裝配式建筑預制外墻板技術探討

劉巖辰

0 引言

當代預制裝配式建筑具有施工速度快、工業化程度高以及節能環保等多方面優勢，且在其中外掛墻板占據重要地位。所謂預制外墻板，也就是在鋼結構或是混凝土結構上進行裝配的外墻維護掛板。根據相關研究，其能夠在預制裝配式建筑之中顯現出較好的應用效果。但是當前我國裝配式建筑仍然處于發展的初級階段，其在建筑行業中的占比僅為5%左右，同時不具有完善的經驗以及技術系統，所以預制外墻板技術在裝配式建筑中的應用有必要得到進一步深入探討。

1 預制外墻板技術

預制外墻板屬于裝配式建筑之中的重要組成部分，且當前已經在我國得到了越來越多的重視和越來越廣泛的應用。預制外墻板不僅能夠起到建筑主體墻板的作用，還可起到裝飾作用，在針對其進行預制的過程中，首先應該針對其結構進行全面了解，并將此作為開展預制外墻板結構制作工作的主要依據，且在此過程中，還應對施工過程中易產生的各項荷載進行充分考慮，特別是需要對非人為因素所導致的各項情況進行充分考慮，例如風荷載、地震荷載等。一般來說，預制外墻板立面以大約3m 為常規分割尺寸，同時厚度在90mm 以上，與建筑主體結構進行連接的方式為半濕式，該連接方式有利于提升連接的效果以及施工過程的便捷性，同時能夠對墻板層間的縫隙進行更加有效的處理。

2 預制外墻板技術的特點和適用范圍

2.1 工業化生產

外墻、外飾面以及窗框等部件，均須在工廠內進行同步生產和組裝，所以從整體上來看，構件的精致程度較高，受到人為因素影響出現質量問題的可能性更低，所以質量易獲得保障。與此同時，預制外墻板還具有表面美觀整潔的特點，出現窗框漏水或是外墻漏水的可能性大幅度降低。

2.2 施工安全

在裝配式建筑施工工作的過程中，不需進行外墻抹灰、安裝窗框以及貼瓷磚等多項危險性較高的工作，更有利于保障施工過程中的安全性。

2.3 制作精度高

針對預制外墻板開展工廠化生產工作，首先需要明確構件尺寸，并在生產過程中將標高誤差、鋼筋位置誤差等各方面的誤差均控制在±3mm 的范圍之內。

2.4 綠色環保

因為預制外墻板的生產工作全部于工廠中進行，所以施工現場中基本不需要開展實施作業，也就可以大幅度減少施工過程中的用水量以及建筑垃圾產生量。與此同時，粉塵污染和噪聲污染的幅度更低，施工過程整體與綠色環保施工的要求更加符合。

2.5 施工高效

預制外墻版板技術之中，具有施工效率高、板塊尺寸大以及造價較低等多方面的優勢，并且在針對其進行預制的過程中、飾面、窗框和保溫等，均已經在進行工廠施工的過程中得到全面落實，所以在進入到裝修階段以后，交叉作業量極少，同時因為裝飾施工強度較低，所以相對于傳統的建筑施工工作來說，工期縮短約10%。并且，不需要在施工現場開展砌墻等相關工作，也就可以進一步降低施工成本，同時還可避免使用過程中出現勞動力不足等不良情況。

另外，采用柔性連接的形式將預制外墻板與主體結構進行連接，一旦有地震發生，因為其中具有較好的變形性能，所以建筑整體以及預制外墻板發生損壞的可能性均相對較小。

3 預制外墻板技術的應用流程

3.1 與主體結構同步施工

如果選擇預制外墻板技術與主體建筑同步開展施工工作，在進行施工時，則主要包括以下幾個施工環節：

（1）首先應完成梁板柱的吊裝工作，之后開展外墻板吊裝工作，以能夠將預埋件以及鋼筋等順利插入到疊合板之中；

（2）為了對外墻垂直程度進行充分控制，需要對其支撐力進行合理調整，同時還應采用校正限位片的形式控制墻頂水平高度，并對主體結構及外墻結構的距離進行調整；

（3）對于現澆層的鋼筋，應首先對其進行合理綁扎，之后再進行混凝土澆注，以促使外掛墻板能夠與各項結構組織順利地融合為一體。需要注意的是，在進行施工的過程中，不需將預留鋼筋穿過梁面，進行墻頂掛件和預制梁之間的連接即可。

