裝配式建筑內澆外掛體系施工技術探析

文／何東進 深圳市鵬城建筑集團有限公司 廣東深圳 518040

引言：

在建筑行業工業化發展進程不斷加快的情況下，裝配式建筑的推廣、應用將會更加廣泛。目前深圳的裝配式建筑實踐項目多采用內澆外掛體系，內澆外掛體系將預制裝配式技術與鋁合金模板等工業化技術結合，將造型復雜外墻、飄窗、陽臺、樓梯等現場施工難度大的構件進行工廠化預制，內部結構采用鋁模板現澆，在“兩提兩減”（即提高質量、提升效率、減少用工、減少環境污染）目標上成效顯著，且具有良好的經濟性，滿足綠色節能環保要求。

1、裝配式建筑與內澆外掛體系概述

裝配式建筑主要是指應用對應的結構構件、疊合板以及各類機械設備共同構成的一種工業化建筑，包括裝配式鋼筋混凝土結構、鋼結構、木質結構、混合結構等；是建筑工業化的主要形式、載體和產物；裝配式鋼筋混凝土建筑是我國目前裝配式建筑主要形式之一；裝配式建筑特征：標準化、工業化、信息化、裝配化、一體化裝修等。裝配式建筑的大力推廣，主要目的是為了能夠強化工程整體質量和經濟效益，確保能夠對現有的勞動環境進行完善，節約更多的資源，包括材料資源、人力資源等；建筑施工管理是裝配式建筑工程管理中一個十分重要的組成部分，也是確保工程實現預期效益的保障。為了滿足建筑行業節能減排的需要、優化建筑設計和建設模式，從根本上保障建筑工程的質量、性能和效益，相關工作人員需要針對裝配式建筑的問題進行優化并建立良好的解決措施，進而使裝配式建筑的發展得到保障。在經濟不斷發展的背景下，我國的建筑行業發生了巨變，而在現代建筑環境中裝配式建筑的應用變得極為廣泛，在進行裝配式建筑的建設時，內澆外掛體系施工技術的合理應用與裝配式建筑的最終建設質量密切相關。工作人員應當針對內澆外掛技術進行綜合分析探討技術要點，進而保障我國裝配式建筑的建設質量。內澆外掛體系主要是將現澆結構作為主要受力構件，其外墻等均非受力結構，均需要采用外掛的方式。目前應用較多的是現澆質量較難控制的外墻板（凸窗）、陽臺以及樓梯等，均需要采用預制構件，其中樓板可以為現澆、疊合板兩種形式，內部主體現澆結構采用高精度鋁模施工，充分發揮裝配化施工優勢，內外墻全部取消砌筑、抹灰，地面取消水泥砂漿找平層，大幅度減少現場濕作業[1]。在主體結構施工各階段，主體結構、內隔墻、機電安裝、外裝飾、室內裝修各工序同步流水作業，縮短主體封頂到裝修全部完成的作業時間，達到縮短工期提高效率的目的。

2、應用項目案例

金域領峰花園是深圳市出臺裝配式建筑技術認定管理辦法后第一個通過裝配式建筑技術認定的項目，項目位于深圳市龍崗區布吉街道布龍路與吉華路交叉口，總建筑面積約15.2 萬m2，包括6 棟33 層高層住宅、1 棟幼兒園及4 棟獨立商業，6 棟高層住宅為剪力墻結構。

本工程6 棟高層住宅，應用的是裝配式建筑模式，采用內澆外掛體系，標準層的預制構建主要包括外墻、樓梯、陽臺、內隔墻，外墻除預制構件以外，全部采用現澆混凝土外墻。標準層采用的是鋁膜板，內外墻不實施抹灰和砌筑等工作，采用精細化施工理念，對混凝土樓面進行高精確的施工，代替常規的水泥砂漿地坪。

