预制混凝土外挂墙板从设计到施工的过程探讨

王培培

（上海君道住宅工业有限公司，上海 202012）

1 方案设计阶段注意事项及分析

1.1 建筑立面前期优化

装配式建筑设计前期，在满足建筑立面要求的前提下，需考虑后期装配式挂板拆分方案的可行性，具体如下。

1）窗垛宽度控制 立面中窗垛尺寸宜大于600mm，这样后期拆分出来的挂板窗垛保证在300mm左右，后期计算窗垛在脱模吊装工况下的承载力、挠度及裂缝时容易通过。

2）层高控制 控制层高的主要目的是为保证构件高度在可控范围内，若构件高度过大会导致构件在生产时模台利用率降低（常用模台尺寸为3.5m×12.5m），尺寸过大还会使构件超重，后期运输堆放困难，部分地区道路会限宽限高；另外构件过重，对现场吊装器械的要求也会增高，可能会导致由塔式起重机施工变为汽车式起重机或履带起重机施工，从而影响施工效率和增加安装成本。

3）立面规整通用性控制 装配式外挂墙板项目在方案拆分时需考虑构件的通用性即模具通用性，从而降低生产成本。立面构件规格通用并不代表造型单一，可通过控制构件线脚种类及安装位置，如镜像、隔一布一、交替排布等方式，实现立面多样化。

1.2 外挂墙板预制范围和拼缝选择

1.2.1 预制范围选择

目前，各地相继出台装配式项目相关政策要求，如装配率、预制率、立面覆盖率等。在满足政策要求前提下，拆分范围宜选择便于防水、传力明确、安装方便的部位。当建筑物有地下室时，宜从±0.000m往上200mm开始预制，可在下部施作200mm高混凝土导墙，使挂板下部位于混凝土导墙之上便于防水。当顶部层间位移不大时，可考虑外挂女儿墙的拆分，从而提高预制装配率等。在一些特殊情况下，如建筑物层数不高而PC率要求高、立面确实无法优化且梁柱又不宜拆分时，为保证建筑安全性，可采取申请降低装配率的方式，在政策允许的情况下，使项目具体可行。

1.2.2 预制外挂墙体之前拼缝选择

1）水平缝 ①水平缝高度应满足层间位移要求，在受到地震力时，通过拼缝之间的相对移动，从而使构件自身内力得到释放，避免传递给主体；②水平缝应采取企口形式，下部企口高度宜设置在梁高范围内，以确保当水平缝外侧胶体老化脱落或企口处破损后，水无法渗透到室内污染墙面；③水平缝最好保持在同一水平高度，这样外立面观感效果更佳。

2）竖向缝 ①竖向拼缝选择时应考虑避让结构柱，便于拼缝的后期处理，特别是旋转式挂板；②竖向缝还应避开房屋阴阳角部位，因房屋角部受力和变形过大，当竖向缝位移受限时会增加主体刚度对抗震不利，从观感上看，竖向缝也不宜选择在建筑物阴阳角处，建议从角部转过来300mm以上设置。

当建筑物退轴线时，为保证混凝土挂板外立面拼缝美观性，拼缝宜横平竖直，为达到设计效果，设计时可在预制挂板外视图中预留凹槽，如高25mm、深20mm凹槽，待构件施工完成后，在预留凹槽内补打耐候胶，从而使同一层的水平缝和上下层的竖向缝在同一直线位置，立面分割整齐。

1.3 预制外挂墙体与主体连接节点选择

装配式混凝土外挂墙板项目设计常采用旋转式和平移式2种，如图1所示。2种节点选择优缺点分析如下。

图1 预制外挂墙体与主体连接节点形式

1.3.1 旋转式节点优缺点分析

1）优点 ①旋转式外挂墙板可在结构封顶后施工，留给设计和生产的时间较多，前期深化设计只需提供局部节点详图和埋件分布图即可；②项目施工前期，施工现场道路和堆场受限，不便于PC构件现场运输堆放，采用旋转式挂墙板可有效解决这一弊端；③可保证生产质量，厂家在拿到构件深化图纸后，有充分的时间生产，可使构件得到更好的养护和面层处理及保护等，可待混凝土预制构件变形结束后使用，从而保证立面平整度；④可准备充分各项试验数据及资料，如板的抗剪检测、预埋件的脱模吊装检测、耐候胶的拉伸变形检测等。

2）缺点 ①一般情况下，当主体封顶后进行外挂墙板施工，此时预埋件和梁牛腿标高均已确定，当挂板工厂预埋件与现场预埋不对应时会导致挂板无法安装，特别是下沉式，因下部挂点承受竖向剪力和水平力，上部挂点承受水平力；②结构封顶后，长、宽、高均成定数，若构件安装产生偏差，将导致构件之间的拼缝无法保证横平竖直，影响外立面；③挂点裸露在混凝土外，防腐要求高。

