一种预制围墙制品的设计与应用

李 龙 张耀文 邱振贵

（广东三和管桩股份有限公司）

0 前言

现阶段，以永久隔离空间为目的的围墙形式，多为采用红砖或砌块砌筑成型，与混凝土浇筑成型两种方式。同时，以暂时隔断为目的，也存在简易的铁制品临时围墙的形式，如彩钢板围墙等。其中，砌筑围墙与浇筑围墙形式，资源消耗大，施工效率低，成本较高，不符合国家推广的装配式建筑相关政策。为满足使用需求，行业技术人员已开始预制化围墙构件的研究工作，设计并使用了预制成型的围墙立柱，该立柱产品采用工厂预制，浇筑振捣成型，两侧留有凹槽，方便预制隔板的插入。但由于强度和生产条件要求不高，所以多采用自然养护工艺，降低了生产效率。

预应力混凝土管桩产品的生产采用流水化生产作业，自动化的混凝土搅拌布料，离心成型和蒸汽养护工艺，具有生产效率高，产品质量可靠，总成本低等优势。研发人员通过设计比较，将管桩产品的生产工艺应用到预制围墙产品中，提高了生产效率；由于采用了离心工艺，降低了混凝土的用量，节约成本，提高构件的强度；由于采用快速机械插入方式进行连接，在应用过程中也提高了安装的速度，经济效益和社会效益明显。

1 产品

本预制围墙形式为通透式围墙，主要包含有横梁、立柱和围栏三个部分，其中横梁和立柱两部分采用工厂化预制。两者的外观为中空矩形截面，其具体尺寸为：横梁长度为6.4m，立柱高度为1.7m。横梁截面尺寸为450mm×500mm，立柱截面尺寸为400mm×400mm。两者外观形式见图1 与图2。

预制围墙立柱的上部有一个柱帽，生产中主筋通长放置，柱帽与立柱一体成型，所以牢固稳定。生产中，立柱的底部与横梁的上表面的两端都设置有固定孔，用于立柱与横梁的快速连接。预制围墙横梁与立柱参照GB50010《混凝土结构设计规范》设置钢筋和计算力学性能，具体混凝土等级、配筋结构及力学性能见表1。

图1 预制围墙立柱结构图

图2 预制围墙横梁结构图

表1 围墙构件结构与力学性能

2 生产

如图3 和图4 所示，预制围墙横梁与立柱模具是由空心方桩模具改造而成，其中生产立柱的模具两端各增加连接生产柱帽的铁模。生产过程中采用与管桩产品生产相同的自动布料方式、张拉工艺、离心成型方式和常压蒸汽养护工艺。

图3 立柱与横梁模具装配图

离心成型工艺使得预制围墙的立柱与横梁表面光滑无缺陷，并能够提高混凝土的密实性，从而提高强度。常压蒸汽养护加速混凝土中的水泥水化反应，提高生产效率。立柱与围墙经过5 个小时的蒸汽养护（80℃），即可拆模转运至堆场堆放，按照工程需求可随时出厂使用。

图4 立柱与横梁产品图

3 安装

3.1 连接

通过立柱下端和横梁两侧在生产过程中的预留孔，预制围墙的立柱与横梁的连接方式采用机械插入式快速连接方式。首先将插杆拧入立柱下端螺丝孔中，将卡件放入横梁的预留孔中，吊起立柱，对齐位置插入即可。连接配件的结构形式见图5。

图5 连接配件结构图

3.2 安装

预制围墙的横梁与立柱采用吊装方式进行安装。如图6 所示，由于横梁的总量约为2 吨，立柱的重量约为0.5 吨，所以采用一台钩机与3 个辅助人员即可安装。

图6 预制围墙安装图

3.3 承台

预制围墙采用独立承台基础，依据GB50007《建筑地基基础设计规范》的相关要求，根据每层土样深度及对应土样的抗剪强度指标，选取不同的承载力系数，计算地基承载力特征值，再根据预制围墙的自重，设计承台基础的尺寸和深度。

图7 为厦门市海沧区延奎小学预制围墙项目的具体安装图片，该项目周长为760 延米，承台提前浇筑完成。安装工人3 人，包括一台吊机手，两名辅助人员。由于工人初次进行安装，经验不足，每天铺设约100 延米。安装后经过表面涂刷仿石漆和增添铁艺围栏，预制围墙的整体效果美观，质量优良。

4 经济性

4.1 生产效率

预制围墙采用张拉、离心工艺和蒸汽养护工艺，生产模具快速周转，生产效率高，产品质量可靠。

4.2 施工工期

预制围墙横梁和立柱运输到现场即可边卸货边施工，方便快捷。正常情况下，一组施工队3 人，一台随车吊，一台钩机，10 小时可以完成约200 米的组装，组装高效。

图7 厦门市海沧区延奎小学围墙图片

4.3 节约资源

预制围墙横梁和立柱为空心结构，可作为围墙照明和消防管网及绿化给水管道和电缆的铺设，在减少施工开挖的同时，有效的节约土地使用空间。

4.4 二次找平

预制围墙的横梁和立柱一次性成型，在确保标准尺寸及外观的同时无需做二次找平粉刷，只需根据要求直接涂刷装饰漆基坑。

5 结论

预制围墙横梁和立柱采用工厂化预制。由于采用的张拉、离心和养护工艺与现有管桩生产条件相同，只需进行模具简单修改即可使用，生产效率高。安装过程中，工作面小，仅需一台钩机和三个辅助工人，同时采用机械插入式快速连接方式，安装速度快，工作强度小。横梁与立柱为中空结构，为预埋管线提供空间。预制围墙的使用，在满足节能环保要求的同时，也符合国家提高建筑结构预制率的要求，市场应用前景广阔。