3、預制外墻板施工技術

預制外墻板（凸窗）采用采用結構梁外側懸掛的連接形式，不直接參與結構整體受力。外墻板實施的是“先裝法”施工作業，主體施工中[2]，先把預制外墻板（凸窗）安裝就位，利用現澆預制墻板構成完整的結構，預制外墻板（凸窗）頂部與梁疊合現澆，側面與剪力墻構造連接，底部與反梁或反坎構造連接，形成一種整體性較好的無縫隙結構，以保證建筑物的整體性、抗震性，提高防滲漏性能，能夠更好的避免誤差，降低了現場施工的難度。

預制外掛墻板、主體結構之間的連接，采用的是柔性連接理念，在施工中要求盡量降低對主體結構產生的影響，將需要承受的荷載，控制在預制構件頂部外伸鋼筋一條途徑上。地震荷載、風荷載的控制，主要是通過預制構件兩端鋼筋與主體結構的整體性，實現只傳遞剪力規避彎矩的方式，保證建筑力的均衡性和穩定性。

外掛外墻板的重量控制過程中，需要對吊裝能力進行結合在一起進行考量，一般要求控制在6t 內。并且在開洞過程中，洞口不能太大，洞口邊緣與構件邊緣至少要達到300mm。一旦洞口的尺寸過大，就需要改變傳統的運輸方式，避免在施工過程中將墻板破壞[3]。

吊裝過程中，需要按照“慢起、快升、緩放”的原則，將其吊裝到適合的位置上，再實施具體的施工；構件距離安裝面約1.5m 時，應慢速調整，調整構件到安裝位置；在構件就位時，需要按照軸線、構件的邊緣線，以及測量控制線，將構件控制在正確位置上。就位后，通過可調式斜支撐上下連接板，以及對應的螺母、螺栓，臨時固定好，等待與樓面基本維持垂直后，再拆除吊鉤；使用兩根斜支撐將外墻板固定住，斜支撐的安裝位置為豎向構件同一側面上，并且要維持與樓面之間的水平夾角在60°以下；使用水平尺或者線錘，對豎向構件垂直情況進行校對，通過轉動斜支撐中間鋼管，能夠進行調整，直到豎向構件呈垂直；使用長度為2m的塞尺、靠尺，調整和校對豎向構件平整情況，保證墻面和墻體軸線平整度可以滿足要求。

4、預制外墻防水技術

預制外墻（凸窗）采用結構企口構造防水+防水密封膠建筑防水相結合的方式進行預制外墻的防水。其中通過防水企口縫[4]，形成室內外高低差，達到構造防水效果。PC 板間拼縫防水施工應先嵌塞高分子材料，后打密封膠，且不應堵塞PC 板的防水空腔，填塞應均勻、順直、飽和、密實，以達到嚴密防水的效果。預制構件與現澆層接合面，應做成凹凸差不小于6mm 的水洗面，確保“等同現澆”的防水效果[5]。

預制外墻板窗洞內預埋鋼副框，實現鋁合金門窗干法安裝，能夠同時滿足精度要求、防滲要求。

5、預制樓梯施工技術

預制樓梯應用的方法是梁板式制作而成，比傳統板式預制樓梯構件自重減輕20%，更便于現場施工及吊裝。預制樓梯上端采用2 個插筋固定，下端設計為鉸支端。

預制樓梯在吊裝到距離作業面500mm 位置后，按照樓梯板的方式調整好后再繼續吊裝就位，操作過程中要保證速度緩慢，不能夠快速放置，否則容易導致樓梯板損壞。在樓梯板就位后，可以按照控制線、撬棍等工具進行調整，將現澆結構、預制樓梯之間預留出約30mm 左右的滑移縫。預制樓梯校正完畢后，將梯段下口滑動鉸端螺母擰緊、砂漿封堵，將梯段上口固定鉸端灌漿料填充、砂漿封堵[6]。

6、預制陽臺施工技術

陽臺采用全預制陽臺，陽臺梁、板整體預制，水、電專業相關預留洞及預埋管線均在設計階段按精細化圖紙進行設計，確保能夠合理的布置電管，提升施工質量，陽臺欄桿安裝位置預留埋件[7]。

