裝配式清水保溫復合外掛墻板設計及施工技術

福州市中建科技綜合樓高22.9m, 單體總建筑面積6 348m², 首層高4.2m, 2~6層層高3.6m。結構形式為裝配整體式混凝土框架結構, 采用的預制構件有預制柱、預制疊合板、預制疊合梁、清水保溫復合外掛板、預制樓梯、預制內墻板等, 預制率75%, 裝配率92%。其中豎向結構預制柱采用鋼筋套筒灌漿連接技術, 外立面采用濕式外掛清水保溫墻板技術, 抗震設防烈度8度, 保溫設計達到綠色三星要求, 是“十三五”國家重大專項科研示范工程之一, 中美清潔能源合作示范樓。

清水保溫復合外掛板通過反打工藝依次澆筑普通混凝土和輕質微孔混凝土, 經過養護成型, 2層結合為一體, 其中普通混凝土作為面層, 通過反打工藝達到清水混凝土效果, 輕質微孔混凝土作為保溫層和持力層。該工程采用的清水保溫復合外掛板為60mm普通混凝土+190mm輕質微孔混凝土的雙層復合而成, 普通混凝土強度等級C30, 設計容重2 385kg/m³, 輕質微孔混凝土強度等級C15, 設計容重1 350kg/m³。

1) 共計采用209塊清水保溫復合外掛板, 較小尺寸為1 980mm×2 980mm×250mm, 較大尺寸為5 380mm×3 560mm×250mm, 較大外掛板由1.149m³普通混凝土+3.604m³輕質微孔混凝土復合澆筑完成, 重8.15t, 利用輕質微孔混凝土輕質高強、保溫性能好的特點, 減輕外掛板3.72t的質量, 降低工程的施工難度, 節省施工機械費用。

2) 依次將輕質保溫復合外掛板普通混凝土和輕質微孔混凝土澆筑成型, 每層混凝土均布置鋼筋網片, 普通混凝土層上間距600mm布置?90桁架鋼筋, 以增加界面結合力, 防止2種不同強度等級、不同性能的材料分層脫落。

3) 外掛墻板窗框在生產時使用模具固定預埋, 跟主體輕質混凝土層現澆成整體, 從源頭上解決后期安裝窗框漏水問題。

4) 外立面采用清水混凝土飾面, 在西側山墻采用5塊光影混凝土竹林裝飾, 為保證混凝土外立面長久的色澤統一性, 使用啞光清水混凝土保護劑, 解決了在自然環境下陽光、酸雨、空氣、油污等對清水混凝土的侵蝕。

根據JGJ1—2014《裝配式混凝土結構技術規程》的要求, 清水保溫復合外掛板采用線支撐式外掛板, 按非結構構件設計。外掛墻板與梁結合面采用粗糙面加鍵槽處理方式, 外掛板中預留胡子筋, 安裝時胡子筋錨固在疊合梁后澆混凝土中。外掛板下部設置2個非承重外拉節點, 用以承受平面外水平荷載, 保證外掛板具有隨動性, 以適應主體結構的變形, 連接示意如圖1所示。綜合樓清水保溫復合外掛板采用3層防水處理, 外側為MS密封膠加?30mm發泡聚乙烯棒, 內側為?22mm的氣密條, 中間留有減壓槽, 墻板底部埋設?10mm PVC導管。

1) 工藝流程熟悉圖紙核對編號→施工準備→測量放線→外掛板吊裝→初步固定→掛板調整→較終固定→后澆層澆筑→斜撐拆除→結構縫打膠→構件吊裝驗收→涂刷清水混凝土保護劑。

2) 施工準備由于總高度不大, 單層面積1 000m², 輕質微孔混凝土外掛板較大重約8.15t, 較大吊裝高度22m, 考慮吊裝動力系數及成本問題, 選擇采用汽車式起重機作為吊裝設備, 兩側山墻吊裝時采用80t汽車式起重機, 其余構件安裝采用25t汽車式起重機。

3) 測量放線每層構件吊裝應沿著外立面按順序逐塊吊裝, 不得打亂吊裝順序 (見圖2) 。每塊外墻掛板進場通過驗收后, 統一按照板底往上1 000mm彈出水平控制墨線;按照板左右兩側各往內彈出2條豎向控制墨線。外墻板的控制線依次由軸線控制網引出, 每塊外掛板均有縱、橫2條控制線, 并以控制軸線為基準在樓板上彈出構件進出控制線、每塊構件水平位置控制線以及安裝檢測控制線。構件安裝后樓面控制線應與構件安裝控制線吻合。

外墻掛板安裝前應對整層每塊墻板的安裝位置進行測量放線, 測量每塊墻板的水平標高, 基礎出現高程偏差時, 用40mm×40mm, 1, 3, 5mm厚的鋼墊片進行調整。

4) 構件吊裝及調節構件吊裝時由1名指揮工、3名操作工配合, 起吊時用溜繩控制高空位置, 避免墻體起吊后打轉, 接近安裝位置后緩慢下落, 外掛板的開口箍筋插入疊合梁的箍筋空隙之中, 當鋼筋之間出現碰撞時可進行微調。外墻掛板初步安裝就位后, 對構件進行三向微調, 確保外墻掛板標高一致、進出一致、縫隙間隙一致, 垂直度符合要求。

每塊外掛板生產時上、下各預埋2個螺母, 用于安裝斜撐桿, 斜撐桿后端用膨脹螺栓固定在結構樓板上, 外掛墻板吊裝就位后用螺栓鎖住斜撐桿, 斜撐桿上部設有可調節螺紋裝置, 通過旋轉桿件, 調節外掛墻板的垂直度。構件標高通過水準儀進行復核, 每塊板吊裝完成后須復核, 每個樓層吊裝完成后進行統一復核。

5) 連接件固定外墻掛板吊裝完成后, 進行后澆混凝土施工和連接件安裝, 使外掛墻板形成一個整體, 增加其穩定性。待后澆混凝土強度達到70%以后可拆除斜撐桿。

6) 涂刷清水混凝土保護劑工程驗收合格后, 采用啞光色清水混凝土保護劑對清水混凝土外掛墻板外表面進行防護。防護前應檢查混凝土質量, 修補處理色差嚴重或缺陷較大的地方, 修補后的顏色應與混凝土基色基本一致, 不得全面覆蓋混凝土原有的表面機理。

清水保溫復合外掛板的應用成功解決了傳統保溫材料易燃和耐久性差的問題, 輕質微孔混凝土的應用減輕了外掛墻板的容重, 降低了施工難度, 采用裝配式施工避免了現場濕作業環節。