鋼結構建筑全預制外墻施工分析

孟金龍，周洲，張凌，譚力文

（1.中建二局第一建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000；2.中建二局深圳建投發展有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

隨著裝配式建筑和預制構件的迅速發展，工程建設項目周期在不斷地縮短，同時針對當下社會經濟的迅速發展，業主對于工程建設施工速度的要求在逐步提高，而為了滿足這一需求，裝配式建筑成為建筑行業的主流。項目實施過程中采用永臨結合的辦法，提前施工相應配套建筑兼做臨時辦公區。

1 項目概況

深圳市長圳公共住房及其附屬工程項目占地面積20.77 萬m2，總建筑面積約115.00 萬m2，項目共計24 棟高層塔樓。項目臨建可用面積少，主體階段辦公需求量大。開工初期進行土石方及基坑支護工程施工，現場臨時設置集裝箱板房辦公區，后期將18#幼兒園作為永臨結合辦公區及科技展館使用，需在短時間內按照業主合同要求完成。

幼兒園采用傳統現澆結構工期長、工序步驟多，采用鋼結構+裝配式結構可縮短建設周期，但預制構件與鋼構件如何連接、連接部位如何處理、怎么解決防水及滲漏問題、如何保證施工質量、如何既節約工期又降低建造成本，成為項目建設過程中亟待解決的問題。

2 解決思路

傳統全現澆鋼筋混凝土結構施工周期較長且施工質量較差，主體結構施工完成后仍需要對外墻進行螺桿孔洞封堵等外墻處理施工，根據現階段的外墻封堵質量存在一定的漏水隱患，后期二次處理將會花費大量的人工費、材料費和機械費。由于鋼結構和預制外墻都是提前預制、現場安裝，可以節約工期。同時，預制外墻和鋼結構在工廠加工，構件的平整度、垂直度等精度高，不需要后期對外墻進行處理，因此可以縮短施工周期、節約費用。

項目采用EPC 總承包模式，18#幼兒園根據業主要求優化為永臨結合辦公區，要求項目在90 天內建成并投入使用，由于工期緊任務重，聯合設計單位將幼兒園的結構形式優化為裝配式鋼框架+全預制外墻。

采用裝配式鋼框架體系，外墻全部采用預制混凝土外墻，預制外墻與鋼框架的連接形式及預制外墻之間的縫隙封堵處理成為鋼結構建筑全預制外墻施工的關鍵技術點。

預制外墻與鋼結構采用預埋支座螺栓連接方式，并在外墻之間拼縫采用密封膠封堵，縮短現場外墻處理的施工工序，從而縮短工期。同時外墻防水采用凹槽防水+雙層密封膠封堵形式，結構防水與材料防水相結合，同時在兩層密封膠中間設置雨水疏水通道，堵疏結合，將滲漏雨水排至室外散水。

3 施工工法技術重點

對預制構件與鋼結構節點進行專項設計，預制構件與鋼結構之間通過鋼牛腿采用螺栓進行連接，確保預制構件連接的可靠性。

預制外墻多道防水技術，外墻防水采用凹槽防水+雙層密封膠封堵形式，結構防水與材料防水相結合，同時在兩層密封膠中間設置雨水疏水通道，堵疏結合。

建筑外墻免抹灰免裝飾技術，因外墻采用預制外墻，幼兒園外墻不需要進行抹灰，且可以展示構件清水混凝土效果，節約工期，體現工業之美。

4 工藝流程及操作要點

4.1 工藝流程

鋼結構和預制外墻深化設計→預制外墻吊裝→預制外墻密封膠施工→裝飾裝修。

4.2 操作要點

①連接節點優化

根據設計需求以及設計圖集確定預制構件與鋼結構連接節點，確保連接節點滿足后期穩定性和實用性要求。首層預制構件底部與L 形牛腿采用螺栓連接，L 形牛腿與地梁埋板采用焊接連接，首層頂部與鋼梁采用梯形牛腿采用螺栓連接。二、三層預制構件底部與頂部同鋼梁采用梯形牛腿進行螺栓連接。預制外墻連接節點詳見圖1-圖5。

