裝配式公共建筑模塊化隔墻安裝技術分析

高思東，李偉，劉夢，王友光

（1.阜陽市重點工程建設管理處，安徽 阜陽 236000；2.安徽富煌鋼構股份有限公司，安徽 合肥 238076）

改革開放以來，建筑行業蓬勃發展，在政府單位的有效推動下，相關建筑企業都在積極落實供給側轉型，行業整體都在由自由度相對較大的傳統鋼結構建筑向更加標準化、模塊化的綠色裝配式鋼結構轉化。

裝配式建筑在實踐過程中因為裝配式的體系尚不完備、施工技術有待進一步優化、缺乏理論基礎支撐等導致市場產品質量問題頻出，解決這個問題的唯一途徑就是建立完善的裝配式建筑體系，利用標準化設計的戶型對構件進行系統拆分，將各部品部件按照標準模塊進行拆分，做到少規格、多組合；同時，減少部品部件的類型能夠極大地減少工廠生產所用到的模具數量，節約生產時間，提高施工效率，進而更好地發揮裝配式建筑施工快、適用性強的特點，進而更好地提升產品質量。

1 項目概況

阜陽職業技術學院學生宿舍B1-1位于阜陽市學苑路交雙清路。學生宿舍B1-1包含東樓和西樓兩個單體。東樓總建筑面積為35429.04㎡，基底面積6514.64㎡；西樓總建筑面積為35429.04㎡，基底面積6514.64㎡。東、西樓主體結構形式主要為框剪裝配式結構；地上6層，總建筑高度為23.56m。圖1所示為建成后效果。

圖1 阜陽職業技術學院學生宿舍建成效果

2 深化流程

2.1 模塊化構件拆分深化

基于裝配式與BIM技術密不可分的聯系，本項目運用BIM技術對預制構件進行標準化深化，用三維模型的視角可以從最直觀的角度上避免深化后的構件產生碰撞，最常見的就是鋼筋碰撞，同時，基于Revit全專業協同的特點，能夠做到與水電模型綜合分析，做到精準開孔定位，發現孔位與鋼筋碰撞后避讓等二維視角很難發現的問題，具體流程如圖2所示。

圖2 三維建模流程

2.1.1 類型拆分

2.1.1.1 預制混凝土隔墻

首先在revit中對標準層進行整體建模，同時對待拆分墻體進行類型劃分，以T型、Y型模塊作為主要構件類型，減少在L型、T型模塊墻體中再加翼緣的衍生行為，否則墻體的類型增加、同一類型的數量減少，形成一套模具一個類型的浪費現象；待構件類型劃分完畢后對可合并類型進行歸納整理，力求減少非標構件的數量。

2.1.1.2 ALC隔墻

圖3 模塊化隔墻

對于ALC隔墻而言，利用前期的施工BIM模型，對建筑專業的墻體模型進行以300/600為模數的劃標準化拆分，這里要注意的是在模型的拆分過程中，鋼柱邊需要預留3cm的防火涂料層，這里可以選擇在鋼柱外層做一個3cm厚的防火涂料外殼，也可以直接在鋼柱邊預留3cm的空隙示意。

2.1.2 構件建模

2.1.2.1 預制混凝土構件建模

利用前續工作生成的拆分圖中的標準構件大樣，對各類型鋼結構模塊化隔墻進行初步建模，利用revit插件對模型進行深化，先利用自由構件對混凝土輪廓進行自由體建模，再對模型進行配筋，復雜鋼筋可以利用自由鋼筋手動繪制。

然后對構件中的預埋件、灌漿套筒、限位盲孔進行放置，與鋼筋碰撞的地方要酌情選擇避讓。對照建筑圖、水電施工圖對部品部件上需要預留的孔洞進行定位，在三維模型中可以一目了然地看到鋼筋與洞口是否沖突，在有沖突的地方進行調整避讓。

2.1.2.2 ALC條板構件建模

對于ALC墻體，只需要利用系統自帶的墻族，用系統的拆分功能進行拆分，可能大部分設計師在拆分后發現拆分完的墻體輪廓線并不明顯，這里需要深化人員在拆分過后，對整體模型進行取消墻連接命令，并將墻的輪廓線改成鮮艷的顏色，實線填充，這樣拆分后的墻體就清晰可見了。

