預制保溫疊合外掛墻板體系裝配式結構施工技術

黃 淼 俞天波

上海建工集團股份有限公司 上海 200080

近年來，大力推行建筑工業化使得裝配式結構在項目市場上活躍起來。由于技術工藝和實施質量的公認度不足，常用的濕法連接套筒灌漿工藝一直處于風口浪尖，而防水防滲問題作為裝配式結構的常見質量隱患之一，也亟待尋求更好的解決途徑[1-3]。

預制保溫疊合外掛墻板（PCTF）體系是一種不依賴套筒灌漿作為主要結構受力系統的裝配式體系，可以回避較難控制的灌漿工藝，并兼有較好的防水功能。

1 工程概況

1.1 項目概況

上港集團軍工路地塊開發建設項目（現名星江灣），地處上海市寶山區淞南鎮，北鄰軍工路、南至國詠路（規劃）、西至淞軍路、東至政漣路（規劃）。本項目的三標段包含A1A-02、A1A-03兩個地塊，主要為獨立商業樓、商辦樓、人才公寓及附屬工程于一體的綜合發展項目，總建筑面積114 400.00 m2，其中地上裝配式建筑面積為50 256.06 m2，共有6棟16～19層的人才公寓樓（圖1），主體設計為剪力墻結構，裝配式深化采用了“預制保溫疊合外掛墻板（PCTF）＋預制剪力墻（PC）體系”的裝配式結構。

圖1 人才公寓效果圖

1.2 裝配式結構概況

預制剪力墻體系比較常用，用于本項目的內墻剪力墻部分。而預制保溫疊合外掛墻板（PCTF）為較少采用的裝配式體系，本項目中該體系的構件用于全部標準層圍護結構及屋頂女兒墻。其他裝配式構件還有常規的整體預制陽臺和預制樓梯等。

1.3 PCTF體系特點

本項目預制保溫疊合外掛墻板主要形式有兩種。一種為少量的非采暖區外圍護墻，厚70 mm的鋼筋混凝土板（圖2），不含保溫作用的擠塑板夾層，類似常規樓板疊合板的豎向使用，也作“PCF板”。另一種為采暖區外圍護墻，厚60 mm的鋼筋混凝土板＋50 mm的擠塑聚苯板（FRP連接），如圖3所示。

圖2 非采暖區厚70 mm的PCF板

圖3 采暖區60 mm＋50 mm的PCTF板

兩種形式都有以下主要特點：

1）單側支模

不同于常見的裝配式工程內頁實心墻與外保溫外頁墻合一，PCTF體系僅為外保溫外頁墻板，內側結構墻體仍需進行現澆鋼筋混凝土施工，因此PCTF構件在施工功能上又相當于鋼筋混凝土材質的預制外模板。

PCTF構件內表面預留有對拉螺栓孔，墻體內側模板以對拉螺栓與外頁墻拉結固定，墻板支模施工全在號樓的室內完成。

2）保溫層嵌固、不會脫落

非PC的常規建筑保溫板容易脫落，PCTF體系的保溫板由外頁墻板鋼筋混凝土外殼包裹，并與內頁現澆部分通過FRP連接件進行連接（圖4），保溫層完全不參與受力，其耐久和防脫落性能可靠。

圖4 FRP連接件的工作形式

3）結構安全性好、拆分自由度大

由于外頁墻與內頁墻分離，結構主體受力部分仍為現澆鋼筋混凝土。由于無需套筒灌漿，其結構質量的可控性高，結構安全性可靠。而除穿墻孔洞外，機電管線也無須在構件廠加工預埋，現場預埋點位的可調節度高。另外還可以根據外立面效果需求以及一定的加工、施工要求來調整構件的拆分，少受結構安全制約。對于上部圖紙無法及時完成設計的工程，早期塔吊布置風險也較小。

4）構造性外導外排防水

PCTF構件底部設置有外導外排水的企口構造，每隔3層在構件豎縫中、距離樓層線下300～500 mm的位置，設置1根φ10 mm的泄水管，將可能積存的雨水外排，且內頁墻為現澆結構的連續墻體，比常見的PC結構防水性能優勢明顯。

門窗洞口也有外導的企口構造（圖5）。

圖5 防水構造

2 項目施工難點、特點

2.1 材料運輸

受構件受力特性及現場起吊條件影響，脫模后PCTF只宜豎放，水平放置再吊起時比一般裝配式構件更易屈折。

PCTF構件底部的企口構造，受運輸時的顛簸較易損壞，須用橡膠墊等柔性緩沖材料墊底。

PCTF構件不含內頁實心墻，各構件之間不能直接抵靠，一車能裝載的構件較為有限，效率略低。

因部位類同有內頁實心墻，部分相似的PCTF墻板構件可利用門框等部位作為受力點進行墊靠，這樣可以提高運輸效率。

鋼絲繩綁縛應盡可能選擇PCTF剛度較大的位置，并墊柔性材料。

2.2 作業面狹小、單面支模困難

由于該項目為人才公寓，各個房間開間設計較小，而PCTF構件仍需單側支模的特性，使得斜撐飛機頭對墻體內側大面支模有一定的妨礙。需要工人、工具、支模方式、模板分拆等工藝進行一定的適應改進。

