装配式建筑预制梁下外墙板节点连接技术研究

申景涛

(中铁城建集团有限公司 湖南长沙 410208)

1 引言

装配式建筑运用工业化的生产模式，首先在工厂生产单个PC构件，然后运至施工现场组装形成一个整体。在组装过程中，节点连接主要分为墙板节点连接与框架节点连接，连接部位是整个建筑物的薄弱点，连接部位性能的好坏直接关系到建筑的抗震性能、使用寿命以及人的生命财产安全。因此，节点连接的问题直接影响装配式建筑的发展进程，具有十分重要的意义[1]。

与现浇结构相比，装配式结构具有大量的节点连接部位、水平接缝和竖向接缝，采用不同的连接方式将PC构件连接成整体，直接影响整个建筑的刚度、延性和承载能力，以及抗震、抗风、抗荷载的性能，因此，节点连接部位是装配式结构的关键[2]，对该结构形式能否推广应用起决定性的作用。

2 工程概况

某财政经济学院新建学生公寓16、17栋工程为“E”字型建筑，地上15层，地下1层，总建筑面积约47 857.11 m2，主楼结构体系为装配整体式框架-现浇剪力墙结构体系，装配率为51.3%。采用装配式构件的主要部位为:预制PC外墙板、叠合梁板、预制楼梯(梯段)、预制卫生间沉箱、预制内墙板(新型轻质墙体材料)。

3 技术重难点分析

常见的预制外墙板为内浇外挂式[3]，本装配式预制外墙板因受层高限制采用梁下板施工，梁下板比内浇外挂墙板施工具有更多的难度:

(1)外墙板与叠合梁、现浇梁、沉箱等连接节点之间缝隙多，易出现开裂、渗水等质量问题，增加大量维修成本。

(2)外墙企口防水措施的施工质量和精度要求高。

(3)外墙板安装节点施工难度大。

(4)外墙与柱、窗台等现浇结构需安装模板，连接节点有待优化。

4 预制梁下外墙板节点优化设计

4.1 外墙板节点连接方式

装配式混凝土结构连接方式以钢筋套筒灌浆连接为主，辅以焊接、绑扎搭接、机械连接、浆锚搭接[4]方式。

本装配式工程PC构件之间的连接以现浇节点为主，PC构件预留钢筋直接伸入现浇构件中进行锚固连接[5]，新旧混凝土之间根据后浇带方式处理，这样不仅彻底消除了PC构件制作与安装误差，而且保证了结构的整体性，避免出现渗水、不隔音等问题。

主要承担水平荷载的垂直承重构件如框架柱、剪力墙等均采用现浇的方式，其他非主要结构承重构件和非承重构件考虑预制或叠合梁板的方式，这样不仅保证了结构的荷载承受力，而且PC构件之间以及与承重结构构件之间采用现浇方式连接，消除了大量缝隙，从而避免了渗水和不隔音方面的问题，同时有利于大大减少构件制作与安装的误差，提高结构的整体质量。

4.2 外墙板连接节点优化设计

本项目为EPC模式，在进场初期深度参与了外墙板连接节点优化设计，以强接缝、弱构件为原则，通过对节点设计方案多次论证对比选出最优方案，使装配式结构具有与现浇结构等同的稳定性、耐久性和整体性。本项目研究的连接节点主要为外墙板与叠合梁、现浇梁、沉箱等连接节点[6]。

(1)预制外墙板上部与叠合梁连接采用“一”型连接件和直径16 mm螺栓组成。“一”型连接件规格尺寸为300 mm×100 mm×5 mm，即外墙板上部与叠合梁采用“一”型连接件连接，外墙板与叠合梁套筒采用插筋连接然后用细石混凝土填塞[7](见图1)。

图1 装配式预制外墙板与叠合梁连接节点

(2)预制墙板下部连接有两种形式:一种是外墙板底部预埋2φ16 mm套筒通过“L”型连接件(见图2)与楼板相连，“L”型连接件规格尺寸为110 mm×200 mm×10 mm角钢，现浇楼板采用自攻钉固定连接件[8]；另一种是与带卫生间的防水混凝土反坎相连接，在外墙板底部预埋2φ16mm套筒，防水混凝土反坎通过加长版“一”型连接件[9]，外墙板下部企口为高低口，内外口高差为80 mm，企口和防水混凝土反坎为现浇，节点处采用塑料垫板控制缝宽，缝内注浆，接缝外侧采用胶棒填堵，并用耐候胶封闭[10](见图3)。

