装配式公共建筑模块化隔墙安装技术分析

高思东，李伟，刘梦，王友光

（1.阜阳市重点工程建设管理处，安徽 阜阳 236000；2.安徽富煌钢构股份有限公司，安徽 合肥 238076）

改革开放以来，建筑行业蓬勃发展，在政府单位的有效推动下，相关建筑企业都在积极落实供给侧转型，行业整体都在由自由度相对较大的传统钢结构建筑向更加标准化、模块化的绿色装配式钢结构转化。

装配式建筑在实践过程中因为装配式的体系尚不完备、施工技术有待进一步优化、缺乏理论基础支撑等导致市场产品质量问题频出，解决这个问题的唯一途径就是建立完善的装配式建筑体系，利用标准化设计的户型对构件进行系统拆分，将各部品部件按照标准模块进行拆分，做到少规格、多组合；同时，减少部品部件的类型能够极大地减少工厂生产所用到的模具数量，节约生产时间，提高施工效率，进而更好地发挥装配式建筑施工快、适用性强的特点，进而更好地提升产品质量。

1 项目概况

阜阳职业技术学院学生宿舍B1-1位于阜阳市学苑路交双清路。学生宿舍B1-1包含东楼和西楼两个单体。东楼总建筑面积为35429.04㎡，基底面积6514.64㎡；西楼总建筑面积为35429.04㎡，基底面积6514.64㎡。东、西楼主体结构形式主要为框剪装配式结构；地上6层，总建筑高度为23.56m。图1所示为建成后效果。

图1 阜阳职业技术学院学生宿舍建成效果

2 深化流程

2.1 模块化构件拆分深化

基于装配式与BIM技术密不可分的联系，本项目运用BIM技术对预制构件进行标准化深化，用三维模型的视角可以从最直观的角度上避免深化后的构件产生碰撞，最常见的就是钢筋碰撞，同时，基于Revit全专业协同的特点，能够做到与水电模型综合分析，做到精准开孔定位，发现孔位与钢筋碰撞后避让等二维视角很难发现的问题，具体流程如图2所示。

图2 三维建模流程

2.1.1 类型拆分

2.1.1.1 预制混凝土隔墙

首先在revit中对标准层进行整体建模，同时对待拆分墙体进行类型划分，以T型、Y型模块作为主要构件类型，减少在L型、T型模块墙体中再加翼缘的衍生行为，否则墙体的类型增加、同一类型的数量减少，形成一套模具一个类型的浪费现象；待构件类型划分完毕后对可合并类型进行归纳整理，力求减少非标构件的数量。

2.1.1.2 ALC隔墙

图3 模块化隔墙

对于ALC隔墙而言，利用前期的施工BIM模型，对建筑专业的墙体模型进行以300/600为模数的划标准化拆分，这里要注意的是在模型的拆分过程中，钢柱边需要预留3cm的防火涂料层，这里可以选择在钢柱外层做一个3cm厚的防火涂料外壳，也可以直接在钢柱边预留3cm的空隙示意。

2.1.2 构件建模

2.1.2.1 预制混凝土构件建模

利用前续工作生成的拆分图中的标准构件大样，对各类型钢结构模块化隔墙进行初步建模，利用revit插件对模型进行深化，先利用自由构件对混凝土轮廓进行自由体建模，再对模型进行配筋，复杂钢筋可以利用自由钢筋手动绘制。

然后对构件中的预埋件、灌浆套筒、限位盲孔进行放置，与钢筋碰撞的地方要酌情选择避让。对照建筑图、水电施工图对部品部件上需要预留的孔洞进行定位，在三维模型中可以一目了然地看到钢筋与洞口是否冲突，在有冲突的地方进行调整避让。

2.1.2.2 ALC条板构件建模

对于ALC墙体，只需要利用系统自带的墙族，用系统的拆分功能进行拆分，可能大部分设计师在拆分后发现拆分完的墙体轮廓线并不明显，这里需要深化人员在拆分过后，对整体模型进行取消墙连接命令，并将墙的轮廓线改成鲜艳的颜色，实线填充，这样拆分后的墙体就清晰可见了。

