裝配式建筑預制梁下外墻板節點連接技術研究

申景濤

(中鐵城建集團有限公司 湖南長沙 410208)

1 引言

裝配式建筑運用工業化的生產模式，首先在工廠生產單個PC構件，然后運至施工現場組裝形成一個整體。在組裝過程中，節點連接主要分為墻板節點連接與框架節點連接，連接部位是整個建筑物的薄弱點，連接部位性能的好壞直接關系到建筑的抗震性能、使用壽命以及人的生命財產安全。因此，節點連接的問題直接影響裝配式建筑的發展進程，具有十分重要的意義[1]。

與現澆結構相比，裝配式結構具有大量的節點連接部位、水平接縫和豎向接縫，采用不同的連接方式將PC構件連接成整體，直接影響整個建筑的剛度、延性和承載能力，以及抗震、抗風、抗荷載的性能，因此，節點連接部位是裝配式結構的關鍵[2]，對該結構形式能否推廣應用起決定性的作用。

2 工程概況

某財政經濟學院新建學生公寓16、17棟工程為“E”字型建筑，地上15層，地下1層，總建筑面積約47 857.11 m2，主樓結構體系為裝配整體式框架-現澆剪力墻結構體系，裝配率為51.3%。采用裝配式構件的主要部位為:預制PC外墻板、疊合梁板、預制樓梯(梯段)、預制衛生間沉箱、預制內墻板(新型輕質墻體材料)。

3 技術重難點分析

常見的預制外墻板為內澆外掛式[3]，本裝配式預制外墻板因受層高限制采用梁下板施工，梁下板比內澆外掛墻板施工具有更多的難度:

(1)外墻板與疊合梁、現澆梁、沉箱等連接節點之間縫隙多，易出現開裂、滲水等質量問題，增加大量維修成本。

(2)外墻企口防水措施的施工質量和精度要求高。

(3)外墻板安裝節點施工難度大。

(4)外墻與柱、窗臺等現澆結構需安裝模板，連接節點有待優化。

4 預制梁下外墻板節點優化設計

4.1 外墻板節點連接方式

裝配式混凝土結構連接方式以鋼筋套筒灌漿連接為主，輔以焊接、綁扎搭接、機械連接、漿錨搭接[4]方式。

本裝配式工程PC構件之間的連接以現澆節點為主，PC構件預留鋼筋直接伸入現澆構件中進行錨固連接[5]，新舊混凝土之間根據后澆帶方式處理，這樣不僅徹底消除了PC構件制作與安裝誤差，而且保證了結構的整體性，避免出現滲水、不隔音等問題。

主要承擔水平荷載的垂直承重構件如框架柱、剪力墻等均采用現澆的方式，其他非主要結構承重構件和非承重構件考慮預制或疊合梁板的方式，這樣不僅保證了結構的荷載承受力，而且PC構件之間以及與承重結構構件之間采用現澆方式連接，消除了大量縫隙，從而避免了滲水和不隔音方面的問題，同時有利于大大減少構件制作與安裝的誤差，提高結構的整體質量。

4.2 外墻板連接節點優化設計

本項目為EPC模式，在進場初期深度參與了外墻板連接節點優化設計，以強接縫、弱構件為原則，通過對節點設計方案多次論證對比選出最優方案，使裝配式結構具有與現澆結構等同的穩定性、耐久性和整體性。本項目研究的連接節點主要為外墻板與疊合梁、現澆梁、沉箱等連接節點[6]。

(1)預制外墻板上部與疊合梁連接采用“一”型連接件和直徑16 mm螺栓組成。“一”型連接件規格尺寸為300 mm×100 mm×5 mm，即外墻板上部與疊合梁采用“一”型連接件連接，外墻板與疊合梁套筒采用插筋連接然后用細石混凝土填塞[7](見圖1)。

圖1 裝配式預制外墻板與疊合梁連接節點

(2)預制墻板下部連接有兩種形式:一種是外墻板底部預埋2φ16 mm套筒通過“L”型連接件(見圖2)與樓板相連，“L”型連接件規格尺寸為110 mm×200 mm×10 mm角鋼，現澆樓板采用自攻釘固定連接件[8]；另一種是與帶衛生間的防水混凝土反坎相連接，在外墻板底部預埋2φ16mm套筒，防水混凝土反坎通過加長版“一”型連接件[9]，外墻板下部企口為高低口，內外口高差為80 mm，企口和防水混凝土反坎為現澆，節點處采用塑料墊板控制縫寬，縫內注漿，接縫外側采用膠棒填堵，并用耐候膠封閉[10](見圖3)。