2.3 陽角有分板時脹模風險高

盡管裝配式設計已設計有轉角板連接件，但實際使用后L形單片式連接件剛度不足，向外頂漲變形情況較大。經研究后采用L形角鋼對穿螺栓從外側抱箍，與內側模板體系有效拉結，之后拆除修復墻面，不會對外立面真石漆效果有所妨礙（圖6）。

圖6 陽角拼接位置的固定

3 技術方案及關鍵控制措施

3.1 技術準備

由于PCTF構件的特性，施工準備首先是對施工圖紙的反復研究，優先明確所有PCTF構件的空間位置關系。圖上分析必須精確到1 cm以內，充分考慮PE棒填塞、墊塊空間、脫模需要等，直至基本能從圖紙上理清各個構件之間的拼接關系，以及安裝控制精度要求，并在現場首層預制層樓地面上放線實測、分析完善后，才可決策開模加工。

3.2 首批構件的查驗

PCTF構件的加工生產也有一定的技術難度，需要挑選有優質技術實力的構件廠承擔開模加工任務。

由于PCTF構件的構成比較特別，各類配件較多，加工時會面臨諸多模具設計問題，需要在初期即邀構件廠一同參與讀圖、開模設計。

首批構件進場前，經項目團隊至構件廠實地查驗驗收合格后，直接裝車，運抵現場。

3.3 現場準備

1）道路、堆場準備

現場道路堆場均須硬化處理，堆場盡量布置于地下室頂板以外硬化區域，如構件必須堆放于地下室頂板的，則需用鋼管滿堂頂撐加固。

堆放架與常規PC堆放架相同，區別是PCTF需稍稍傾斜以保證單側倚靠，底部應墊有多組長條木方，且須保持稍大的間距，以免吊裝時飛機頭等伸出部件遇阻。

2）塔吊及附墻

本項目采用的吊機型號有T C 7 0 3 5、T C 7 0 2 0、ST6015，塔身基本都在狹長的人才公寓號樓居中位置，除最北側的超長預制陽臺在預制率許可的前提下改為現澆結構外，無其他起吊困難的構件。

塔吊附墻桿不能直接附著于PCTF墻板上，應盡量通過窗口、門洞附著至內側現澆墻體。對于某些附墻位置受限不得不布置于PCTF墻板上時，須對預制墻板打孔并預留套管，局部保溫板須切除，以便混凝土澆筑后形成一個無夾心的混凝土區域，采用4～6個一組φ30 mm的對拉螺栓將焊接鋼板與內頁墻、外頁板夾緊，使得受力仍由內頁現澆部分承受。

3）外架使用

鑒于施工安全和效率，以及建設單位仍在權衡是否設置層間鋁板裝飾等外飾面內容，本項目仍按傳統結構施工搭設了外腳手架。為便于管理、控制外架搭設質量和作業安全，本項目采用了盤扣式腳手架。

利用PCTF板縫（20 mm）預留甩出圓鋼，與1根普通鋼管搭接焊長度10 cm以上，通過鋼管與架體扣接牢固，軟拉于內頁現澆部分，硬頂于外頁預制部分。

而對于24 m以上高度范圍，由于PCTF特性僅相當于外側模板，本身不能附著持力，但內側仍同常規現澆結構，故預先由加工廠在PCTF構件下口設置預留方孔即可布置懸挑用的型鋼，其他工藝與常規現澆結構工程無異。

3.4 首層構件的試安裝

由于PCTF體系的特性且市面上較不常見，對在本項目首次吊裝的隊伍除了進行必要的技術交底外，仍需經過現場實際施工操作才能熟悉了解作業要點，技術及生產部門才能掌握、梳理更有針對性的工藝交底資料，以便后續大面開展施工作業（圖7）。首層構件的試安裝是獲取第一手資料的關鍵渠道。

圖7 首次吊裝嘗試就位

4 施工流程及細節要點

1）PCTF不同于一般剪力墻系或框架系裝配式構件，其實際為一塊預制外側模板，與現澆結構之間沒有明顯直觀的拼接關系，因此其首次定位需要根據圖紙測放分板線。隨著第一層PCTF構件安裝就位，后續樓層只需根據下方樓層構件的位置對正即可。此時還應做好暗柱豎向鋼筋接長等工作。

2）由于PCTF構件設計有上下兩組、跨越現澆墻體部分、同斜撐一起固定構件用的“飛機頭”，該部件會對暗柱箍筋的綁扎帶來直接影響，暗柱箍筋須在PCTF安裝就位前套入暗柱豎向鋼筋，并在上、下2個飛機頭切分成的3段范圍內臨時固定或直接綁扎完畢。

