裝配復合模殼體系混凝土剪力墻在裝配式建筑中的應用研究

王利軍 （中交建筑集團有限公司，北京 100007）

近年來，在國家一系列政策的鼓勵和支持下，我國裝配式建筑迅速發展，裝配式建筑在房屋建筑工程中占比逐年增加。裝配式建筑采用大量的混凝土預制構件，如預制樓梯、預制疊合板、預制剪力墻等，通過在施工現場采用“搭積木”的方式將建筑物建成，使得現場施工工人數量大大減少，在一定程度上緩解了“用工荒”的壓力，具有良好的經濟效益和社會效益。然而，傳統的灌漿體系裝配式剪力墻在不斷發展中暴露了一些弊端，如施工工序過多、安裝速度較慢、構件自重較大、套筒漿液飽滿度難以檢測等問題。裝配復合模殼體系混凝土剪力墻利用自身施工工序簡便、結構力學性能良好等特點，較好地解決了傳統灌漿體系所暴露出來的問題。

本文依托海南省瓊海市博鰲樂城先行區保障性租賃住房項目進行分析，該項目用地面積47463.7m2，新建總建筑面積78812.6m2，包含24棟單體住宅樓，地上7層、地下1 層。該保障性租賃住房項目采用裝配式建筑，主體結構為剪力墻結構，裝配式設計類型主要有裝配復合模殼體系混凝土剪力墻、疊合樓板；項目所有樓棟2～7層主體結構豎向剪力墻采用裝配復合模殼體系混凝土剪力墻和現澆混凝土剪力墻相結合的方式，模殼剪力墻應用占比約22%。本文結合博鰲樂城先行區保障性租賃住房項目對裝配式復合模殼體系混凝土剪力墻施工關鍵技術進行探討和研究，首先介紹了該結構體系的基本原理和特點，然后逐項分析了施工過程中的關鍵技術，包括構件進場驗收、墻體安裝、調試就位、縫隙封堵等關鍵技術。通過對相關文獻的調研和實際案例的分析，總結了影響裝配式復合模殼體系混凝土剪力墻施工的控制要點；最后，對裝配復合模殼體系混凝土剪力墻的優勢進行總結，并分析了其在房屋建筑領域的發展趨勢。

1 裝配復合模殼體系混凝土剪力墻基本原理和特點

裝配復合模殼體系混凝土剪力墻包括組合殼構件以及組合殼構件組裝到位后填充至組合殼構件內的現澆混凝土，其中，組合殼構件包括內部呈空腔的模殼、固定在模殼內部的鋼筋骨架以及均勻設置在模殼內的對拉桿件，兩側模殼是水泥基薄板預制而成，用于承受混凝土側向壓力，對拉桿件的兩端分別埋設在兩側模殼內，是用于固定鋼筋骨架并承受混凝土澆筑側向壓力的桿件，相鄰組合殼構件之間在平面上為密拼連接，組合殼構件的鋼筋骨架與現澆混凝土剪力墻結構的鋼筋布設方式相同，相鄰組合殼構件間的鋼筋采用搭接連接。

裝配式復合模殼體系是指在預制構件制作過程中，將混凝土模殼作為主要的制作材料，將預制構件加工成模板，利用兩側水泥基薄板模殼作為支撐，從而形成強度、剛度和穩定性良好的混凝土結構構件。復合模殼體系包括模板和混凝土兩部分，其中，模板為水泥基預制薄板，主要是為了滿足工程施工的基本要求，保證混凝土澆筑順利進行；而混凝土則是為了確保其施工質量和效果，提高混凝土剪力墻的整體穩定性和承載能力。

