教学楼装配式建造关键技术应用

蒙绪权，林少鹏

（广东省构建工程建设有限公司 广州 510610）

0 引言

随着我国人口架构逐步迈入老年化，以及电商等新行业兴起，劳动力不足、劳动力成本大幅度提升成为建筑行业现状。现浇结构存在劳动力需求大、现场材料浪费多等弊端；装配式构件工厂预制现场拼装，标准化作业质量保证，节约资源减少污染；装配式解决了现浇结构存在的弊端，推广装配式是建筑业发展的必然方向。多层公建项目建筑规模小、建筑造型多样等不利于标准化因素，装配式应用较少，在当前劳动力不足的形势下，多层公建项目迫切需要改进建造方式，在实践中探索适用于多层公建项目的装配式建造技术［1］。

1 工程概况

广东某职业技术学院新校区工程位于清远市省级职教基地内，由教学楼、学生宿舍、体育馆、图书馆等25 栋建筑物组成，最高6 层，高度23.30 m，总建筑面积23.3万m2。钢筋混凝土框架结构，基础类型为预制管桩基础、天然基础，抗震设防类别为丙类。本项目初步设计为现浇结构，按照广东省政府推广应用装配式建筑的总体部署及要求，在EPC 模式下将教学楼、学生宿舍等单体调整为装配式建筑，需对原现浇结构进行装配式深化设计。因结构形式差异，存在楼层高、结构布局差异大等不利于标准化设计的难题，也加大了装配式施工的难度。

2 装配式深化设计

深化后装配式建筑包括2 栋学生宿舍、1 栋教学楼，学生宿舍6 层，首层3.6 m，标准层3.55 m，建筑面积3.83万m2；教学楼5层，首层4.5 m，标准层4.2 m，建筑面积3.7万m2。

根据《装配式建筑评价标准：GB/T 51129—2017》，教学楼主体结构指标得分20分，围护墙和内隔墙指标得分10 分，装修和设备管线指标得分10.6 分，细化项得分7.2分，鼓励项得分1.5分，应用叠合楼板、全预制楼板、预制PC 外墙板、发泡陶瓷板、ALC 条板等预制构件；经计算本项目装配率52.3%，不低于50%装配率，且各项评价最低分值满足要求，达到装配式建筑评分标准［2］。

2.1 装配式标准化设计

针对建筑结构存在楼层高度差异、结构布局不一等特点，深化设计结合节点现浇技术进行优化，以实现标准化设计，提高构件生产和安装工效。

⑴楼层板采用130 mm厚叠合板（60 mm预制板+70 mm 现浇层），屋面层采用140 mm 厚叠合板（60 mm预制板+80 mm 现浇层），走廊部位采用100 mm 厚全预制板。叠合板、全预制板尺寸深化在满足塔吊吊重的条件下，尽量采用大块预制，减少预制板数量，预制板长度宜控制在2.7 m 以下。通过现浇梁和拼缝（后浇板）将预制板连接成整体，宽度300～400 mm 后浇板调节预制板标准化。

⑵各层内、外墙体主要采用ALC条板，外墙采用新型发泡陶瓷墙板。条板标准宽度600 mm，以600 mm模数进行BIM 排版，端部补板宽度应不小于200 mm，宽度不足200 mm 的门垛采用现浇方式，减少非标准墙板率［3］。

⑶PC 外墙板整块重量大，考虑运输和吊装，板厚控制在120 mm 以内，尽量布置在靠近塔吊位置。按节能保温要求东西侧PC 外墙板内侧设置复合保温板，采用10 mm 粘结石膏结合层+20 mm 岩棉+40 mm耐碱玻璃纤维增强水泥板。在边梁上设置现浇出挑构造，通过该构造高度调整，统一楼层间PC 外墙板高度，如图1所示。

图1 PC外墙板与梁连接大样Fig.1 Detail of PC Exterior Wall Panel and Beam Connection

⑷设备采用管线分离，有吊顶区域照明、报警等管线在吊顶内敷设，公共走廊全预制板区域照明、报警管线沿楼板明敷。

3 装配式建造关键技术应用

3.1 楼板整体一次浇筑成型

3.1.1 卫生间降板与楼板整体浇筑成型

装配式建筑卫生间沉箱一般采用现浇方式，避免出现渗漏。本工程的卫生间降板采用叠合楼板，降板深度550 mm，与楼层板整体一次浇筑成型，提升楼板整体性和防渗性能。降板叠合板采用双向板四面出筋的形式，梁底钢筋安装困难。结合《钢筋桁架混凝土叠合板应用技术规程：T/CECS 715-2020》要求，后浇混凝土叠合层厚度不小于桁架预制板厚度的1.3 倍、且≥75 mm 时，桁架预制板纵向钢筋可以不伸入支座［4］；优化卫生间叠合板，由60 mm 预制板+70 mm 现浇层调整为60 mm 预制板+80 mm 现浇层，支座处附加钢筋搭接至梁内（见图2、图3），使此部分降板简化制作，方便施工，提高工效［5］。

