一種預制圍墻制品的設計與應用

李 龍 張耀文 邱振貴

（廣東三和管樁股份有限公司）

0 前言

現階段，以永久隔離空間為目的的圍墻形式，多為采用紅磚或砌塊砌筑成型，與混凝土澆筑成型兩種方式。同時，以暫時隔斷為目的，也存在簡易的鐵制品臨時圍墻的形式，如彩鋼板圍墻等。其中，砌筑圍墻與澆筑圍墻形式，資源消耗大，施工效率低，成本較高，不符合國家推廣的裝配式建筑相關政策。為滿足使用需求，行業技術人員已開始預制化圍墻構件的研究工作，設計并使用了預制成型的圍墻立柱，該立柱產品采用工廠預制，澆筑振搗成型，兩側留有凹槽，方便預制隔板的插入。但由于強度和生產條件要求不高，所以多采用自然養護工藝，降低了生產效率。

預應力混凝土管樁產品的生產采用流水化生產作業，自動化的混凝土攪拌布料，離心成型和蒸汽養護工藝，具有生產效率高，產品質量可靠，總成本低等優勢。研發人員通過設計比較，將管樁產品的生產工藝應用到預制圍墻產品中，提高了生產效率；由于采用了離心工藝，降低了混凝土的用量，節約成本，提高構件的強度；由于采用快速機械插入方式進行連接，在應用過程中也提高了安裝的速度，經濟效益和社會效益明顯。

1 產品

本預制圍墻形式為通透式圍墻，主要包含有橫梁、立柱和圍欄三個部分，其中橫梁和立柱兩部分采用工廠化預制。兩者的外觀為中空矩形截面，其具體尺寸為：橫梁長度為6.4m，立柱高度為1.7m。橫梁截面尺寸為450mm×500mm，立柱截面尺寸為400mm×400mm。兩者外觀形式見圖1 與圖2。

預制圍墻立柱的上部有一個柱帽，生產中主筋通長放置，柱帽與立柱一體成型，所以牢固穩定。生產中，立柱的底部與橫梁的上表面的兩端都設置有固定孔，用于立柱與橫梁的快速連接。預制圍墻橫梁與立柱參照GB50010《混凝土結構設計規范》設置鋼筋和計算力學性能，具體混凝土等級、配筋結構及力學性能見表1。

圖1 預制圍墻立柱結構圖

圖2 預制圍墻橫梁結構圖

表1 圍墻構件結構與力學性能

2 生產

如圖3 和圖4 所示，預制圍墻橫梁與立柱模具是由空心方樁模具改造而成，其中生產立柱的模具兩端各增加連接生產柱帽的鐵模。生產過程中采用與管樁產品生產相同的自動布料方式、張拉工藝、離心成型方式和常壓蒸汽養護工藝。

圖3 立柱與橫梁模具裝配圖

離心成型工藝使得預制圍墻的立柱與橫梁表面光滑無缺陷，并能夠提高混凝土的密實性，從而提高強度。常壓蒸汽養護加速混凝土中的水泥水化反應，提高生產效率。立柱與圍墻經過5 個小時的蒸汽養護（80℃），即可拆模轉運至堆場堆放，按照工程需求可隨時出廠使用。

圖4 立柱與橫梁產品圖

3 安裝

3.1 連接

通過立柱下端和橫梁兩側在生產過程中的預留孔，預制圍墻的立柱與橫梁的連接方式采用機械插入式快速連接方式。首先將插桿擰入立柱下端螺絲孔中，將卡件放入橫梁的預留孔中，吊起立柱，對齊位置插入即可。連接配件的結構形式見圖5。

圖5 連接配件結構圖

3.2 安裝

預制圍墻的橫梁與立柱采用吊裝方式進行安裝。如圖6 所示，由于橫梁的總量約為2 噸，立柱的重量約為0.5 噸，所以采用一臺鉤機與3 個輔助人員即可安裝。

圖6 預制圍墻安裝圖

3.3 承臺

預制圍墻采用獨立承臺基礎，依據GB50007《建筑地基基礎設計規范》的相關要求，根據每層土樣深度及對應土樣的抗剪強度指標，選取不同的承載力系數，計算地基承載力特征值，再根據預制圍墻的自重，設計承臺基礎的尺寸和深度。

圖7 為廈門市海滄區延奎小學預制圍墻項目的具體安裝圖片，該項目周長為760 延米，承臺提前澆筑完成。安裝工人3 人，包括一臺吊機手，兩名輔助人員。由于工人初次進行安裝，經驗不足，每天鋪設約100 延米。安裝后經過表面涂刷仿石漆和增添鐵藝圍欄，預制圍墻的整體效果美觀，質量優良。

4 經濟性

4.1 生產效率

預制圍墻采用張拉、離心工藝和蒸汽養護工藝，生產模具快速周轉，生產效率高，產品質量可靠。

4.2 施工工期

預制圍墻橫梁和立柱運輸到現場即可邊卸貨邊施工，方便快捷。正常情況下，一組施工隊3 人，一臺隨車吊，一臺鉤機，10 小時可以完成約200 米的組裝，組裝高效。

圖7 廈門市海滄區延奎小學圍墻圖片

4.3 節約資源

預制圍墻橫梁和立柱為空心結構，可作為圍墻照明和消防管網及綠化給水管道和電纜的鋪設，在減少施工開挖的同時，有效的節約土地使用空間。

4.4 二次找平

預制圍墻的橫梁和立柱一次性成型，在確保標準尺寸及外觀的同時無需做二次找平粉刷，只需根據要求直接涂刷裝飾漆基坑。

5 結論

預制圍墻橫梁和立柱采用工廠化預制。由于采用的張拉、離心和養護工藝與現有管樁生產條件相同，只需進行模具簡單修改即可使用，生產效率高。安裝過程中，工作面小，僅需一臺鉤機和三個輔助工人，同時采用機械插入式快速連接方式，安裝速度快，工作強度小。橫梁與立柱為中空結構，為預埋管線提供空間。預制圍墻的使用，在滿足節能環保要求的同時，也符合國家提高建筑結構預制率的要求，市場應用前景廣闊。