裝配復合模殼體系混凝土剪力墻較傳統灌漿體系裝配式混凝土剪力墻具有以下特點：①裝配復合模殼體系混凝土剪力墻結構中相鄰組合殼構件的鋼筋連接方式與現澆混凝土剪力墻一致，力學性能較好；②裝配復合模殼體系混凝土剪力墻內腔混凝土實際上是在施工現場整體現澆的，相對于傳統灌漿體系預制剪力墻而言，對建筑物的結構整體性能更有保證；③采用復合模殼體系混凝土剪力墻，不但降低了材料成本，設備成本、制作成本、運輸成本及儲存成本也大幅降低；④模殼墻體預制構件起吊安裝就位后，無須在現場再進行墻體的模板安裝、鋼筋綁扎工序，而且模殼墻體預制構件質量較輕，過程運輸、臨時存放和起吊安裝都較為方便；⑤吊裝工序簡便，預埋件少，墻身豎向分布鋼筋采用傳統的搭接而不是套筒灌漿連接，建造成本大幅降低；⑥裝配復合模殼體系混凝土剪力墻綜合考慮了各專業的協同，系統性、集成性高，有助于實現全專業、全過程的信息化管理。

2 裝配復合模殼體系混凝土剪力墻施工關鍵技術分析

2.1 模殼墻體進場驗收及施工準備

（1）項目在進行施工現場總平面布置時，需要提前規劃預制構件進場驗收場地、臨時堆放場地，在施工現場內劃出預制構件臨時堆放的范圍、區域，并按相關要求設置警示牌、警示標志，對施工區域進行規范管理。構件堆放區域應在塔吊作業半徑范圍內，避免出現預制構件在場內進行二次倒運的情況；同時，預制構件臨時堆放時，應注意堆放層數最多不能超過6 層，以防止對預制構件造成損壞。

（2）預制墻體構件運送至現場時，需要委派專人檢查供貨物清單、出廠合格證或質量證明文件，仔細核對構件規格、型號和數量；驗收時，應根據設計文件要求對進場的模殼墻體規格、型號、數量、質量以及預埋件數量、位置、尺寸、預留洞口位置、尺寸等進行驗收；提前通知現場技術人員、監理工程師對構件進行檢查，并檢查構件外觀是否有明顯裂縫；預制構件堆上貨架前，需檢查墊塊和臨時固定措施是否到位，根據安裝前后順序，明確預制構件堆放排序。

（3）組織現場技術人員對墻體表面線、安裝左右控制線和標高控制線進行現場驗收校核，利用標高控制線復核在準備安裝模殼剪力墻部位的結構表面是否有凹凸現象，設計在預制墻體下端只有20mm平整度偏差的間隙；墻體底部預留鋼筋必須確保垂直，且不得碰撞模殼墻體內側面，如出現問題必須跟蹤確認整改落實到位才能進行預制構件的安裝。

2.2 模殼墻體安裝

（1）在模殼墻體安裝之前，需將所有預埋件埋設準確，并將底部結合面清理干凈；采取施工保障措施，并做出標志，不得出現污染和破損。

（2）模殼墻體進場后，需根據施工方案確定的施工順序在構件上標出吊裝順序號，所標注的吊裝序號應與設計圖紙序號保持一致。在模殼墻體安裝之前，必須按照施工方案規定的吊裝流程對構件編號進行核對。

（3）由于模殼剪力墻比較輕薄、易碎、易開裂，在吊裝時應根據預制構件的形狀、尺寸、大小及重量選擇合適的吊具，單個模殼墻體應設置2 個吊點，吊點位置應設置在模殼頂端內側往下400mm 位置，且吊點位置離模殼墻體兩側邊緣的距離不得小于300mm；預制構件起吊時需用卸扣將鋼絲繩與模殼墻體表面預留的吊環進行有效連接，構件起吊至距離地面高度500mm時，停機檢查起重機械的穩定性、制動裝置的可靠性和構件綁扎的牢固性等，檢查兩側水泥基薄板模殼外觀質量及吊環連接穩固后方可繼續起吊。

（4）預制構件現場吊裝采用人工配合塔吊的方式進行安裝，已起吊的預制構件不得長時間停在空中，預制構件吊裝時應遵循“慢起、穩升、緩放”的基本原則。構件吊裝時，吊鉤應緩慢升降，不得急起急落，構件起吊至距離作業面上方600mm 左右時，現場施工人員用兩根溜繩將預制構件拉住，使模殼墻體緩慢下降，待就位后用可調長、短斜撐桿對構件進行微調，借助經緯儀、線墜等測量工具進行配合，確保模殼墻體定位準確后再進行固定。

