在保证整体刚度的前提下尽量简单、轻便，减少用钢量。


4.1.2、依据项目生产周期本项目正反构件可用一套模具生产，在满足工期要求的前提下节约成本。


4.1.3、模具设计需完全符合生产工艺流程，需考虑周全、生产细节等问题、本项目需着重考虑转角墙侧模形式、立面保温固定措施及立面瓷砖的固定措施。


4.2设计方案
4.2.1、模具外边框采用Q235钢板焊接而成，边框连接采用粗牙螺栓连接，埋件固定采用方钢管制作的工装固定，所有穿孔采用磁性底座固定。


4.2.2、转角墙立面的模具设计


采用10mm厚钢板做为面板，肋板的间距控制在500mm左右，以确保模具本身的刚度，并且肋板做成三角形，利用三角形的稳定性保证侧模与底模的垂直度。




4.2.3、立面保温固定措施
立面保温板固定采用特殊的L型靠模固定，L型靠模顶部防止挤塑板在浇筑时上浮的作用，侧面防止浇筑时挤塑板膨胀、漏浆的作用，并且在浇筑外叶墙之后由于有靠模的存在，可直接绑扎内叶墙钢筋笼，不延误工序的操作。





4.2.4、立面瓷砖的固定措施
由于侧模采用钢板制作，瓷砖利用双面胶固定在钢板上，其粘贴力无法满足工艺需求，因此采用双面胶及附加钢筋固定的双重措施，模具设计时需在侧模相应位置开孔，便于绑线绑扎。


5、质量控制难点及解决措施
5.1、机械连接制作的质量控制
本项目钢筋连接采用套筒灌浆连接，作为装配式结构连接的重点，其质量控制尤为重要，并且本项目受力钢筋直接作为连接钢筋与套筒灌浆连接，在制作过程中需严格控制加工尺寸。机械连接制作可从以下几方面控制质量：


5.1.1、钢筋加工：钢筋进场需满足国家标准，避免出现椭圆的钢筋，影响其连接的机械性能；钢筋加工时需严格控制主筋长度，钢筋剪切误差应控制在0～+2mm范围内，避免出现外漏钢筋过长或过短现象，影响钢筋锚固长度。


5.1.2、钢筋剥肋滚丝加工：钢筋剥肋滚丝是利用专用的滚丝机加工而成，需经常对设备进行维护保养，尤为重要的是滚丝机中的滚丝轮，一般滚丝轮在加工2000～2500个钢筋之后需立即更换，避免影响钢筋丝扣不完整。


剥肋滚丝加工前需事先调好剥肋长度，应严格按照设计图纸进行加工，丝扣的长度直接影响套筒灌浆连接的机械性能。


5.1.3、丝扣钢筋与套筒的连接：钢筋与套筒的连接是通用滚丝机固定利用扭矩扳手加工而成，应严格按照《钢筋机械连接技术规程》JGJ107中6.21的直螺纹结构安装时的最小拧紧扭矩值进行控制，严格控制扳手的力矩保证钢筋与套筒的紧密连接，并应按时检查或更换扭矩扳手。在加工时不仅要满足拧紧扭矩值还需保证丝扣外漏长度不得大于0.5P。


5.1.4、套筒的安装：套筒的安装主要控制其垂直度及锚固深度，在浇筑前需由质检专员负责检验并做好隐蔽工程验收记录。也应保证套筒及注浆管的畅通，不应有堵塞的情况出现。


5.2、保温板安装的质量控制
保温板安装主要是为了防止后期出现冷桥等现象，一旦出现对后期入住影响很大，因此安装质量不容忽视，预制构件保温板安装质量控制可从一下几方面控制：


5.2.1、保温板的裁剪：由于装配式建筑是单个构件分别生产，因此保温板裁剪需根据构件尺寸编制裁剪方案，在尽可能减少拼缝的情况下合理地编制裁剪方案。


保温板在裁剪时需采用准用设备，应保证裁剪尺寸精确平直，切口平滑无毛刺，避免影响拼安装质量。


5.2.2、保温板的安装：保温板在安装时需按照裁剪方案逐个安装并且保证拼缝在±1mm误差范围内，避免后期在拼缝位置出现冷桥现象。


5.2.3、浇筑控制：在安装完保温板后浇筑混凝土时应严格控制下料高度，禁止在同一位置堆积混凝土，避免出现保温板凹凸不平的现象，影响保温板后期性能。


5.3、瓷砖拼装的质量控制
本项目瓷砖拼装是质量控制的重点及难点之一，相邻瓷砖标准块需保证水平及竖直都在同一条线上。避免出现上下墙板拼装后瓷砖对不齐现象；为保证瓷砖安装质量，可从以下方面控制：


5.3.1、组模控制：严格按照构件尺寸组装模具，尤其窗口位置需重点检验，保证其误差在±2mm范围内，避免瓷砖拼装时因尺寸误差过大导致瓷砖布置方案无法正常实行。


5.3.2、清模控制：清理侧模与底模时先采用小铲子对灰尘及混凝土残留进行清理，然后用湿抹布对模具浮灰进行清理，尤其底模浮灰清理需重点检查，保证模具及底模干净整洁，无浮灰，达到手按无明显痕迹为准，确保采用双面胶粘贴牢固。


5.3.3、拼装控制：采用米尺对第一块标准块进行定位，依次安装横向、纵向瓷砖标准块，且安装过程中需反复用米尺测量每个标准块位置。


5.3.4、浇筑振捣控制：浇筑混凝土时下料斗下料严禁过高且放料时禁止堆积，需目测下料时瓷砖是否有松动、位移现象；振捣时振捣棒严禁垂直振捣，避免瓷砖碎裂，且不得漏振、过振、现象出现，保证瓷砖的粘贴强度，避免因过振导致瓷砖碎裂现象出现。


