裝配式鋼框架結構帶瓷磚反打預制夾心 保溫外掛墻施工技術

韋柳盛 王 東 蔡文匯 韋國梁 秦 康

廣西建工軌道裝配式建筑產業有限公司 廣西 柳州 545000

隨著近幾年裝配式結構的不斷應用，裝配式混凝土建筑已經獲得較成熟的發展。相對于裝配式混凝土結構而言，裝配式鋼結構的發展還相對落后，沒有成熟的技術體系[1-3]。作為鋼結構的重要組成部分，傳統的鋼結構圍護系統的建造形式集成化程度較低，工序比較復雜。

在廣西柳州市某項目中應用了裝配式鋼框架結構帶瓷磚反打預制夾心保溫外掛墻的施工技術，取得了良好的應用效果。

1 工程概況

1.1 地塊概況

北部生態新區創業園一期B地塊項目位于廣西柳州市柳北區，一期為B-3、B-4、B-5、B-6共4棟建筑（圖1）。單棟建筑高度21.6 m，建筑層數為地上3層，其中1層層高9.0 m，局部設有夾層，2～3層層高均為6.2 m，建筑面積9 450.12 m2，建筑基底面積3 040.00 m2，南、北立面長度79.6 m，東、西立面寬度37.6 m。

圖1 工程效果圖

1.2 結構概況

項目結構采用“裝配式鋼框架結構＋外掛板”結構體系，外掛板采用點支承的連接方式，基礎采用獨立柱基礎。外墻采用帶瓷磚反打預制夾心保溫外掛墻，墻厚200 mm，內葉板厚80 mm，保溫板厚60 mm，外葉板厚60 mm（含面磚厚度）。面磚有黑、白、灰3種顏色，按比例進行排布。單棟建筑總用鋼量為1 500 t，外掛板數量為373塊，最大尺寸為8.015 m×1.425 m，質量為8 t，最小尺寸為2.010 m×0.435 m，質量為0.35 t。

1.3 工程難點、特點分析

1.3.1 外墻集成度高

項目采用8 m大小的預制外墻，在預制構件中屬于超大型構件，該項目外墻需集成瓷磚外飾面＋保溫層＋結構層＋鋼掛點工藝。

在超大型預制構件生產中，集成的工藝越多，對設計、生產和施工提出的考驗就越大，并且這種外墻技術在鋼框架結構項目中應用極少。

1.3.2 飾面瓷磚量大，顏色需按比例排布

項目外墻飾面瓷磚顏色為黑、白、灰3種，并且需要按一定的比例進行排布，并且外墻面磚為11 060 m2，面磚量大。飾面瓷磚非單色均勻排布，比例配色的實現較困難，施工復雜。

1.3.3 預制構件數量多

單棟外掛板數量為373塊，其中南面共107塊，北面共136塊，東面共65塊，西面共65塊。4棟外掛板數量合計1 492塊。 外掛板非標且量多，吊掛施工工藝復雜。

1.3.4 預制構件質量大

外掛板最小質量為0.35 t，最大質量為8 t。外掛板幅面大，質量大，抗變形內力設計復雜。

2 帶瓷磚反打預制夾心保溫外掛墻的深化設計

2.1 預埋件設計

主體結構為鋼框架結構，變形較大，項目外掛墻的連接選擇點支承的方式，上部鉸接，下部固定連接，并通過3D3S、PKPM軟件進行受力分析和復核（圖2）。

圖2 受力分析簡圖

2.2 飾面瓷磚排布設計

由于飾面瓷磚有黑、白、灰3種顏色，并且要按一定比例進行排布，利用BIM技術，進行飾面瓷磚整體排布放樣，得出最佳的排布效果（圖3）。

2.3 預制構件深化設計

通過對構件的生產、運輸和吊裝的整體考慮，并結合飾面瓷磚的排布情況，利用BIM技術，進行構件深化設計，確保深化設計的高效率和準確性，同時也確保建筑外立面拼縫的美觀性。

圖3 飾面瓷磚排布效果

3 帶瓷磚反打預制夾心保溫外掛墻的制作

3.1 生產工藝流程

生產準備→清潔模臺→定位放線→模具固定→鋪設瓷磚襯模→鋪放瓷磚→放墻鋼筋、埋件→澆筑外葉墻板→外葉墻板初凝前放置保溫板→插放EPS保溫板連接件→合側模板→放入內葉板鋼筋籠→澆筑內葉墻板→構件養護→拆模吊裝→瓷磚面修補

3.2 生產控制要點

1）鋪設瓷磚襯模。模具固定好后，按瓷磚墻面的造型設計要求，選取對應的瓷磚襯模。根據投影儀器投影在模臺上的外墻瓷磚模型鋪設襯模，鋪設時用鋼尺測量瓷磚襯模外形尺寸是否正確，判斷襯模和模具之間的尺寸是否對應，然后根據外墻瓷磚投影，按順序擺放瓷磚襯模。擺放好瓷磚襯模后，檢查襯模擺放的位置是否準確，確認擺放無誤后，在襯模上均勻地涂一層脫模劑。