預制陽臺需要在專業腳手架體系支持下進行搭設，每根立桿頂部安裝頂托件，兩個頂托件上放置一根木方水平托梁。整個支撐系統用鋼管與現澆樓板埋件拉結，加強支撐系統的整體穩定性。

預制陽臺吊裝采用專用的吊裝扁擔，利用預制陽臺兩側懸挑梁上的預埋套筒進行吊裝，確定已經連接牢固后再緩緩吊起。等到陽臺吊裝到作業面500mm 左右時，按照設置好的控制線進行安裝，要緩慢放置，避免造成陽臺損壞。按照控制線安裝完成后，可以利用撬棍微調，就位后在使用頂托對標高實施調整[8]。

7、預制內墻板施工技術

內隔墻采用預制內墻板，墻板由工廠預制生產，現場快速安裝，施工精度大大提高，墻體表面不需要抹灰，直接進行裝飾施工。采用預制內墻板，現場沒有砌筑和抹灰濕作業，徹底改變傳統工地環境雜亂、泥水遍地的狀況。同時，施工精度提高、免除抹灰層，使室內空間更加方正規整，擴大了使用空間。

預制內墻板裂縫防治措施有以下幾個方面：

（1）降低輕質隔墻板的干燥收縮率

首先，按照要求，廠家對于墻板的養護需要超過28d，經檢驗后強度要求達到100%；其次，養護完成后，要烘干墻板，含水率要求不高于5%；最后，廠家提供的墻板需要進行塑封，保證運輸過程中的防水效果，確保安裝前、烘干后墻板質量一致。通過技術分析可以了解到，通過合理的方式控制，能夠降低至少50%的裂縫出現幾率。

（2）改進墻板的施工工藝

對于墻板裂縫來說，其出現的主要地點位于板和柱或者梁交接的位置上，或者是門窗洞口周圍位置上。經過大量的分析可以發現，這與砂漿灌縫不夠飽滿、沒有與墻板良好粘結在一起等，均有著非常緊密的聯系。尤其是在與柱、梁施工過程中，沒有與其形成良好抗拉力并且應力超過粘結強度時，更加容易出現裂縫。因此，為了避免裂縫，需要對現有的安裝工藝進行優化。首先，在施工之前，要對接縫位置基層進行打磨、清理、去污等處理，并且使用界面劑，確保砂漿能夠與構件良好的鏈接在一起；其次，后澆法是比較適合的砂漿灌注工藝，可以增大板與板、板與柱、梁間的拼縫空間，形成后澆帶，確保灌注施工的整體效果；最后，對于門窗洞口來說，四面陽角處理可以使用玻纖網格布，強化砂漿與框架之間的粘結效果。經過大量的實踐發現，改進工藝后，至少能夠降低30%左右的裂縫。

（3）合理對施工后的墻板進行養護

墻板接縫處的砂漿在施工后也需要進行保養，養護的時間不低于7d，并且要盡量保證墻板的干燥性。

8、高精地坪施工技術

標準層樓面采用高精度混凝土地坪施工工藝，即在樓板澆筑混凝土階段，通模板、鋼筋、混凝土施工全過程的精細化管理，將樓面平整度控制在4mm 以內，天花和地面水平度控制在10mm 以內，從而取消傳統水泥砂漿地坪，可直接在混凝土地面上安裝木地板或薄漿鋪貼地磚，并增加了室內凈高。

高精度地坪施工工藝取消了30mm 厚水泥砂漿的室內濕作業，能節約材料和大量人工成本費用，有效縮短施工工期，更有利于工完場清和穿插提效。

9、鋁模板施工技術

混凝土現澆結構采用鋁模板施工，使用具備可回收特點的鋁合金模板，替代傳統的木質模具，節約材料的同時，也能夠保證整體的精確度，一般可以達到4mm 左右，滿足免抹灰的實際需求。同時，在金屬材料的支持下，可以直接在裝飾面上施工，避免墻面抹灰的供需，解決傳統工藝下造成的空鼓、滲漏、開裂等各類問題，也在一定程度上避免了建筑垃圾的大量排放。在進行工程項目的設計規劃時，前期規劃對于工程進度的管理來說極為重要，例如在工程項目實際設計的過程中并沒有進入現場做出相應的勘察工作。在開展相應的勘察工作時，并沒有針對實際狀況進行有效的分析，導致勘察資料中獲得的各項參數存在問題，而這種參數的問題就會導致裝配式建筑在進行實際施工時設計圖紙出現疏漏。所以在進行實際的規劃時工作人員需要保障設計規劃的合理性，只有這樣才能夠保障后期的工程建筑施工管理工作更加順利的開展。