3.2 先主體后外墻結構施工

將建筑結構主體和預制外墻板進行錯層施工，施工流程主要如下：

（1）首先需要對預埋件進行固定，且在澆筑疊合板時，應注意保留后澆帶；

（2）在預制外墻板掛件向預埋件之中插入時，需要注意控制鋼筋從梁面上穿過，之后還需合理調整其中的垂直度。

4 施工工藝流程和操作要點

4.1 施工工藝原理

為了提升預制外墻板在制作工作以及安裝工作中的便捷程度，應以建筑自身的外立面整體情況為基礎，對外墻板進行拆分，使其能夠構成寬度合適的構件，再由生產廠家完成外墻板的生產工作，之后應選擇合適的時間將其運輸至施工現場，便于施工現場中采用塔吊或是汽車吊進行安裝，再將其與結合板、剪力墻等進行共同澆筑。例如在開展施工工作的過程中所應用的預制外墻板為石材飾面一體化PC 為外墻板，將其與建筑主體進行柔性連接，并采用“上支下拉”的方式進行支撐，與主體之間的連接節點可分為兩個，分別是“承重節點”以及“非承重節點”。與此同時，在外墻板和建筑主體結構之間，還應合理設置支撐點，使預制外墻板能夠與建筑梁的位置進行充分連接。

4.2 施工準備工作

在對預制裝配式PC 外墻板進行應用的過程中，施工工作的重點在于墻頂預埋件，要求在此過程中所應用的墻頂預埋件，不僅具有簡單明確的受力特點，且有利于促使吊裝工作的效率得到提升。

從實際上來看，相應的工藝流程主要如下：對基層進行清理并放線→放置密封條和墊片→針對吊具以及預埋件開展安全檢查工作→外墻板就位→對墻板進行安裝并進行適當校正→安裝臨時支撐→對現澆結構與外墻板進行節點連接→澆筑混凝土→針對拼縫實施防水處理→將臨時支撐拆除。

對于預制外墻板來說，其中的安裝定位工作、管線預埋工作等各項相關工作，若能夠在前期設計階段即得到充分考慮，則更有利于提升施工質量和效率，所以在施工之前，有必要借助BIM 技術針對各個連接節點開展細致的分析工作，詳細掌握構件安裝過程中是否存在碰撞等不良情況，以避免設計內容與施工實際之間存在沖突。

將預制外墻板運輸至施工現場之后，應首先對其合格證等各項證件、證明進行檢查，并對其尺寸外觀、質感拼縫、防水構造等各方面與相關要求是否符合進行全面檢查，如果發現預制外墻板存在涂料脫落或是破損等不良情況，應及時進行合理的修補，或與生產廠家聯系進行更換。

在開展焊接工作以前，應首先根據相關要求或標準，對其中涉及的各項材料和設備的規格、品種、性能等多項指標進行全面檢查，確認完全合格，方可投入到施工工作中。

密封防水膠的耐久性已經耐老化性能均應與相關要求相符合，與此同時，襯墊的材料應該能夠與防水結構膠之間具有良好的相容性。

應該根據實際施工情況合理設置預制外墻板的吊裝順序，并根據順序針對預制外墻板做好標記，以保障施工的工序科學合理，同時有利于提升施工質量和效率。

在對預制外墻板進行安裝時，應保障吊裝工作的完全到位，且其他各項操作也能夠與施工要求完全符合。

應該采用彈出標高線的方式，對預制外墻板的安裝工作質量進行有效控制。

4.3 預埋件及吊具安裝

在完成預埋件的預埋安裝工作之后，應及時使用扎絲以及小短筋對其進行綁扎固定，以避免出現預埋變位情況。對于吊具安裝工作來說，應該針對塔吊連接鋼絲，再借助平衡鋼梁實施轉換，以能夠順利借助吊具對預制外墻板進行連接。

4.4 吊運和就位

在對預制外墻板進行調運的過程中，應注意將其緩慢吊起，而提升和運輸過程中，速度則可以相對較快，對預制外墻板進行放置時，則應再次將動作放緩。并且，在調運過程中，起吊區域之內，需要配備信號以及司索相關的工作人員各一名，首先由司索工作人員將預制外墻板固定裝置拆除，然后由信號工作人員根據現場實際情況開展指揮工作，塔吊司機根據指揮緩慢吊起預制外墻板，并使其由傾斜的狀態逐漸轉變成為豎直狀態，直至其與地面完全分離，之后則應逐漸提升速度，將預制外墻板運輸至接近需要進行安裝施工的位置，根據定位線確定預制外墻板的放置位置，且在與放置位置接近的位置，塔吊的運輸速度則應逐漸放緩，并將外墻邊線作為基準，控制預制外墻板始終處于墻身垂直的狀態。

4.5 安裝和校正

將預制外墻板運輸至安裝位置進行就位之后，應由吊裝工作人員于安裝位置的上一層，使用掛鉤將纜風繩拉住，并由一名工作人員配合其將預制外墻板鋼筋緩慢插入到梁中，此時，位于下一層的工作人員應該針對上下層的預制外墻板企口縫位置實施定位工作，最后再借助斜撐對預制外墻板進行穩固的臨時固定。

在預制外墻板的安裝工作過程中，需要以樓層安裝控制線以及墻板標高線為基礎，借助吊線錘以及緊固件對其水平位置進行充分調整，以保障其標高以及垂直度均能夠與相關規定相符合。