圖4 墻的輪廓線

2.1.3 模型碰撞分析

在平面視圖對構件按既定拆分圖進行放置，將深化模型導出為NWC格式，用Navisworks打開并設置好碰撞規則，對于不同的墻板會有不同的碰撞公差要求，利用Navisworks中的Clash Detective模塊對模型中的構件、鋼筋之間的碰撞進行梳理，然后將硬碰撞再返回模型中針對性避讓。

2.1.4 構件出圖

一張完整的深化圖紙需要包含模板圖（三視圖）、鋼筋圖（三視圖）、水電預埋圖（俯視圖）以及鋼筋下料表和圖紙說明。

利用revit軟件中的剖面功能對深化后的模型進行圖紙導出模板圖和鋼筋圖，注意區分模板面、壓光面和粗糙面；利用插件將所選構件的鋼筋明細表導出。將上述導出的圖紙在CAD中進行圖面整理，將通常參數寫在圖紙說明中。

3 工業化生產

圖5 工業化生產流程

3.1 模具

做裝配式的構件，就像在生產積木，構件的組裝是否順利、拆模能不能成功、過程是否流暢、外觀平整度如何、進度控制得怎么樣，很大一部分程度上取決于模具設計與制作精度。

工業化生產過程中，模具設計方式通常分為“翻轉臺法”和“平脫法”，兩者都是平澆，然后翻面脫模，這樣能夠合理地保證模具的平整度。

3.2 預埋件

由于預制構件是在廠內生產完畢，涉及施工過程中與其他構件的結合或結構部位的連接，所以在預制生產中需要埋設大量預埋件以方便澆筑，如門窗的邊框、外墻瓷磚、欄桿的安裝位置處和臨時掛鉤等都需要預先埋設。

3.3 脫模養護

當混凝土強度達到原設計強度和剛度要求時，可按操作規程進行構件脫模，符合脫模要求的構件可與模具一起翻轉脫模，確定重心，保證后續安裝吊裝過程中的垂直度，方便安裝。脫模后，對部品部件進行沖洗養護。養護方法可依據現澆混凝土的養護方法。當然，作為連接的一部分，成品構件出廠前需要進行檢查，構件和設計圖紙要逐項檢查核對，避免運輸到達現場后出現問題。

4 裝配式施工

4.1 構件準備

根據現場的施工組織安排，可以提前一天將需要安裝的部品部件運送至現場。裝車前，應對照工廠出貨單據仔細檢查構件的數量、規格大小等情況。車輛可以用大噸位卡車或平板拖車運輸。裝車時，先在車廂地板上鋪兩塊100×100mm長的木方，木方上放15mm以上的硬橡膠墊或其他柔性墊。根據隔墻構件尺寸大小，用槽鋼做成人字支撐架，支撐架建議將角度控制在70°左右。

對于施工場地的布置，預制構件需要獨立的堆放場地，在預制構件進場前，要對其堆放的位置、排列進行合理規劃。預制構件堆放時的受力狀態要與安裝時的受力狀態保持一致，避免在運輸和安裝起吊的過程中對構件進行翻身等動作，以防止構件受到不必要的外力影響而導致破壞。構件進入施工現場后，需要對每一個構件進行驗收，主要針對構件的數量、規格和外觀完整度。外觀不應有嚴重缺陷，不應有影響結構使用性能的露筋、蜂窩、凹坑和裂紋。

4.2 現場構件安裝

圖6 現場構件安裝流程

4.2.1 構件吊裝

使用塔式吊機安裝外墻板時，先將墻板吊離地面，檢查構件的姿態與各吊釘的受力情況，當出現受力不均勻的情況時，應及時進行調整，保證構件呈水平狀態。各吊鉤的受力調整至均勻后，將外墻板起吊至施工位置。在每個施工區域布置一個拖車箱，內置預備構件。塔式吊機直接從拖車箱中吊裝構件，避免二次吊裝帶來的不便。減少工作量，提高工作效率。