圖2 裝配式預制外墻板與現澆梁連接節點

圖3 外墻與沉箱反坎連接節點

為保證整體拼裝美觀和下一步裝修施工質量，將預制外墻板內側“L”型和外側“一”型連接部位施工工藝優化，安裝部位開設20 mm凹槽，連接件安裝后抹灰將其遮蓋。

(3)預制外墻板兩側連接主要是與現澆柱和現澆窗臺相連接，外墻板兩側各預埋4φ12 mm套筒，通過插筋與現澆結構連接[11](見圖4)。

圖4 外墻板兩側與現澆結構連接節點

5 預制梁下外墻板節點施工技術

5.1 確定外墻板安裝起點和順序

(1)根據PC構件的詳圖及設計圖紙編制裝配式構件的吊裝施工方案，首先在圖紙上對各構件按照吊裝順序編號，然后指導工人嚴格按照編號的順序進行吊裝。

(2)第一塊外墻板吊裝應優先從大陽角處開始，優先吊裝外墻板，其次疊合梁和疊合樓板，吊裝安排在剪力墻柱混凝土澆筑完畢后面進行。

5.2 外墻板吊裝施工及節點部位注意事項

(1)工藝流程:檢查預制外墻板控制邊線→檢查預制外墻板下反坎和企口標高→預制外墻板吊裝→安裝外墻斜支撐→預制外墻板校正→安裝預制外墻板連接件。

(2)PC構件是否安裝平整直接影響節點部位的拼接質量，構件吊裝前，應根據已放出的樓層標高控制線，采用專用墊片調整預制外墻板的標高及找平，并用水準儀測量，確保其在同一個水平標高上。

(3)為確保外墻板接縫安裝平直，吊裝外墻板時，采用兩點或四點起吊，就位應垂直平穩，吊裝鋼絲繩與構件水平面夾角不宜小于60°，起吊后要小心緩慢地將墻板放置于墊片之上。

(4)預制外墻板的校正，應對橫向、豎向接縫高低差進行嚴格控制，確保預制結構與現澆結構嚴格按照設計圖紙預留20 mm縫隙。

(5)安裝預制外墻板連接件，用專用固定螺栓將外墻板連接件與外墻板上預埋的套筒相連，安裝時應注意觀察外立面的接縫高低差。

5.3 預制疊合梁吊裝及節點部位注意事項

(1)根據吊裝圖上PC疊合梁吊裝順序圖吊裝，不能搞錯吊裝順序，否則一些梁不能安裝就位。

(2)疊合梁的位置和標高要嚴格控制，如果梁偏移，會影響疊合樓板與其搭接的一邊空隙較大，另外一邊搭接較多，侵入疊合梁箍筋處；如果疊合梁位置高低不一，將相應地影響疊合板標高，造成安全和質量隱患。

5.4 預制疊合板、沉箱吊裝及節點部位注意事項

(1)根據吊裝圖上PC疊合板的吊裝順序吊裝，注意板上標明了箭頭方向，板方向不能搞錯，否則板上預留的孔洞、線盒位置與原設計位置不相符合。

(2)板吊裝前在梁上做好板邊線位置控制點，以免板吊裝不方正，與梁成一夾角而有縫隙。

5.5 節點部位企口澆筑

(1)外墻板下部企口為高低口，內外口高差為80 mm，企口為現澆，模板安裝時必須嚴格控制軸線位置及模板高度，保證外墻板吊裝的位置準確及外墻板與企口之間的縫寬，模板安裝完成后對鋼筋工程進行隱蔽驗收，方能進行混凝土澆筑[12]。

(2)嚴格控制反坎澆筑標高及企口澆筑標高，確保拆模后現澆結構與預制外墻板嚴絲合縫，澆筑過程中應一次成型，不應在反坎和企口位置形成冷縫，確保混凝土結構自防水的效果，澆筑完成后在反坎表面采用木條進行壓槽。

(3)混凝土澆筑完成后對現澆混凝土結構進行養護，帶模養護24 h后進行拆模。反坎及企口混凝土澆筑完畢后，應注意反坎和企口成品保護。

5.6 節點部位堵縫處理

(1)墻板安裝完成后，墻板與反坎和企口之間留有20 mm寬縫隙，墻板與疊合梁之間留有10 mm縫隙，而這些縫隙通常是室外水滲入到室內的通道，需對這些水平縫隙進行有效封堵。

(2)為保證接縫處縫隙防水施工質量，采取在預制外墻板與反坎和企口縫隙處灌注H40自流動性好、無收縮、細骨料的灌漿料。

6 結論

(1)通過對裝配式梁下外墻板連接方式設計方案的多次論證對比，選定PC構件的鋼筋伸入現澆構件中進行錨固，新舊混凝土之間按照后澆帶施工方式處理，同時在裝配式結構中的梁下板形式梁、墻節點處理中項目部探索采用了“L”、“一”型連接件進行進一步的加固，優化后的節點連接方法有利于結構整體受力和施工，最終將裝配式建筑預制梁下外墻板節點連接技術在工程中成功應用。

(2)針對裝配式建筑預制梁下外墻板節點的優化設計方案，對相應的吊裝、澆筑、封堵等施工技術進行了相應改進，保證了房屋的整體受力性能和施工質量，有效解決了裂縫、滲水、隔音差等隱患，較大程度降低了工程成本。