图2 装配式预制外墙板与现浇梁连接节点

图3 外墙与沉箱反坎连接节点

为保证整体拼装美观和下一步装修施工质量，将预制外墙板内侧“L”型和外侧“一”型连接部位施工工艺优化，安装部位开设20 mm凹槽，连接件安装后抹灰将其遮盖。

(3)预制外墙板两侧连接主要是与现浇柱和现浇窗台相连接，外墙板两侧各预埋4φ12 mm套筒，通过插筋与现浇结构连接[11](见图4)。

图4 外墙板两侧与现浇结构连接节点

5 预制梁下外墙板节点施工技术

5.1 确定外墙板安装起点和顺序

(1)根据PC构件的详图及设计图纸编制装配式构件的吊装施工方案，首先在图纸上对各构件按照吊装顺序编号，然后指导工人严格按照编号的顺序进行吊装。

(2)第一块外墙板吊装应优先从大阳角处开始，优先吊装外墙板，其次叠合梁和叠合楼板，吊装安排在剪力墙柱混凝土浇筑完毕后面进行。

5.2 外墙板吊装施工及节点部位注意事项

(1)工艺流程:检查预制外墙板控制边线→检查预制外墙板下反坎和企口标高→预制外墙板吊装→安装外墙斜支撑→预制外墙板校正→安装预制外墙板连接件。

(2)PC构件是否安装平整直接影响节点部位的拼接质量，构件吊装前，应根据已放出的楼层标高控制线，采用专用垫片调整预制外墙板的标高及找平，并用水准仪测量，确保其在同一个水平标高上。

(3)为确保外墙板接缝安装平直，吊装外墙板时，采用两点或四点起吊，就位应垂直平稳，吊装钢丝绳与构件水平面夹角不宜小于60°，起吊后要小心缓慢地将墙板放置于垫片之上。

(4)预制外墙板的校正，应对横向、竖向接缝高低差进行严格控制，确保预制结构与现浇结构严格按照设计图纸预留20 mm缝隙。

(5)安装预制外墙板连接件，用专用固定螺栓将外墙板连接件与外墙板上预埋的套筒相连，安装时应注意观察外立面的接缝高低差。

5.3 预制叠合梁吊装及节点部位注意事项

(1)根据吊装图上PC叠合梁吊装顺序图吊装，不能搞错吊装顺序，否则一些梁不能安装就位。

(2)叠合梁的位置和标高要严格控制，如果梁偏移，会影响叠合楼板与其搭接的一边空隙较大，另外一边搭接较多，侵入叠合梁箍筋处；如果叠合梁位置高低不一，将相应地影响叠合板标高，造成安全和质量隐患。

5.4 预制叠合板、沉箱吊装及节点部位注意事项

(1)根据吊装图上PC叠合板的吊装顺序吊装，注意板上标明了箭头方向，板方向不能搞错，否则板上预留的孔洞、线盒位置与原设计位置不相符合。

(2)板吊装前在梁上做好板边线位置控制点，以免板吊装不方正，与梁成一夹角而有缝隙。

5.5 节点部位企口浇筑

(1)外墙板下部企口为高低口，内外口高差为80 mm，企口为现浇，模板安装时必须严格控制轴线位置及模板高度，保证外墙板吊装的位置准确及外墙板与企口之间的缝宽，模板安装完成后对钢筋工程进行隐蔽验收，方能进行混凝土浇筑[12]。

(2)严格控制反坎浇筑标高及企口浇筑标高，确保拆模后现浇结构与预制外墙板严丝合缝，浇筑过程中应一次成型，不应在反坎和企口位置形成冷缝，确保混凝土结构自防水的效果，浇筑完成后在反坎表面采用木条进行压槽。

(3)混凝土浇筑完成后对现浇混凝土结构进行养护，带模养护24 h后进行拆模。反坎及企口混凝土浇筑完毕后，应注意反坎和企口成品保护。

5.6 节点部位堵缝处理

(1)墙板安装完成后，墙板与反坎和企口之间留有20 mm宽缝隙，墙板与叠合梁之间留有10 mm缝隙，而这些缝隙通常是室外水渗入到室内的通道，需对这些水平缝隙进行有效封堵。

(2)为保证接缝处缝隙防水施工质量，采取在预制外墙板与反坎和企口缝隙处灌注H40自流动性好、无收缩、细骨料的灌浆料。

6 结论

(1)通过对装配式梁下外墙板连接方式设计方案的多次论证对比，选定PC构件的钢筋伸入现浇构件中进行锚固，新旧混凝土之间按照后浇带施工方式处理，同时在装配式结构中的梁下板形式梁、墙节点处理中项目部探索采用了“L”、“一”型连接件进行进一步的加固，优化后的节点连接方法有利于结构整体受力和施工，最终将装配式建筑预制梁下外墙板节点连接技术在工程中成功应用。

(2)针对装配式建筑预制梁下外墙板节点的优化设计方案，对相应的吊装、浇筑、封堵等施工技术进行了相应改进，保证了房屋的整体受力性能和施工质量，有效解决了裂缝、渗水、隔音差等隐患，较大程度降低了工程成本。