预制保温叠合外挂墙板体系装配式结构施工技术

黄 淼 俞天波

上海建工集团股份有限公司 上海 200080

近年来，大力推行建筑工业化使得装配式结构在项目市场上活跃起来。由于技术工艺和实施质量的公认度不足，常用的湿法连接套筒灌浆工艺一直处于风口浪尖，而防水防渗问题作为装配式结构的常见质量隐患之一，也亟待寻求更好的解决途径[1-3]。

预制保温叠合外挂墙板（PCTF）体系是一种不依赖套筒灌浆作为主要结构受力系统的装配式体系，可以回避较难控制的灌浆工艺，并兼有较好的防水功能。

1 工程概况

1.1 项目概况

上港集团军工路地块开发建设项目（现名星江湾），地处上海市宝山区淞南镇，北邻军工路、南至国咏路（规划）、西至淞军路、东至政涟路（规划）。本项目的三标段包含A1A-02、A1A-03两个地块，主要为独立商业楼、商办楼、人才公寓及附属工程于一体的综合发展项目，总建筑面积114 400.00 m2，其中地上装配式建筑面积为50 256.06 m2，共有6栋16～19层的人才公寓楼（图1），主体设计为剪力墙结构，装配式深化采用了“预制保温叠合外挂墙板（PCTF）＋预制剪力墙（PC）体系”的装配式结构。

图1 人才公寓效果图

1.2 装配式结构概况

预制剪力墙体系比较常用，用于本项目的内墙剪力墙部分。而预制保温叠合外挂墙板（PCTF）为较少采用的装配式体系，本项目中该体系的构件用于全部标准层围护结构及屋顶女儿墙。其他装配式构件还有常规的整体预制阳台和预制楼梯等。

1.3 PCTF体系特点

本项目预制保温叠合外挂墙板主要形式有两种。一种为少量的非采暖区外围护墙，厚70 mm的钢筋混凝土板（图2），不含保温作用的挤塑板夹层，类似常规楼板叠合板的竖向使用，也作“PCF板”。另一种为采暖区外围护墙，厚60 mm的钢筋混凝土板＋50 mm的挤塑聚苯板（FRP连接），如图3所示。

图2 非采暖区厚70 mm的PCF板

图3 采暖区60 mm＋50 mm的PCTF板

两种形式都有以下主要特点：

1）单侧支模

不同于常见的装配式工程内页实心墙与外保温外页墙合一，PCTF体系仅为外保温外页墙板，内侧结构墙体仍需进行现浇钢筋混凝土施工，因此PCTF构件在施工功能上又相当于钢筋混凝土材质的预制外模板。

PCTF构件内表面预留有对拉螺栓孔，墙体内侧模板以对拉螺栓与外页墙拉结固定，墙板支模施工全在号楼的室内完成。

2）保温层嵌固、不会脱落

非PC的常规建筑保温板容易脱落，PCTF体系的保温板由外页墙板钢筋混凝土外壳包裹，并与内页现浇部分通过FRP连接件进行连接（图4），保温层完全不参与受力，其耐久和防脱落性能可靠。

图4 FRP连接件的工作形式

3）结构安全性好、拆分自由度大

由于外页墙与内页墙分离，结构主体受力部分仍为现浇钢筋混凝土。由于无需套筒灌浆，其结构质量的可控性高，结构安全性可靠。而除穿墙孔洞外，机电管线也无须在构件厂加工预埋，现场预埋点位的可调节度高。另外还可以根据外立面效果需求以及一定的加工、施工要求来调整构件的拆分，少受结构安全制约。对于上部图纸无法及时完成设计的工程，早期塔吊布置风险也较小。

4）构造性外导外排防水

PCTF构件底部设置有外导外排水的企口构造，每隔3层在构件竖缝中、距离楼层线下300～500 mm的位置，设置1根φ10 mm的泄水管，将可能积存的雨水外排，且内页墙为现浇结构的连续墙体，比常见的PC结构防水性能优势明显。

门窗洞口也有外导的企口构造（图5）。

图5 防水构造

2 项目施工难点、特点

2.1 材料运输

受构件受力特性及现场起吊条件影响，脱模后PCTF只宜竖放，水平放置再吊起时比一般装配式构件更易屈折。

PCTF构件底部的企口构造，受运输时的颠簸较易损坏，须用橡胶垫等柔性缓冲材料垫底。

PCTF构件不含内页实心墙，各构件之间不能直接抵靠，一车能装载的构件较为有限，效率略低。

因部位类同有内页实心墙，部分相似的PCTF墙板构件可利用门框等部位作为受力点进行垫靠，这样可以提高运输效率。

钢丝绳绑缚应尽可能选择PCTF刚度较大的位置，并垫柔性材料。

2.2 作业面狭小、单面支模困难

由于该项目为人才公寓，各个房间开间设计较小，而PCTF构件仍需单侧支模的特性，使得斜撑飞机头对墙体内侧大面支模有一定的妨碍。需要工人、工具、支模方式、模板分拆等工艺进行一定的适应改进。

