全預制裝配整體式框架結構外掛墻板的設計及施工*

黃 新 陳祖新 劉長春

1. 龍信建設集團有限公司 海門 226100；2. 南通大學建筑工程學院 南通 226019

1 工程概況

海門龍信老年公寓項目外圍護體系采用厚150 mm預制裝配式混凝土外掛墻板（NALC板），通過頂部二合一掛件進行外掛墻板的安裝。

2 外掛墻板及掛件的設計

2.1 外掛墻板的設計

根據《裝配式混凝土結構技術規程》（JGJ 1—2014）的要求，龍信老年公寓預制外掛墻板采用線支承式外掛墻板，按非結構構件設計。在預制外掛墻板設計時，考慮避開梁塑性鉸區域（梁端部長600 mm范圍內）。外掛墻板頂部布置剪力鍵及連接鋼筋，連接鋼筋錨入疊合板，2個承重節點用于安裝墻板；下部布置2個面外拉結節點，限位連接件（面內水平向可滑動）。老年公寓預制外掛墻板采用3道防水板，外側為耐候膠加φ30 mm的泡沫條，內側為φ22 mm的三元一丙膠條加建筑密封膠，中間留設滴水槽，選用平移式外掛墻板。

在建筑設計方案中，龍信老年公寓采用厚150 mm、長6 680 mm的外掛墻板，其洞口寬為900 mm，洞口高為1 500 mm，墻板凈面積（去掉窗洞口）為20.03 m2，墻板重量為75.12 kN。

根據風荷載、地震作用和工況組合的計算，厚150 mm外掛墻板內配φ8 mm@200 mm雙向雙層鋼筋，雙層配筋率為0.34%（單層配筋率為0.17%），縱筋保護層厚度內側15 mm，外側20 mm，采用等代梁法計算（圖1）[1,2]。

圖1 等代梁示意

2.2 墻頂掛件的設計

預制外掛墻板頂部布置剪力鍵、連接鋼筋及2個承重節點；底部布置2個面外拉結節點，面內水平向可滑動（圖2）。外掛墻板頂部采用新型二合一掛件，該金屬掛件通過限位片與結構體系現澆部分的預埋件連接，再通過錨筋連接外掛墻板（圖3）。

為了確保建筑的安全性能，預制外掛墻板連接件應能滿足預制梁上現澆混凝土部分局部承壓的需要，以及外掛墻板錨板與角鋼焊縫連接強度的需要。通過對梁上板面混凝土局部承壓、外掛墻板錨板與角鋼焊縫連接強度、錨板抗剪、錨筋與錨板焊縫強度、錨筋強度、剪力鍵抗剪等方面的計算，確保所有的連接件滿足臨時固定安裝、最不利工況和其他特殊情況下與之外掛墻板施工和使用的安全。

圖2 外掛墻板連接點

圖3 外掛墻板連接處大樣

3 外掛墻板的施工技術要點

預制外掛墻板設計與施工所要解決的技術問題在于克服現有技術缺陷，提供一種施工方便、受力簡單，能有效提高預制外掛墻板吊裝效率及外掛墻板壽命的墻頂埋件。

外掛墻板的施工既可以與結構同時進行，又可以根據需要不與結構同時施工。2種施工方法的施工步驟和要求有所不同，各有其優勢。

外掛墻板的預埋掛件受力簡單、施工方便，外掛墻板頂部和同位置主體結構梁保持水平變形一致，而外掛墻板底部和同位置主體結構柱水平變形不一致，故適應主體結構變形能力良好，有效提高了建筑壽命。同時采用本發明掛件的外掛墻板可以與主體結構PC構件同時施工，也可以先施工主體結構PC構件，于后期錯層施工外掛墻板。

3.1 外掛墻板與結構同時施工的技術要點

3.1.1 與結構同時施工的步驟

1）完成預制柱、梁、板吊裝；

2）吊裝外掛墻板，剪力鍵及連接鋼筋錨入疊合板內（圖4）；

圖4 剪力鍵及墻頂掛件、板面埋件示意

3）將預埋在預制外掛墻板上的墻頂掛件插入預埋在板面的埋件內；

4）通過斜撐調節外掛墻板垂直度；

5）利用限位片2調節水平高度；

6）利用插片調節外掛墻板內側與主體結構的間距，提高外掛墻板的安裝精度；

7）將限位片1與墻頂埋件焊接；

8）綁扎現澆層鋼筋；

9）澆筑現澆層混凝土，使預制柱、預制梁、預制疊合樓板、預制外掛墻板連成整體（圖5）。

圖5 外掛墻板與樓層同時施工澆筑前狀態

3.1.2 與結構同時施工技術的優勢

外掛墻板與結構同時施工時，施工吊裝方便，外掛墻板可以垂直起吊安裝，施工難度小，梁上部鋼筋未穿，預制外掛墻板預留鋼筋不需穿梁上部主筋，只需將預制外掛墻板頂部掛件插入梁預埋件，通過斜撐調節垂直度，利用限位片調節水平高度，就位后將限位片與墻頂掛件焊接，然后綁扎現澆層鋼筋，澆筑混凝土。