图4 墙的轮廓线

2.1.3 模型碰撞分析

在平面视图对构件按既定拆分图进行放置，将深化模型导出为NWC格式，用Navisworks打开并设置好碰撞规则，对于不同的墙板会有不同的碰撞公差要求，利用Navisworks中的Clash Detective模块对模型中的构件、钢筋之间的碰撞进行梳理，然后将硬碰撞再返回模型中针对性避让。

2.1.4 构件出图

一张完整的深化图纸需要包含模板图（三视图）、钢筋图（三视图）、水电预埋图（俯视图）以及钢筋下料表和图纸说明。

利用revit软件中的剖面功能对深化后的模型进行图纸导出模板图和钢筋图，注意区分模板面、压光面和粗糙面；利用插件将所选构件的钢筋明细表导出。将上述导出的图纸在CAD中进行图面整理，将通常参数写在图纸说明中。

3 工业化生产

图5 工业化生产流程

3.1 模具

做装配式的构件，就像在生产积木，构件的组装是否顺利、拆模能不能成功、过程是否流畅、外观平整度如何、进度控制得怎么样，很大一部分程度上取决于模具设计与制作精度。

工业化生产过程中，模具设计方式通常分为“翻转台法”和“平脱法”，两者都是平浇，然后翻面脱模，这样能够合理地保证模具的平整度。

3.2 预埋件

由于预制构件是在厂内生产完毕，涉及施工过程中与其他构件的结合或结构部位的连接，所以在预制生产中需要埋设大量预埋件以方便浇筑，如门窗的边框、外墙瓷砖、栏杆的安装位置处和临时挂钩等都需要预先埋设。

3.3 脱模养护

当混凝土强度达到原设计强度和刚度要求时，可按操作规程进行构件脱模，符合脱模要求的构件可与模具一起翻转脱模，确定重心，保证后续安装吊装过程中的垂直度，方便安装。脱模后，对部品部件进行冲洗养护。养护方法可依据现浇混凝土的养护方法。当然，作为连接的一部分，成品构件出厂前需要进行检查，构件和设计图纸要逐项检查核对，避免运输到达现场后出现问题。

4 装配式施工

4.1 构件准备

根据现场的施工组织安排，可以提前一天将需要安装的部品部件运送至现场。装车前，应对照工厂出货单据仔细检查构件的数量、规格大小等情况。车辆可以用大吨位卡车或平板拖车运输。装车时，先在车厢地板上铺两块100×100mm长的木方，木方上放15mm以上的硬橡胶垫或其他柔性垫。根据隔墙构件尺寸大小，用槽钢做成人字支撑架，支撑架建议将角度控制在70°左右。

对于施工场地的布置，预制构件需要独立的堆放场地，在预制构件进场前，要对其堆放的位置、排列进行合理规划。预制构件堆放时的受力状态要与安装时的受力状态保持一致，避免在运输和安装起吊的过程中对构件进行翻身等动作，以防止构件受到不必要的外力影响而导致破坏。构件进入施工现场后，需要对每一个构件进行验收，主要针对构件的数量、规格和外观完整度。外观不应有严重缺陷，不应有影响结构使用性能的露筋、蜂窝、凹坑和裂纹。

4.2 现场构件安装

图6 现场构件安装流程

4.2.1 构件吊装

使用塔式吊机安装外墙板时，先将墙板吊离地面，检查构件的姿态与各吊钉的受力情况，当出现受力不均匀的情况时，应及时进行调整，保证构件呈水平状态。各吊钩的受力调整至均匀后，将外墙板起吊至施工位置。在每个施工区域布置一个拖车箱，内置预备构件。塔式吊机直接从拖车箱中吊装构件，避免二次吊装带来的不便。减少工作量，提高工作效率。