（5）采用斜向可調支撐桿對模殼墻體進行臨時固定，斜支撐桿一端固定在已施工完成的樓板上，另一端用螺栓將斜向支撐桿安裝在模殼剪力墻內側水泥基薄板的預留螺栓連接件上，斜支撐桿固定孔宜設置在模殼高度的2/3處，且不應小于模殼高度的1/2，斜支撐桿布設間距宜為400mm。

2.3 調試校正

（1）根據已放設的墻體表面線、安裝左右控制線和標高控制線，對模殼剪力墻進行調整定位；使用專用墊具和撬棍進行水平位移和標高的調整；模殼墻體的垂直度可采用可調斜向支撐桿進行調整；整個調試校正過程中，應輕翹、輕提、輕移動、輕調整，不得采用大錘敲擊等強行調整方式，避免在水泥基薄板模殼墻體兩側邊下角300mm內撬動受力。

（2）用螺栓將斜向支撐桿安裝在模殼剪力墻內側水泥基薄板的螺栓連接件上，對模殼墻體進行初調，保證模殼墻體大致豎直；在模殼墻體初調完成后，利用固定可調節斜向支撐桿，對模殼墻體進行臨時固定，待長斜向支撐桿固定牢固后，立即安裝短斜向支撐桿，以確保后續模殼剪力墻精確校正。

（3）平行于模殼剪力墻方向水平位置校正：通過在已施工完成的樓板面上彈出剪力墻水平控制線對剪力墻位置進行調整校正，若水平位置有偏差，則可利用小型千斤頂在模殼剪力墻兩側面進行微調。

（4）垂直于模殼剪力墻方向水平位置校正：可通過短可調斜向支撐調節桿配合長可調斜向支撐調節桿，對模殼剪力墻水平位置進行微調。

（5）模殼剪力墻垂直度校正措施：待模殼剪力墻水平位置調整校正完成后，利用長可調斜向支撐桿，通過對模殼剪力墻上部水平位移前后調節的方式來調整模殼墻體的垂直度。

2.4 縫隙封堵

每個模殼剪力墻體兩端都設有暗柱，需使模殼剪力墻兩側水泥基薄板模殼外表面與暗柱模板外表面平齊，兩側模板平齊之后形成的縫隙需要采取措施進行封堵。現場具體封堵措施為在縫隙的外側加一根豎肋，然后在豎肋外側釘入木鍥，使得中間縫隙以及水泥基薄板后背被完全頂住，最后再用釘子將木鍥固定。

2.5 澆筑模殼內腔混凝土

為提高內腔混凝土表面的附著力，加強混凝土二次澆筑時新舊層之間的粘結力，需對模殼剪力墻空腔內部進行粗糙處理。模殼剪力墻內腔混凝土在澆筑前應對下表面及兩側水泥基薄板表面澆水濕潤，澆筑時應分層分段澆筑，分段澆筑長度不得大于3m，內腔混凝土分層澆筑厚度應控制在300mm左右，斜向分層，然后依次斜向澆筑至墻頂標高。

澆筑模殼內腔混凝土時，采用手持式振搗棒進行振搗，振搗棒應快速插入混凝土內部，振搗時間應維持在20s~30s。現場采用插入式振動棒振搗時應快插慢拔，按施工方案確定順序進行振搗，不得漏振，不得過振，應均勻振搗密實。澆筑內腔混凝土時，應派專人觀察模殼剪力墻水泥基薄板、預埋件、拉結件、斜支撐桿等有無移位變形情況，如發現問題應立即組織相關人員進行整改，且應在下層混凝土初凝前全部整改完成，并留存相關影像資料。