預制構件與鋁模的連接方法是在預制構件內預埋螺紋套筒，預制構件吊至工作面就位后，拼模階段用六角螺絲將鋁模同預制構件連接在一起。該連接方式要求構件、鋁膜能夠精確的連接在一起，需要廠家、設計方和構件廠共同協作完成。

鋁模板與 PC 構件連接部位的防漏漿采取以下措施：

（1）PC 構件與鋁模搭接處采用螺栓連接預埋套筒或對穿拉螺桿固定，保證連接牢固。PC 構件與鋁模間縫隙填充橡膠條或雙面膠，防止漏漿；

（2）疊合樓板采用鋁模支撐系統。當鋁模頂板支撐調平到位，疊合樓板底部平整，支撐頂到位，可無需貼膠條。若疊合樓板底部不平整，鋁模與疊合樓板接觸存在縫隙，可貼膠條防滲漏；

（3）預制凸窗因存在加工誤差及吊裝誤差，需設置3x 55mm 壓槽，規避模板無法安裝事宜，與鋁模搭接 50mm 位置貼膠條防滲漏。

10、機電工業化體系和BIM 應用

通過管線預制、綜合管線布置、成品支架、設備房標準化措施，保證整個機電工業化體系的完整性。同時，要利用好BIM 技術，對設計方案進行校驗和完善，在此技術上，通過施工模擬等手段，確保施工中各個專業之間能夠連續、貫通。避免設計中存在缺陷的同時，還可以及時發現設計中的不足，制定對應的措施，保證整個工程的效果與質量。

11、自升式爬架施工技術

外架一般采用的是自升式外爬架，該設備的優勢是能夠與建筑主體直接連接在一起，并且可以跟隨建筑層數的不斷升高而提升。整個框架使用的全封閉金屬結構，更加安全。主體封頂后，外爬架使用塔吊即可拆除。建筑主體施工的過程中，已經完成的空間可以同時實施裝飾裝修工程，室外的綠化等工程也可以同步進行，可縮短建造工期3-6 個月。

12、穿插施工技術

穿插施工是指在主體施工到一定高度后（8-10 層）后，隨著主體工程的上升，外墻裝飾、內隔墻、機電安裝、精裝修工程也隨之逐層開展，這樣大大縮短了主體封頂到裝修全部完成的作業時間，節約工程總體建造周期。以金域領峰花園一棟33層住宅為例，按照傳統建造方式（木模、砌磚、抹灰）及傳統管理方式（毛坯驗收后再做精裝），從負二層地下室底板開始，到精裝修完成達到交付條件，總計需要1100d，約3 年時間。而金域領峰花園采用裝配式建筑設計施工技術，他通過全流水穿插施工，總工期為680d，工期縮短約11 個月，大大提高施工效率。

結語：

推廣裝配式建筑的主要目的是提高質量、減少人工、環保節能。內澆外掛體系合理選擇適合預制的位置采用裝配式技術，將現澆施工的外墻板（凸窗）、樓梯、陽臺等構件采用預制技術，不影響受力結構的整體性，并方便外墻施工，并結合高精度鋁合金模板、輕質隔墻條板、高精地坪、自升式爬架等工業化新技術，將以往的內外墻抹灰施工全部省略，地面取消水泥砂漿找平層，不僅提高建筑質量，并且能夠優化施工環境，減少建筑垃圾排放，同時在全流水穿插施工方案的支持下，還可以提升施工整體效率，具有良好的經濟效益，香港、深圳的實踐證明，內澆外掛體系尤其適用于超高層裝配式建筑項目，具有較高的推廣應用價值。