图2 卫生间沉箱叠合板构造示意图Fig.2 Structural Diagram of Toilet Laminate

图3 叠合板沉箱钢筋锚固Fig.3 Reinforcement Anchorage of Laminated Slab Caisson

3.1.2 优化管线密集区域

楼层管井、阳台位置需要穿过楼板的立管较多，封堵不到位容易渗漏。叠合板深化设计常采用预制板预埋套筒方式，如出现套筒预埋偏位，竖管难以安装；若采用留置穿管孔洞、现场安装套筒方式，孔洞部位需加强处理，预制件制作麻烦；且成型后的预制板在预留洞口位置为薄弱区，运输和吊装容易破坏［6］。优化竖向管线密集区域叠合板，在保证整体装配率的前提下，将预留穿管孔洞调整为局部现浇，提高管线密集区域楼板的整体性；预制板不需要预留和加强孔洞，降低生产难度。

3.2 全预制板的试点应用

根据装配式建筑要求，设备采用管线分离安装方式；在房间内采用管线分离方式影响观感，走廊区域大小管线采用明敷方式安装，达到管线分离效果；走廊区域应用全预制板，相比叠合板减少了钢筋绑扎和混凝土浇筑，工效大大提高。

走廊顶棚线管主要为强弱电桥架、消防给水管、走廊照明线路等，走廊全预制板相邻区域均为叠合楼板，将全预制板区域的水电线管平行移至叠合板内预埋，线管穿过现浇梁连接至全预制板底安装位置（见图4）；减少走廊区域线管明敷外露，解决管线明敷影响观感的问题［7］。

图4 全预制板水电管线敷设大样Fig.4 Full Prefabricated Slab Water and Electricity Pipeline Laying Detail （mm）

3.3 ALC墙板安装工艺优化

ALC 墙板采用管卡固定、U 型卡固定及钩头螺栓固定等安装方式，其中管卡、U 型卡主要用于内墙板安装，钩头螺栓主要用于外墙板安装。内墙板安装管卡固定简单且无明显缺点，外墙板安装钩头螺栓固定方式节点强度高、抗变形能力强，但安装后墙板内立面存在角钢及螺栓钩头外露，内墙无抹灰的刮涂装修无法收口，影响观感。

根据钩头螺栓节点大样，墙板上沿角钢型号为L63×6，钩头螺栓采用φ12螺栓，安装后配件外凸高度约20 mm，外露长度80 mm。为优化该节点，避免配件外露，采取在墙板上沿螺栓钩头安装位置预留高度80 mm、深度20 mm 的压槽，使角钢、钩头螺栓安装后不会露出墙板面（见图5）。压槽深化后在板材生产过程中预留。

图5 钩头螺栓连接优化前、后大样Fig.5 Detailed of Hook Bolt Connection before and after Optimization （mm）

3.4 楼板和墙板接缝防渗防裂措施

3.4.1 叠合楼板防渗防漏措施

叠合板与支撑模板存在贴合不密问题，楼板混凝土浇筑出现漏浆和错台，需清除楼板表面水泥浆残留，影响观感。针对板沿容易漏浆问题，加强控制模板平整，以及模板沿边粘贴海绵质双面胶条，使预制板吊装后与模板贴合紧密，有效防止楼板混凝土漏浆。

3.4.2 PC外墙挂板拼缝防水处理

PC 外墙挂板拼缝为带空腔构造，作业前将拼缝内外面清理干净，竖向拼缝内侧采用空心橡胶管止水带，外侧采用合成高分子密封膏嵌缝如图6⒜所示。密封胶填缝保证胶缝厚度尺寸、板缝粘接质量及胶缝外观质量满足要求［8］。PC挂板水平接缝设置企口，使外墙板水平接缝比结构平面低50 mm，防止水分经水平接缝渗入室内，形成二道防线［9］，如图6⒝所示。

图6 PC外墙挂板竖向拼缝及水平接缝防水构造大样Fig.6 Detailed of Vertical Joint Structure and Waterproof Structure of Horizontal Joint of PC External Wall Hanging Plate （mm）

3.4.3 ALC墙板接缝处理

⑴板与板之间的缝隙防裂措施。墙板缝采用厚2 mm专用抗裂砂浆粘贴宽100 mm耐碱玻纤网格布。墙板制作时在板缝处设置压槽，深度3～5 mm、宽度50 mm，网格布粘贴在压槽内，施工完成后可使板缝处板面与其他板面平整，如图7所示。

图7 板缝压槽处理Fig.7 Treatment of Plate Joint Groove Pressing

⑵板与梁、柱、板等结构结合处缝隙防裂措施。隔墙两端和顶部留置10～20 mm 的胀缩缝，跨度≤6 m的缝采用聚合物水泥砂浆挤实，跨度＞6 m采用发泡剂或岩棉填充；刮腻子或抹灰前在结合处加铺一层宽100 mm 的耐碱玻纤网格布。墙板与地板之间预留空隙≤40 mm 填充WP M15 水泥砂浆，＞40 mm 填充干硬性细石混凝土［10］。

⑶水电管线开槽和开孔。板材上管线和孔槽采用BIM 排版，统一加工制作；板材管线安装后，用防裂砂浆填缝罩上网格布，且超出边沿≥50 mm；管线较大的缝内底部采用普通水泥砂浆填塞，外部采用聚合物砂浆和网格布。

4 结语

教学楼作为装配式多层建筑试点，通过卫生间降板与楼板整体浇筑成型、全预制板应用、优化管线密集区域和ALC 墙板安装工艺、以及深化楼板和墙板接缝防渗防裂等技术研究应用，降低预制构件的生产难度和装配式施工难度，提高装配率，保证质量；为类似的装配式工程借鉴。