內腔混凝土澆筑完畢后應在12h 內澆水并覆蓋養護，每日澆水次數應根據天氣情況而定，并應使混凝土表面保持濕潤狀態，養護時間不得少于14d。

3 裝配復合模殼體系混凝土剪力墻施工控制要點分析

（1）因裝配復合模殼體系混凝土剪力墻下面兩個邊角特別容易受損，不論是在起吊和安裝擱置過程中，都要保證下面兩個邊角不能受力；安裝時嚴禁構件直接著地，底部應放置襯墊、橡膠軟墊或木方；預制構件必須在整體吊離地面后才能進行水平方向移動，移動時嚴禁采用貼地拖行的方式；起吊鋼絲需對構件的水平度進行控制，嚴禁因未水平而單角著地損傷；預制構件吊裝前，必須復核模殼剪力墻安裝位置上的平整度，局部板面凹凸部位超過樓面標高20mm 時，需事先鑿平，避免損傷構件和影響安裝精度。

（2）模殼剪力墻吊裝需采用塔吊等大型起重機械垂直起吊，在模殼墻體安裝過程中各相關人員應密切配合，吊裝過程中嚴禁非吊裝人員進入吊裝區域，相關人員必須密切關注構件掛鉤之后和起吊繩繃緊的全過程，提醒司機起吊要慢、穩，確保模殼墻體在吊裝過程中不左右搖擺、不碰撞邊柱鋼筋。

（3）進入施工現場的所有模殼剪力墻安裝作業人員必須佩戴安全帽、安全帶、安全繩等安全防護設施。所有模殼剪力墻吊裝人員必須經過項目經理部三級安全教育及相關部門安全生產知識考試合格，并且接受施工安全技術交底。各安裝班組人員要相對固定，吊裝班組不得隨便換人，以便操作工人更加熟練掌握安全技能。吊裝人員每次作業前必須對鋼絲繩、吊鉤、吊環螺絲等有關安全環節的吊具進行檢查，確保現場使用的吊具完好無損，不能帶病使用和作業；模殼墻體吊離地面后，所有吊裝參與人員必須立即全部撤離吊裝施工區域。

（4）吊裝工人必須充分理解和配合塔吊班組安全操作，嚴禁野蠻施工。吊裝作業時，如遇有6 級及以上大風不得強行要求塔吊班組繼續作業，由于模殼剪力墻比較輕薄、板面尺寸面積大，迎風面大，遇有5級大風時就需密切關注和予以控制。

（5）模殼剪力墻吊裝就位及臨時固定完成后，現場應安排專人對每根斜向支撐桿進行仔細檢查，確保模殼墻體支撐穩固。

（6）模殼剪力墻內腔混凝土澆筑應采取分段分層澆筑方式，斜向依次澆筑至墻頂標高。模殼剪力墻新澆內腔混凝土與下層舊混凝土的結合處，應提前在舊混凝土表面均勻澆筑50mm 厚與內腔混凝土成分相同的水泥砂漿。內腔混凝土應分層分段連續澆筑，中途停歇時間不得超過混凝土初凝時間，混凝土分層澆筑厚度應控制在300mm 左右，上下層混凝土接槎處應加強振搗，以確保混凝土內部均勻、密實，混凝土強度符合相關設計要求。

4 結語

裝配復合模殼體系混凝土剪力墻結構采用了永久模板技術和鋼筋成型安裝技術，在工廠將模板和鋼筋制作成預制構件，整體運輸至施工現場后進行吊裝；裝配復合模殼體系混凝土剪力墻的鋼筋連接方式與現澆混凝土結構一致，無須在現場再進行模殼墻體的模板安裝及鋼筋綁扎工序，且構件質量輕，吊裝、運輸、儲存方便，模殼內腔混凝土采用全現澆形式，使得裝配復合模殼體系混凝土剪力墻同時具有裝配式結構和現澆混凝土剪力墻結構的優點。裝配復合模殼體系混凝土剪力墻施工具有節能環保、節約成本等優勢，將其應用到建筑工程中可有效解決普通現澆混凝土剪力墻施工質量通病，提高裝配式混凝土剪力墻的整體質量，節約工程造價，從而促進我國建筑業在新時代背景下的可持續發展。