圖1 預制外墻與鋼梁連接節點

圖2 預制外墻細部連接節點

圖3 墻低連接節點

圖4 連接節點現場實例圖

圖5 連接節點現場實例圖

②預制構件拆分

連接節點確認之后，利用BIM 技術根據設計圖紙對幼兒園初步主體結構進行建模，針對模型進行構件拆分，確定預制外墻種類及型號。預制外墻拆分詳見圖6-圖8。

圖6 預制構件一層拆分圖

圖7 預制構件二層拆分圖

圖8 預制構件三層拆分圖

③預制構件深化

針對各位置預制外墻進行深化設計，預制構件上深化設計出防水凹槽、埋件等，用于后期施工。預制外墻典型模型詳見圖9，預制構件防水凹槽實例詳見圖10。

圖9 預制外墻模型圖

圖10 預制外墻防水凹槽

④鋼結構深化

采用BIM 技術針對鋼結構部主體部分進行拆分，針對鋼構件進行深化設計，確保鋼結構上預留孔洞，便于后期鋼結構牛腿安裝。主體鋼結構深化模型詳見圖11。

圖11 鋼結構主體BIM模型

⑤預制構件吊裝

設計完成后委托預制構件廠進行生產加工，現場進行預制構件安裝。預制構件安裝實例圖詳見圖12。

圖12 預制構件安裝

⑥預制外墻防水

預制外墻間采用密封膠進行封堵，預制外墻水平方向主要采用防水凹槽及密封膠進行防水，外側密封膠失效后雨水沿著凹槽流向豎向空腔，在重力作用下外排到外部散水。預制外墻防水節點詳見圖13-圖16。

圖13 預制外墻間連接示意圖

圖14 預制外墻防水剖面示意圖

圖15 預制外墻防水示意圖1（雨水侵襲，由密封膠承擔主要防水功能）

圖16 預制外墻防水示意圖2（密封膠未失效時，雨水侵襲，由防水凹槽進行防水，經過豎向空腔外排到散水）

圖17 密封膠成型效果

預制外墻防水豎向主要采用兩道密封膠及內部防水空腔進行防水，外側密封膠失效后雨水進入豎向空腔，進去的水分沿著防水凹槽，流進豎向空腔，直接排放到外部散水。

針對中高層建筑，為避免因豎向空腔堵塞導致漏水，在預制構件縱橫向交接處設置排水管，保證雨水能夠及時排出。

當每一層預制構件安裝完成后需對每個縫隙進行封堵，密封膠施工嚴格按照規范進行。施工工序為垃圾清理→膠縫清理→鋪貼美紋紙→密封膠施工→清理收面。

⑦預制外墻連接件隱蔽處理

首層預埋件在裝飾面層以下，不需要進行特殊處理，后期建筑面層隱蔽。

二、三層預制外墻底部鋼牛腿因為內部存在凹槽，不利于后期裝修，同設計確認凹槽內部填充同底板標號混凝土進行填充，填充完成后預埋件位于建筑面層下部。預制構件與牛腿連接凹槽實例圖詳見圖18。

圖18 現場預制外墻底部鋼牛腿凹槽

預制外墻頂部鋼牛腿采用裝修吊頂及裝飾面板進行隱蔽處理。

5 工法優點

5.1 建設周期短

本工法采用鋼結構+全預制外墻的結構形式，鋼結構和預制構件均為工廠預制，同時由于預制構件可達到免抹灰的清水混凝土效果，可減少外墻處理工序，從而縮短建設周期。

5.2 工程造價低

本工法縮短建設周期，減少了外墻處理施工工序，節約了人員、材料和機械的投入。

5.3 施工質量高

預制外墻和鋼結構均在工廠提前生產，施工質量得以保證，同時采用結構凹槽防水及密封膠對結構縫隙進行封堵，提高了結構防滲漏的性能。

5.4 安全保障性強

由于采用鋼結構和預制外墻，避免了外墻現澆施工，減少了高空作業的工程量，提高了施工的安全性。

5.5 可實施性強

由于采用鋼結構和預制外墻，均為重復操作，便于工人操作，可實施性強。

6 結語

外墻全部采用預制混凝土外墻，預制外墻與鋼框結構通過鋼牛腿采用螺栓進行連接，預制外墻之間的縫隙采用密封膠封堵，預制外墻采用多道防水工藝，保證后期外墻施工質量。滿足綠色施工、降本增效的要求，并且采用本工法可節省大量的勞動力，具有一定的社會效益。同時本工法很好的優化了鋼結構與預制外墻的連接節點及預制外墻之間縫隙的防水工藝，提高效率、保證質量與進度、工藝美觀、節約工期。