3.2 外掛墻板不與結構同時施工的技術要點

3.2.1 不與結構同時施工的步驟

外掛墻板不與結構同時施工時，應在板面留設后澆帶。其步驟為[3,4]：

1）在結構現澆層先固定板面埋件；

2）預制外掛墻板預留鋼筋穿過梁主筋；

3）預制外掛墻板墻頂掛件插入板面埋件；

4）通過斜撐調節垂直度；

5）利用限位片2調節水平高度；

6）利用插片調節外掛墻板內側與主體結構的間距，提高安裝精度；

7）將限位片1與墻頂埋件焊接；

8）澆筑后澆帶。

3.2.2 不與結構同時施工技術的優勢

外掛墻板不與結構同時施工時，具有施工工期不受影響，每一層柱、梁、板吊裝完成后，即可綁扎疊合梁、板鋼筋，完成后即可澆筑本層混凝土，只需預留外掛墻板預留鋼筋處的后澆帶，待外掛墻板今后施工時再進行二次澆筑，上層吊裝隨即可以開始。外掛墻板可以安排在主體吊裝間隙穿插施工，對工期影響小。

3.3 吊裝機械的選用

本工程PCCW板構件最大起重質量為7.60 t（PCCW-01板），離塔吊距離為18 m，結合相關塔吊說明，選擇1臺STT553塔吊，其大臂長40 m，端部起重能力為12 t，滿足PCCW板的吊裝。

3.4 吊具與吊點預埋

3.4.1 預制構件吊鉤、吊點

在工廠加工預制構件時，根據構件質量，選擇不同規格產品的預埋件作為吊點，預埋在預制構件內。根據構件尺寸及質量，一般設置2個吊點，尺寸大一些的外掛墻板構件需設置3個吊點（圖6）。

圖6 外掛墻板PCCW-01吊點平面布置示意

3.4.2 起吊鋼梁

考慮到預制板吊裝受力問題，采用鋼扁擔作為起吊工具，這樣能保證吊點的垂直。鋼扁擔采用吊點可調的形式，使其通用性更強。

3.5 預制外掛墻板安裝施工工藝

3.5.1 預制外掛墻板構件定位

每塊預制外掛墻板構件進場通過驗收后，統一按照板下口往上1 000 mm彈出水平控制墨線；按照板左右兩邊各往內500 mm彈出2條豎向控制墨線。PC墻板、預制樓板、樓梯控制線依次由軸線控制網引出，每塊預制構件均有縱、橫2條控制線，并以控制軸線為基準在樓板上彈出構件進出控制線（軸線內翻200 mm）、每塊構件水平位置控制線以及安裝檢測控制線。構件安裝后樓面安裝控制線應與構件上安裝控制線吻合。

3.5.2 預制外掛墻板構件吊裝

每層構件吊裝應沿著外立面按順序逐塊吊裝，不得打亂吊裝順序，如圖7所示。

圖7 外掛墻板安裝順序

1）預制墻板接縫處理。預制墻板接縫主要是指墻板之間的水平縫和垂直縫，接縫均采用柔性材料和微膨脹水泥砂漿進行填塞。水平縫采用雙面膠帶的膠條，在墻板吊裝之前，將需粘貼膠條部位清掃干凈，以免影響膠條的黏結。膠條粘貼到位后，再進行墻板吊裝。當2塊墻板吊裝完成并固定牢固后，兩者之間的垂直縫先用海綿條進行填塞，再在兩面用微膨脹水泥砂漿塞實、抹平。

2）預制構件就位及調節。構件安裝初步就位后，對構件進行三向微調，確保預制構件調整后標高一致、進出一致、板縫間隙一致，并確保垂直度。每塊預制構件采用2根可調節斜撐桿以及人工輔助撬棍等進行微調。預制構件從堆放場地吊至安裝現場，由1名指揮工、2～3名操作工配合，利用下部墻板的定位預埋件和待安裝墻板的定位螺栓進行初步定位，由于定位螺栓均在工廠安裝完成，精確度較高，因此初步就位后預制構件的水平位置相對比較準確，后面只需進行微調即可。

3）高度調節。構件標高通過精密水準儀來進行復核。每塊板塊吊裝完成后須復核，每個樓層吊裝完成后須統一復核。高度調節前須做好以下準備工作：引測樓層水平控制點，每塊預制板面彈出水平控制線，相關人員及測量儀器、調校工具到位。構件垂直度調節采用可調節斜拉桿，每1塊預制構件設置2道可調節斜拉桿，拉桿后端均牢靠固定在結構樓板上。拉桿頂部設有可調螺紋裝置，通過旋轉桿件，可以對預制構件頂部形成推拉作用，起到板塊垂直度調節的作用。構件垂直度通過垂準儀來進行復核。

4）預制構件連接固定。預制構件吊裝完成并驗收合格后，須及時固定構件與構件之間的連接，使吊裝的構件形成一個整體，增加其穩定性。

5）拆除拉桿。對于外墻板的拉桿拆除時間，則需要等到連接部位套筒注漿后強度達到70%或連接件滑移件焊接完成，方可以拆除拉桿。

6）構件吊裝驗收。吊裝調節完畢后，由項目質檢員進行驗收。驗收通過后，方可進行墻板之間連接鋼板的焊接固定操作。

4 結語

外掛墻板設計及施工技術適應建筑主體結構變形能力良好，有效提高了建筑的壽命；其施工簡單、操作方便，促進了預制外掛墻板在預制裝配式混凝土結構中的推廣，同時能節約材料和工期，減少環境的污染和資源的浪費，符合綠色建筑的要求。