2.3 阳角有分板时胀模风险高

尽管装配式设计已设计有转角板连接件，但实际使用后L形单片式连接件刚度不足，向外顶涨变形情况较大。经研究后采用L形角钢对穿螺栓从外侧抱箍，与内侧模板体系有效拉结，之后拆除修复墙面，不会对外立面真石漆效果有所妨碍（图6）。

图6 阳角拼接位置的固定

3 技术方案及关键控制措施

3.1 技术准备

由于PCTF构件的特性，施工准备首先是对施工图纸的反复研究，优先明确所有PCTF构件的空间位置关系。图上分析必须精确到1 cm以内，充分考虑PE棒填塞、垫块空间、脱模需要等，直至基本能从图纸上理清各个构件之间的拼接关系，以及安装控制精度要求，并在现场首层预制层楼地面上放线实测、分析完善后，才可决策开模加工。

3.2 首批构件的查验

PCTF构件的加工生产也有一定的技术难度，需要挑选有优质技术实力的构件厂承担开模加工任务。

由于PCTF构件的构成比较特别，各类配件较多，加工时会面临诸多模具设计问题，需要在初期即邀构件厂一同参与读图、开模设计。

首批构件进场前，经项目团队至构件厂实地查验验收合格后，直接装车，运抵现场。

3.3 现场准备

1）道路、堆场准备

现场道路堆场均须硬化处理，堆场尽量布置于地下室顶板以外硬化区域，如构件必须堆放于地下室顶板的，则需用钢管满堂顶撑加固。

堆放架与常规PC堆放架相同，区别是PCTF需稍稍倾斜以保证单侧倚靠，底部应垫有多组长条木方，且须保持稍大的间距，以免吊装时飞机头等伸出部件遇阻。

2）塔吊及附墙

本项目采用的吊机型号有T C 7 0 3 5、T C 7 0 2 0、ST6015，塔身基本都在狭长的人才公寓号楼居中位置，除最北侧的超长预制阳台在预制率许可的前提下改为现浇结构外，无其他起吊困难的构件。

塔吊附墙杆不能直接附着于PCTF墙板上，应尽量通过窗口、门洞附着至内侧现浇墙体。对于某些附墙位置受限不得不布置于PCTF墙板上时，须对预制墙板打孔并预留套管，局部保温板须切除，以便混凝土浇筑后形成一个无夹心的混凝土区域，采用4～6个一组φ30 mm的对拉螺栓将焊接钢板与内页墙、外页板夹紧，使得受力仍由内页现浇部分承受。

3）外架使用

鉴于施工安全和效率，以及建设单位仍在权衡是否设置层间铝板装饰等外饰面内容，本项目仍按传统结构施工搭设了外脚手架。为便于管理、控制外架搭设质量和作业安全，本项目采用了盘扣式脚手架。

利用PCTF板缝（20 mm）预留甩出圆钢，与1根普通钢管搭接焊长度10 cm以上，通过钢管与架体扣接牢固，软拉于内页现浇部分，硬顶于外页预制部分。

而对于24 m以上高度范围，由于PCTF特性仅相当于外侧模板，本身不能附着持力，但内侧仍同常规现浇结构，故预先由加工厂在PCTF构件下口设置预留方孔即可布置悬挑用的型钢，其他工艺与常规现浇结构工程无异。

3.4 首层构件的试安装

由于PCTF体系的特性且市面上较不常见，对在本项目首次吊装的队伍除了进行必要的技术交底外，仍需经过现场实际施工操作才能熟悉了解作业要点，技术及生产部门才能掌握、梳理更有针对性的工艺交底资料，以便后续大面开展施工作业（图7）。首层构件的试安装是获取第一手资料的关键渠道。

图7 首次吊装尝试就位

4 施工流程及细节要点

1）PCTF不同于一般剪力墙系或框架系装配式构件，其实际为一块预制外侧模板，与现浇结构之间没有明显直观的拼接关系，因此其首次定位需要根据图纸测放分板线。随着第一层PCTF构件安装就位，后续楼层只需根据下方楼层构件的位置对正即可。此时还应做好暗柱竖向钢筋接长等工作。

2）由于PCTF构件设计有上下两组、跨越现浇墙体部分、同斜撑一起固定构件用的“飞机头”，该部件会对暗柱箍筋的绑扎带来直接影响，暗柱箍筋须在PCTF安装就位前套入暗柱竖向钢筋，并在上、下2个飞机头切分成的3段范围内临时固定或直接绑扎完毕。