5.4、连接件安装质量控制
连接件作为装配式结构、保温、装饰一体化施工的重要组成部位，起质量直接影响结构的安全、使用功能等严重问题，因此其质量控制应作为重点控制之一。连接件在安装时需严格控制其锚固深度及垂直度，在浇筑前需由专员进行检验并做好记录。


6、预制构件安装的关键技术
6.1、安装流程
构件安装前需制定合理可行的预制构件吊装专项方案，预制构件安装流程如下：


制定专项方案→熟悉设计图纸核对编号 →测量放线→起吊 → 安装→斜支撑安装 → 微调 → 灌浆 → 保护→验收


6.2、安装质量控制要点
6.2.1、现场规划布置
①现场运输道路应平整坚实，以防止车辆摇晃时引致构件碰撞、扭曲和变形。运输车辆进入施工现场的道路，应满足PC构件的运输要求。


②吊车选型应考虑最重墙板的重量，预制墙板临时堆放场地需在吊车作业范围内，且应在吊车一侧避免在吊车工盲区作业。


③临时存放区域应与其他工种作业区之间设置隔离带或做成封闭式存放区域，尽量避免吊装过程中在其他工种工作区内经过，影响其他工种正常工作。


④应该设置警示牌及标识牌，与其他工种要有安全作业距离。


6.2.2、构件的运输及起吊
①PC构件运输过程中，车上应设有专用架，且需有可靠的稳定构件措施；车辆启动应慢，车速应匀，转弯错车时要减速，并且应留意稳定构件措施的状态，需要时在安全的情况下尽快进行加固；


②PC外墙板/内墙板可采用竖立方式运输，PC叠合楼板、PC阳台板、PC楼梯可采用平放方式运输；


③起吊过程中保证墙板垂直起吊，可采用吊运钢梁均衡起吊，防止PC构件起吊时单点起吊引起构件变形，并满足吊环设计时角度要求。


6.2.3、灌浆质量控制
在装配式结构中，钢筋连接采用钢筋灌浆直螺纹连接接头。套筒及一侧钢筋直螺纹连接后预埋在预制墙板底部，另一侧的钢筋预埋在下层预制墙板的顶部，墙板安装时，墙顶部钢筋插入上层墙底部的套筒内，然后对连接套筒通过灌浆孔进行灌浆处理，完成上下墙板内钢筋的连接；灌浆料需与套筒厂家一致，避免出现灌浆料与套筒不匹配的现象出现影响套筒灌浆连接的性能；灌浆料应采用高强无收缩灌浆料；使用温度宜控制在5摄氏度以上，并且流动度应大于300mm才能保证灌浆饱满；


6.3.3、预制与现浇转换层的施工控制要点
预制墙板转换层插筋定位，要求插筋位置、垂直度，埋入深度、规格数量符合设计标准及验收规范。控制方法可采用下述方式：


可采用预埋钢板控制插筋位置，焊接附加钢筋控制插筋的埋入深度及垂直度，钢板可在中间开直径100mm的孔洞便于浇筑混凝土，此钢板在浇筑后可拆卸，待上层楼板浇筑完成后可作为校正预制墙板外漏插筋之用。




7、外墙结构、保温、装饰一体化施工的优势
外墙结构、保温、装饰一体化的设计理念及施工工法，是推动装配式建筑发展的有力保障；在保温、装饰质量、节能、环保等特点相较传统的施工工法具备明显的优势。


7.1、装配式结构、保温、装饰一体化施工在满足结构主体性能、保温性能、装饰效果的前提下大大减少建筑施工的建设周期；本项目工业化施工与传统现浇施工相比工期减少约32%。






表1可直观了解工业化建筑主要节省工期在于装饰装修阶段，如果预制构件可把保温、装饰直接与构件一体化生产可完全实现像造汽车一样造房子的简单快速的理念。


7.2、装配式结构、保温、装饰一体化施工相较传统的工法可减少大量建筑工地的用工人数；以本项目为例，现场用工人数可大量减少在架子工、砌筑工、抹灰工，可直接减少人工45%。表1可直观了解工业化建筑主要节省工期在于装饰装修阶段，如果预制构件可把保温、装饰直接与构件一体化生产可完全实现像造汽车一样造房子的简单快速的理念。





7.3、装配式结构、保温、装饰一体化施工是推进绿发展、循环发展、低碳发展，节约利用土地、水、能源具有重要的现实意义，较传统工法具有显著优势。






7.4、装配式结构、保温、装饰一体化施工瓷砖装饰质量不仅得到提高，并且瓷砖粘结力较现场粘贴有较大提高，可达到高层施工的要求。




8、结语
本项目装配式剪力墙结构外墙采用“L”型外墙，且为结构、保温、装饰一体化。是目前国内装配式剪力墙结构应用较少的一种结构构件，其构件生产、现场安装的难度都较大。通过本项目的应用，证明结构、保温、装饰一体化的预制混凝土外墙，外墙装饰瓷砖的粘结性有效提高，建筑施工质量明显提高，保温装饰达到与结构同寿命,减少后期维护费用，是未来建筑工业化应该推广的一种构件；本文以大连万科万科城项目为例，阐述了结构、保温、装饰一体化预制外墙的关键技术，可为以后类似工程提供参考。

作者：张建国，吉林人，高级工程师，国家一级建造师，亚泰集团沈阳现代建筑工业有限公司总工程师。