2）放置保溫板。按照圖紙放置好保溫板拉結件，在外葉墻混凝土初凝前安裝好保溫板，插放EPS保溫板連接件，并檢查是否產生空鼓。

3）澆筑內葉墻板。將內葉墻模具安裝至外葉墻模具上面，用螺栓連接固定，預留兩側邊。將鋼筋網片放入模具中，外伸鋼筋對照模具預留孔穿過，確認無誤后將剩下兩側邊模板安裝完整。安裝墻板預埋件，根據模板上面預留的埋件固定孔，將埋件固定好，對照圖紙清點埋件數量，確認無誤后澆筑混凝土。澆筑混凝土需要均勻布置，以防止保溫板變形位移。

4 帶瓷磚反打預制夾心保溫外掛墻的施工

4.1 吊裝區域劃分

根據項目實際情況，并考慮吊車行走線路，將B-3—B-6棟劃分成2個吊裝區域。區域一：A—E軸交①—⑥軸。區域二：A—E 軸交⑥—11軸。

4.2 吊裝順序

吊裝順序：從廠房中軸線開始向左右兩邊，由下往上安裝→第1塊墻板起吊→測量校正→螺栓初擰→測量校正→螺栓終擰→焊接加固→第2塊墻板起吊→測量校正→螺栓初擰→測量校正→螺栓終擰→焊接加固，以此類推進行施工（圖4）。

圖4 吊車行走路線

4.3 施工工藝流程

施工準備→放線定位→搭設操作平臺→安裝臨時輔助可移動卡碼→構件安裝→自檢、校正→板縫封堵

4.4 施工操作要點

4.4.1 放線定位

1）對安裝外掛墻板施工區域進行檢查，確保施工區域安全。

2）為控制和校核外掛板的位置，每層設置1條1 m線。

3）根據1 m線確定每排外掛板的上下邊線，并做好相應標識。

4）根據軸線確定掛板的左右邊線并做好標識。

4.4.2 搭設操作平臺

1）操作平臺使用移動式腳手架，作業前須與鋼柱進行固定。

2）操作平臺設置成為不規則、高低跨的階梯式滿堂鋼管腳手架，滿足2人作業。

3）鋼柱之間設置生命線，使用移動腳手架的場地，四角平整，作業人員在移動式腳手架上作業時把安全帶掛在生命線上，嚴格要求確保高掛低用。

4.4.3 安裝臨時輔助可移動卡碼

1）根據控制線確定并控制好前后移動卡碼的位置。

2）安裝固定前后移動卡碼。

3）根據外掛板預埋支座與支座之間的距離，確定安裝左右移動卡碼的位置。

4）每塊外掛板有4個預埋支座，每塊外掛板需要4個控制卡碼，只需控制好下部2個受力的支座即可。

4.4.4 構件安裝

1）根據外掛板質量選用合適的吊裝機械，根據外掛板的最大質量和吊裝半徑，每棟樓配備2臺25 t的汽車吊進行吊裝。

2）起吊使用專用吊具，外掛板采用預埋吊釘，吊具使用特制鋼橫梁和鴨嘴扣。起吊前拴4根纜風繩，2根長繩和2根短繩，安裝氣密條。2根長繩由地面作業人員負責，2根短繩由操作平臺上的作業人員負責，確認無誤后，即可解除2根長繩。

3）起吊至一定高度后扒桿，2根短風繩由上面的作業人員接管。

4）外掛板下降至距支座約100 mm時，采用葫蘆、人工扶持緩慢下降，進行卡碼約束，支座稍微受力后，拉設4點拉結裝置，初步調整且確定穩定后，即可松鉤。

5）使用螺栓調整外掛板水平縫和豎縫，調整完成后解除拉桿和卡碼。

4.4.5 板縫封堵

1）外掛板內側板縫使用巖棉進行封堵。

2）外掛板外側板縫先安裝φ40 mm圓形PE棒，然后使用耐候膠進行封堵，耐候膠厚度≥10 mm。

5 效益分析

5.1 社會效益

項目采用“裝配式鋼框架結構＋外掛板”結構體系，不僅滿足項目進度的需求，并且很好地體現了建筑外觀效果，獲得了業主的好評，為進一步推進裝配式建筑的發展提供了經驗與借鑒，具有一定的社會效益。

5.2 工期效益

項目采用帶瓷磚反打預制夾心保溫外掛墻，無外架施工，無需二次貼磚，較傳統圍護結構施工周期更短，共節省工期40 d。

5.3 經濟效益

項目采用帶瓷磚反打預制夾心保溫外掛墻，節省外架和人工貼磚，大大縮短了工期，降低整體成本。

6 結語

北部生態新區創業園一期B地塊項目，采用裝配式鋼框架結構帶瓷磚反打預制夾心保溫外掛墻的施工技術，實現項目外墻保溫、裝飾一體化，很好地體現了建筑外觀效果。同時利用BIM技術進行深化設計和施工模擬，大大加快了施工進度，受到了監理單位和業主的一致好評，為進一步推廣“裝配式鋼結構＋PC外墻”提供了寶貴的經驗和借鑒。