塔式吊機將墻板提升至距離安裝位置50cm的高度時，通知起吊，此時，安裝人員應檢查墻板的內外頁板方向是否與圖紙標示的一致，確保墻板高的一面位于外側；并應檢查地面上所示應放置的墊塊的厚度、位置是否準確；根據樓板平面所彈出的墻板各定位線，將外墻板放置到指定位置，外墻板外側與各定位線保持重合。

4.2.2 調整固定

根據標高調整水平縫，水平縫的高低不平會直接影響垂直縫；豎縫寬度由墻板的兩端控制，也可在相鄰板的末端放置20mm墊塊控制；用L形定位件固定墻板；墻板每側設置兩個定位件，使外墻板的長邊不能左右移動。

用鋁合金吊尺檢查外墻板垂直度，旋轉調整斜撐，直至構件垂直度達到項目規定要求。調整垂直度的同時，同一構件上的所有構件都向同一個方向旋轉，防止構件發生扭曲。支架轉動時，嚴禁用蠻力轉動。旋轉時，始終觀察支柱螺桿的伸出長度（螺桿長度為500mm，擰出長度小于300mm），防止螺桿與旋轉桿分離。操作人員站在人字梯上，系好安全帶取鉤，安全帶應與墜落保護器連接。

4.2.3 灌漿

將攪拌好的灌漿材料倒入螺桿式灌漿泵中，啟動灌漿泵，將灌漿材料的流速控制在一定范圍內，以0.8～1.2L/min為佳。當灌漿材料流出時，將壓力軟管插入鋼套管的灌漿孔中。同時在兩個以上的側面灌漿，會導致空氣流入，形成空氣夾層。因此，灌漿應從一側進行，保證排除空氣。

在灌漿的過程中，混合料可以用竹劈子疏通，來加快灌漿進度，使混合料順利地流入模板的各個角落，避免產生裂縫、蜂窩等現象。灌漿過程中，不允許使用震動泵，以保證灌漿層的均勻性。灌漿開始后，灌漿作業不可停止，必須不間斷地進行，直至完成，并盡可能縮短灌漿時間。灌漿過程中，當澆注的混合料中發現有浮水時，應立即澆注較稠的混合料，使其吃掉浮水。當灌漿材料從鋼套管溢流孔溢出時，用橡膠塞堵住溢流孔，直到所有鋼套管都充滿灌漿材料，然后停止灌漿。

拆除的壓漿閥門及其他附件應及時清理，不得留有任何漿料，灌漿工作不得污染部品部件。若已造成污染，應該立即用清水沖凈。作業過程中，應及時清理殘余泥漿和落地泥漿，保持現場整潔。灌漿后，應及時清理灌漿機、各種管道和附著了砂漿的工具。

4.2.4 預制構件質量驗收

圖7 預制構件質量驗收流程

對每批進場的構件都應該復核，復核結果形成文字記錄，詳細地記載構件的尺寸、外觀質量、配筋等情況，應在安裝部件吊裝前仔細對照圖紙檢查尺寸、序號、外觀尺寸等參數；檢查預埋水電套管和構件預留孔；檢查結果應詳細記錄，不符合要求的預制構件不得用于本工程。

圖8 灌漿機

5 結語

裝配式建筑是當前建造方式的一種革新，裝配式鋼結構墻體模塊化更是這項建筑技術良性向好的一種有效助推，能夠積極響應國家《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》。本文所提及的裝配式鋼結構模塊化隔墻，在標準化的戶型設計上，更加側重于提倡一種模塊化的部品部件設計，在提高建筑質量和控制建設成本之間尋找一個良性平衡點，同時，針對不同的使用需求，應該有針對性地選用模塊化隔墻的類型，ALC也好、鋼塑板墻也好、PC隔墻也好，每種墻體都有其自身的優劣性，不能單純地為了做裝配式而忽略了使用功能。

當下，裝配式建筑體系發展尚不完美，未來國家應加大監管力度，規范行業監管細節，進一步完善補充裝配式鋼結構建筑的工程質量驗收標準，通過大量的工程實際應用，做到穩中向好不斷優化。