3）PCTF吊裝時，構件會因吊鉤形式略有傾斜，屬于正常形態，吊運至安裝位置上方時須靠室外一些，但應注意與腳手架內立桿的距離，避免外表面刮擦。落下就位前，應由工人適當將暗柱鋼筋朝樓層室內掰，以便構件落下。就位安裝時，下側飛機頭應該穿過兩段預先套入的箍筋之間。

4）同常見的預制剪力墻等構件，PCTF構件安裝時也需要墊塊調節。本項目裝配式雖在構件底部設計有25 mm×25 mm×6 mm的鋼板墊和在豎向對正的頂部位置設計有標高調節螺栓孔，但施工時墻柱的豎向鋼筋對水平旋動的螺栓操作妨礙過大，實際仍采用有機墊塊進行標高調節，適配調節快速，操作相對簡便。

5）落下就位，基本對正后，即可初步安裝斜撐固定。對于偶有飛機頭位置不對的，需要在此階段選取合理部位增補U形拉環或耳板。斜撐初步緊固后，即可松開吊鉤，準備起吊下一塊構件。

6）待通過調節四根斜撐、輔以撬棒對構件進一步精校、調垂后，鎖緊固定斜撐，構件底部的板板連接件也進行固定。

7）暗柱箍筋可開始正式綁扎到位。為避免暗柱后方沒有操作空間，宜在暗柱箍筋綁扎固定前，將PCTF構件橫向板板拼縫間的止水膠帶封貼直至構件頂口，并固定橫向板板連接件（圖8）。

圖8 止水膠帶封貼及橫向板板連接件固定

8）隨著墻板鋼筋施工，機電管線預埋也同步跟進。開關等上行管線，應翻至樓板標高，以便后續接駁。

9）單側內模試拼裝、安裝，模板上對拉螺桿孔需根據PCTF預埋接駁器校正，應注意飛機頭對模板的分割。待隱蔽驗收合格后，方可封模。然后開始現澆梁、疊合板、預制陽臺、預制凸窗等支模。

10）由于PCTF體系的梁仍為現澆梁（陽臺梁除外），梁鋼筋與預制陽臺、預制凸窗等有錨筋的預制構件吊裝存在一定的沖突，需要預先將梁底筋、箍筋綁扎初步布置到位，避免構件錨筋將梁底遮蓋后無法在梁底進行綁扎。預制陽臺、預制凸窗與PCTF墻板構件拼接的接縫位置需預先貼PE棒，防止跑漿。

11）吊裝預制陽臺、預制凸窗等構件就位，與疊合板有所不同，預制陽臺、預制凸窗需蓋住PCTF構件外頁墻頂端，并與PCTF外頁墻的內表面齊平或略微侵入，這是因為PCTF外頁墻不能參與結構受力，需要陽臺凸窗構件直接錨咬內頁現澆部分。吊裝完畢后，還要對與模板、PCTF仍有縫隙的位置進行再封堵。

12）后續其他施工內容與一般PC工程相同。僅需注意要預留好PCTF構件頂部與上一層構件連接用的豎向板板連接件，注意澆筑混凝土時應跟隨扶正，避免偏轉或沒入混凝土中。

混凝土澆筑后3～4 d，墻板內側木模即可拆模，斜撐也可拆除。

外露出墻面的飛機頭也可割除，但對無法割凈的根部要涂刷防銹漆，初裝修階段粉刷封閉。

外墻板縫按防水構造設計進行處理，后續作為外立面真石漆的分縫。

5 其他輔助手段

本項目對構件管理還使用了二維碼BIM系統構建物料信息平臺，幫助現場及時掌握構件廠預制加工、進場入庫、吊裝就位、灌漿完成等情況。

體量較少的盲孔灌漿也采用了預埋傳感器法灌漿檢測技術，進行50%抽樣檢測，確保灌漿密實。

6 結語

如前言所述PCTF墻板相當于一塊預制外模板，相比于木模板，PCTF墻板較為厚重，吊運安裝占據的工期時間對比采用雙側木模板的現澆工程需要更多時間，但安裝就位后也相對牢固，內側支模過程中的一般磕碰不會造成變形，除了陽角部位外，只要固定用的配件正常工作，基本無向外脹模風險。

PCTF體系本身又兼具良好的防水性能，不用施工外防水，保溫工程也已同步完成。如果設計合理，整個外立面即為清水面，可以直接開始真石漆涂刷噴涂作業。因此從工程整體而言，采用PCTF體系施工對工期影響不大。而且由于結構作業面上PCTF墻板吊裝后即形成了封閉式圍擋，對于防止揚塵、減少電焊閃光擾民、安全管理等方面均有益處。

本項目PCTF體系裝配式預制率均達到40%以上，2019年度獲得上海市裝配式示范項目。