4.6 節點連接

4.6.1 工藝流程

針對預制外墻板檢查控制邊線→檢查企口標高→吊裝預制外墻板→安裝斜支撐→校正預制外墻板→安裝連接件。

4.6.2 PC 構件的安裝

PC 構件安裝情況能夠對節點拼裝質量產生重要影響，如果PC 拼接構件整體安裝平整，則節點部位拼接質量良好，所以在針對構件開展吊裝工作以前，應根據樓層標高控制線，對預制外墻板的標高進行合理調控，并實施找平處理。在此過程中，需要合理應用水準儀開展測量工作，以保障預制外墻板平面完全處于同一水平標高。

4.6.3 外墻板接縫

對預制外墻板進行安裝的過程中，為了保障接縫位置能夠持續處于平直狀態，在對其進行吊裝時，應該主要采用四點起吊或是兩點起吊的方式進行吊裝，由此，預制外墻板在就位時，能夠處于垂直且平穩的狀態。另外，在此過程中所使用的鋼絲繩，其與預制外墻板之間的夾角應在60°以上。

4.6.4 預制外墻板校正

在對預制外墻板進行校正的過程中，應保持其在橫豎兩個方向上，對其中的高低差均能夠進行細致地控制。

4.6.5 安裝墻板連接件

對預制外墻板的連接件進行安裝時，需要使用專門的固定螺栓，將外墻板的連接件與相應的套筒進行連接，并且在安裝過程中，應該注意對外立面接縫之間的高低差進行合理處理。

4.6.6 設備平臺處預制外墻板及現澆梁的節點

在設備平臺處，如果封邊梁混凝土的強度已經高達百分之百，則可針對該位置的預制外墻板開展吊裝工作，以節點大樣為基礎，在預制外墻板完成就位工作以后，使用斜撐進行臨時性的固定，再針對該從平臺的封邊梁與預制外墻板上口之間進行預埋件的連接工作，同時，下節點應該與上一層的平面封邊梁實施預埋件連接處理。

4.6.7 預制外墻板與預制疊合梁的節點

在采用吊裝的方式完成疊梁就位工作以后，應開展預制外墻板吊裝工作，預制外墻板就位以后，應使用斜撐起到臨時固定的作用，之后借助預埋件對預制外墻板上口及上一層疊合梁進行連接，下口則應與本層的預制疊合梁通過預埋件進行連接處理。

4.6.8 堵縫處理

在完成預制外墻板的安裝工作之后，疊合梁以及墻板之間存在寬度為10mm 的縫隙，室外的水能夠通過縫隙滲入室內，所以需要對該類型的縫隙實施封堵處理。為了對相關的施工質量進行有效保障，在進行處理的過程中，應使用具有良好自流動性且不會發生收縮的灌漿料，且應注意保證其中的操作手法正確。

4.7 拼縫防水處理

對預制外墻板之間的拼縫進行全面清理，并保持其所在的環境處于完全通風的狀態，再針對拼縫位置實施防水處理。針對拼縫間隙填塞高分子材料，并注入密封膠。在此過程中需要注意，填充材料必須完全處于密實飽滿的狀態，并將其表面處理光滑，不可出現空腔情況。

4.8 成品保護

4.8.1 構件吊裝時成品保護

在針對預制外墻板進行吊裝操作時，在其中需要應用內置螺母，并針對螺母的位置放置螺旋箍筋，以促使螺母能夠與構件之間進行有效地連接。并且，內置螺母的規格應以預制外墻板的重量為依據進行選擇，可以選擇使用2.5t 或是5t兩種規格之一。針對預制外墻板開展吊裝工作時，還需應用專用吊扣，以提升與吊頂之間的匹配程度。在對預制外墻板進行吊運工作的過程中，為了避免受力不均情況導致窗洞口、門洞口或是類似位置出現損壞情況，則需在工廠生產階段，即針對各相應位置實施合理的加固處理，以降低預制外墻板發生損壞的概率。

4.8.2 構件安裝完成之后的成品保護

完成預制外墻板的安裝工作之后，為了避免后續施工導致窗洞口或是門洞口的轉角位置，以及其他類似位置受到損壞，則應在現場使用廢棄模板制作C 形框，以對轉角位置進行保護。

4.9 勞動力和機具設備的投入

在裝配式建筑施工過程中應用預制外墻板技術，需要涉及諸多工作人員，主要包括項目經理、吊裝工程師、土建工程師、施工班班長、監理、安全員以及數位工人，且各方面工作人員均需全程參與預制外墻板技術的應用施工工作。另外，在部分時間內，還需要塔吊司機、塔吊指揮以及吊裝工人和起重工人參與工作。

在對預制外墻板技術進行應用的過程中，所需的機具設備主要包括全站儀、經緯儀、鋼絲繩、水準儀、平衡鋼梁、螺栓、起重設備、對講機、緊固件、吊線錘、索具、電焊機、臨時固定支撐、垂直度調整緊固件等多項。

5 結語

針對裝配式建筑應用預制外墻板技術，且主要采用外掛墻板的安裝方式，傳統上的吊運工作以及安裝工作中存在的不足，均得到了有效彌補，不僅有利于保障施工安全，且能夠提升施工效率，同時相關的經濟效益和社會效益也能夠得到提高，所以該項施工技術具有較高的應用價值。