塔式吊机将墙板提升至距离安装位置50cm的高度时，通知起吊，此时，安装人员应检查墙板的内外页板方向是否与图纸标示的一致，确保墙板高的一面位于外侧；并应检查地面上所示应放置的垫块的厚度、位置是否准确；根据楼板平面所弹出的墙板各定位线，将外墙板放置到指定位置，外墙板外侧与各定位线保持重合。

4.2.2 调整固定

根据标高调整水平缝，水平缝的高低不平会直接影响垂直缝；竖缝宽度由墙板的两端控制，也可在相邻板的末端放置20mm垫块控制；用L形定位件固定墙板；墙板每侧设置两个定位件，使外墙板的长边不能左右移动。

用铝合金吊尺检查外墙板垂直度，旋转调整斜撑，直至构件垂直度达到项目规定要求。调整垂直度的同时，同一构件上的所有构件都向同一个方向旋转，防止构件发生扭曲。支架转动时，严禁用蛮力转动。旋转时，始终观察支柱螺杆的伸出长度（螺杆长度为500mm，拧出长度小于300mm），防止螺杆与旋转杆分离。操作人员站在人字梯上，系好安全带取钩，安全带应与坠落保护器连接。

4.2.3 灌浆

将搅拌好的灌浆材料倒入螺杆式灌浆泵中，启动灌浆泵，将灌浆材料的流速控制在一定范围内，以0.8～1.2L/min为佳。当灌浆材料流出时，将压力软管插入钢套管的灌浆孔中。同时在两个以上的侧面灌浆，会导致空气流入，形成空气夹层。因此，灌浆应从一侧进行，保证排除空气。

在灌浆的过程中，混合料可以用竹劈子疏通，来加快灌浆进度，使混合料顺利地流入模板的各个角落，避免产生裂缝、蜂窝等现象。灌浆过程中，不允许使用震动泵，以保证灌浆层的均匀性。灌浆开始后，灌浆作业不可停止，必须不间断地进行，直至完成，并尽可能缩短灌浆时间。灌浆过程中，当浇注的混合料中发现有浮水时，应立即浇注较稠的混合料，使其吃掉浮水。当灌浆材料从钢套管溢流孔溢出时，用橡胶塞堵住溢流孔，直到所有钢套管都充满灌浆材料，然后停止灌浆。

拆除的压浆阀门及其他附件应及时清理，不得留有任何浆料，灌浆工作不得污染部品部件。若已造成污染，应该立即用清水冲净。作业过程中，应及时清理残余泥浆和落地泥浆，保持现场整洁。灌浆后，应及时清理灌浆机、各种管道和附着了砂浆的工具。

4.2.4 预制构件质量验收

图7 预制构件质量验收流程

对每批进场的构件都应该复核，复核结果形成文字记录，详细地记载构件的尺寸、外观质量、配筋等情况，应在安装部件吊装前仔细对照图纸检查尺寸、序号、外观尺寸等参数；检查预埋水电套管和构件预留孔；检查结果应详细记录，不符合要求的预制构件不得用于本工程。

图8 灌浆机

5 结语

装配式建筑是当前建造方式的一种革新，装配式钢结构墙体模块化更是这项建筑技术良性向好的一种有效助推，能够积极响应国家《关于大力发展装配式建筑的指导意见》。本文所提及的装配式钢结构模块化隔墙，在标准化的户型设计上，更加侧重于提倡一种模块化的部品部件设计，在提高建筑质量和控制建设成本之间寻找一个良性平衡点，同时，针对不同的使用需求，应该有针对性地选用模块化隔墙的类型，ALC也好、钢塑板墙也好、PC隔墙也好，每种墙体都有其自身的优劣性，不能单纯地为了做装配式而忽略了使用功能。

当下，装配式建筑体系发展尚不完美，未来国家应加大监管力度，规范行业监管细节，进一步完善补充装配式钢结构建筑的工程质量验收标准，通过大量的工程实际应用，做到稳中向好不断优化。