1.3.2 平移式节点优缺点分析

1）优点 ①平移式混凝土挂板随主体同层施工，受力挂板连接用钢板或钢筋直接锚入现浇梁内，整体性好，安装质量有保证；②由于同层施工，前期遇到的一些问题可在下一层有效解决，避免多层构件连续错误；③因锚固在现浇梁内不与大气接触，挂点耐久性好；④因与结构同层施工，外观墙板可采用夹心保温形式。

2）缺点 ①因挂点锚固在梁内，虽然整体性较好，但会增加结构刚度，平移式挂板多为上部固接下部铰接，上部变形受限；②平整度允许误差小，平移式挂板施工完成后，构件外立面平整度将无法再次调整，特别是外立面为面砖、石材反打或无抹灰时。

2 构件厂生产阶段注意事项

1）深化设计图纸方面的反提 生产厂拿到设计院前期方案深化图纸时，首先熟悉图纸内容，从生产可行性和成本方面反提意见，如车间模台尺寸受限或起重设备受限，需反提设计优化设计尺寸，避免因混凝土挂板尺寸过长挠度过大，脱模时开裂；带门窗洞口挂板构件有无具体的辅强措施，因从模台脱模起吊时，受力为自重1.5倍和自重1.2倍加脱模吸附力中二者最大值；构件加工数量和混凝土强度等级等。

2）模具设计阶段 因混凝土挂板内埋件较多，如脱模埋件、吊装埋件、上下挂点金属件预埋、门窗框预埋等，这些埋件在满足设计力学性能的要求下，应与设计协商尽可能归并，如吊装埋件处凹凸面的统一、脱模埋件及挂板侧面的距离统一、挂板上下防水企口和左右防水企口的统一，可使构件顶部模具和侧面模具实现通用性；当预制混凝土挂板外立面采用面砖反打或石材反打工艺时，要考虑排砖误差和石材切割误差，以免饰面材料与侧模冲突。另外，模具设计时要考虑挂板内上下预埋挂点允许误差，有时为方便脱模，会将钢模具预留挂点洞口加大以便脱模，这样会导致生产误差，目前可采用金属挂点通过螺栓固定到侧面模具上进行控制，如图2所示。

图2 金属挂点通过螺栓固定到侧面模具上

3 构件生产及运输阶段

1）构件生产注意事项 ①挂板受力挂点处会有设计辅强，受力挂点处会附加钢板或钢筋，以便增强节点抗剪或抗弯性能，生产时要注意这些设计辅强的下料和连接，如焊接要求、螺栓拧固要求，这些一般会在金属件加工图中详细索引标注；②浇筑构件混凝土前，要对墙板内钢筋布置进行检查，各预埋件预埋位置需再次测量，特别是挂点处要拍照留影像资料；③成品构件的试验检测和资料备案，以便后期质监站检查。

2）构件运输需提前确定好路线，因挂板构件尺寸会受道路限制，常规运输方式为平躺运输，各层构件之间采用柔性材料铺垫。

4 现场吊装前期准备与施工难点分析

4.1 吊装准备

1）吊装设备选型 构件安装前，总承包单位应根据构件平面分布及重量选择合适的吊装设备，需要注意的是，在框架厂房项目中，层高一般较高，构件重量普遍偏大，需根据构件具体重量选择汽车式起重机或履带式起重机进行施工。

2）材料准备 吊装单位应提前熟悉图纸，根据金属件现场用加工图准备施工所需辅材和周转材，如挂点下部支撑螺杆、垫片、螺母、橡胶条、PE棒、耐候胶等，不宜边安装边准备，影响安装质量和安全。

4.2 预制混凝土外挂墙板旋转式节点施工

4.2.1 下部挂点安装注意事项及难点分析

1）注意事项 预制混凝土外挂墙板下部挂点多为主要受力点，节点详图中会有详细的金属件组装图，施工前安装人员需熟知各节点内容，避免漏装或错装；下部挂点的标高及左右定位需严格控制在毫米级，否则会导致一块构件位置安装错误影响相邻构件。

2）难点分析 一方面，构件吊装时精确定位困难；另一方面水平拼缝处贴有PE棒或橡胶条，构件位置左右移动会使拼缝辅材脱落，影响后期打胶防水，因此挂板时需逐步就位，先粗略对准位置再利用吊具中的滑轮微调。

4.2.2 上部挂点安装注意事项及难点分析

1）注意事项 上部挂点作用一般为限位，主要承受平面外的水平力，一般采用螺栓连接，为铰接形式，但上部挂点会直接影响构件垂直度，因此安装上部挂点时需借助光学仪器控制构件竖向垂直度。

2）难点分析 上部挂点过高，采用搭设排架的安装方式会缩小操作空间，安装质量无法有效保证，后期检查不便。因此上部节点安装时需由经验丰富的人员进行施工，同时加强复检力度。

5 结语

随着装配式技术不断发展成熟，各领域专业人才不断跟进，相关规范图集日益完善，预制装配式外挂墙板的应用逐渐展现。相信在不久的未来，EPCM模式下的预制混凝土外挂墙板项目将更加可行。