3）PCTF吊装时，构件会因吊钩形式略有倾斜，属于正常形态，吊运至安装位置上方时须靠室外一些，但应注意与脚手架内立杆的距离，避免外表面刮擦。落下就位前，应由工人适当将暗柱钢筋朝楼层室内掰，以便构件落下。就位安装时，下侧飞机头应该穿过两段预先套入的箍筋之间。

4）同常见的预制剪力墙等构件，PCTF构件安装时也需要垫块调节。本项目装配式虽在构件底部设计有25 mm×25 mm×6 mm的钢板垫和在竖向对正的顶部位置设计有标高调节螺栓孔，但施工时墙柱的竖向钢筋对水平旋动的螺栓操作妨碍过大，实际仍采用有机垫块进行标高调节，适配调节快速，操作相对简便。

5）落下就位，基本对正后，即可初步安装斜撑固定。对于偶有飞机头位置不对的，需要在此阶段选取合理部位增补U形拉环或耳板。斜撑初步紧固后，即可松开吊钩，准备起吊下一块构件。

6）待通过调节四根斜撑、辅以撬棒对构件进一步精校、调垂后，锁紧固定斜撑，构件底部的板板连接件也进行固定。

7）暗柱箍筋可开始正式绑扎到位。为避免暗柱后方没有操作空间，宜在暗柱箍筋绑扎固定前，将PCTF构件横向板板拼缝间的止水胶带封贴直至构件顶口，并固定横向板板连接件（图8）。

图8 止水胶带封贴及横向板板连接件固定

8）随着墙板钢筋施工，机电管线预埋也同步跟进。开关等上行管线，应翻至楼板标高，以便后续接驳。

9）单侧内模试拼装、安装，模板上对拉螺杆孔需根据PCTF预埋接驳器校正，应注意飞机头对模板的分割。待隐蔽验收合格后，方可封模。然后开始现浇梁、叠合板、预制阳台、预制凸窗等支模。

10）由于PCTF体系的梁仍为现浇梁（阳台梁除外），梁钢筋与预制阳台、预制凸窗等有锚筋的预制构件吊装存在一定的冲突，需要预先将梁底筋、箍筋绑扎初步布置到位，避免构件锚筋将梁底遮盖后无法在梁底进行绑扎。预制阳台、预制凸窗与PCTF墙板构件拼接的接缝位置需预先贴PE棒，防止跑浆。

11）吊装预制阳台、预制凸窗等构件就位，与叠合板有所不同，预制阳台、预制凸窗需盖住PCTF构件外页墙顶端，并与PCTF外页墙的内表面齐平或略微侵入，这是因为PCTF外页墙不能参与结构受力，需要阳台凸窗构件直接锚咬内页现浇部分。吊装完毕后，还要对与模板、PCTF仍有缝隙的位置进行再封堵。

12）后续其他施工内容与一般PC工程相同。仅需注意要预留好PCTF构件顶部与上一层构件连接用的竖向板板连接件，注意浇筑混凝土时应跟随扶正，避免偏转或没入混凝土中。

混凝土浇筑后3～4 d，墙板内侧木模即可拆模，斜撑也可拆除。

外露出墙面的飞机头也可割除，但对无法割净的根部要涂刷防锈漆，初装修阶段粉刷封闭。

外墙板缝按防水构造设计进行处理，后续作为外立面真石漆的分缝。

5 其他辅助手段

本项目对构件管理还使用了二维码BIM系统构建物料信息平台，帮助现场及时掌握构件厂预制加工、进场入库、吊装就位、灌浆完成等情况。

体量较少的盲孔灌浆也采用了预埋传感器法灌浆检测技术，进行50%抽样检测，确保灌浆密实。

6 结语

如前言所述PCTF墙板相当于一块预制外模板，相比于木模板，PCTF墙板较为厚重，吊运安装占据的工期时间对比采用双侧木模板的现浇工程需要更多时间，但安装就位后也相对牢固，内侧支模过程中的一般磕碰不会造成变形，除了阳角部位外，只要固定用的配件正常工作，基本无向外胀模风险。

PCTF体系本身又兼具良好的防水性能，不用施工外防水，保温工程也已同步完成。如果设计合理，整个外立面即为清水面，可以直接开始真石漆涂刷喷涂作业。因此从工程整体而言，采用PCTF体系施工对工期影响不大。而且由于结构作业面上PCTF墙板吊装后即形成了封闭式围挡，对于防止扬尘、减少电焊闪光扰民、安全管理等方面均有益处。

本项目PCTF体系装配式预制率均达到40%以上，2019年度获得上海市装配式示范项目。