【七大技术+碧桂园案例】让你秒懂超高层装配式建筑“内浇外挂”体系!

工程施工技术 2021-08-20 10:09:21

来源：建筑工业化装配式建筑网（ID：ind-building?）、深圳市建筑产业化协会

前言

本文结合超高层建筑对地震荷载和风荷载极为敏感的特点，介绍了超高层装配式建筑“内浇外挂”体系建造的某些关键技术，包括预制外挂墙板的水平、竖直节点连接技术、防水构造技术、抗震抗风技术、现场安装精度控制和防碰︻撞技术以及施工组织管理技︻术等，为我国在超高层建筑采用这种体系提供了较高的参考价值。

引言

房屋建筑采用建筑工业化方式建造能节约资源，减少劳动∑力，提高施工质量等，根据专业机构测算，可以降低能耗23%，降低水耗79%，减低模板消耗81%，施工场地20%。因此，推行装配式建筑是我国传统建筑行业转■型升级的必然选择。

目前装配式剪力墙结构建造方式主要包括以下四种：

（1）装配整体式剪ζ力墙，采用剪力墙墙身整体预制，边缘构件采▽用现浇形式；?

（2）双面叠合剪力墙，采用剪力墙内侧面和外侧面预制，中间现浇；?

（3）单面叠合剪力墙，采用建筑外围剪力墙外侧面预制，内侧现浇；?

（4）内浇外挂，即主体结构受〗力构件采用现浇，非受力构件采用外挂形式。?

前3种建造方式适用于一般高层建筑，而第4种内浇外挂体●系由于内部主体结构受力构件采用现浇，周边围护的非主体结构构件采用工厂预制运至现场外挂安装就位后在节点区与主体结构构件整体现浇，这种方式没有突破结构设计规范限制，可适用于超高层建筑。?点击免费№下载海量工程资料

柔性节点连接技术

超高层建筑由于层数多，高度大，水平方向的地震反应和风致影响十分显著，除了竖向荷载，预制外挂墙板将承受相当大的水平地震荷载、风荷载，连接节点设计主要采取了如下技术措施:

在主体结构受』力构件与非主体结构受力ξ构件之间选择确定合理传力路径：对△于一般外挂构件，其承受的竖向荷载主要通过预制构件顶部的外伸钢筋锚入主体结构受力构件来传递给主体结构，而水平荷载诸如地震荷载、风荷载则通过预制构件两端的钢筋与主体竖向构件现浇形成整体，即采用“先装法”先施工预制外墙板，后现浇梁、板等受力构件〓，两端的钢筋连接采取只传递剪力不传递弯矩的ㄨ构造做法实现了“柔性连接”，弱化了对主体结构的影响。?

对于一些预制外墙构件由于空间形状比较复杂，采用有限元分析软件进行局部补充计算：图1是7度抗震烈度、沿海地区某超高层项目中的预制凸窗采用abaqus软件分析的模型，计算结果表明，凸窗顶部的两端受力较大，该处外伸钢筋配筋也相应加强。?

▲?图1 ?预制凸窗受力分析模型?

防水设计技术

外挂墙板水平拼缝处采◥用靴脚合结构企口∩构造，如图2。另外在竖直拼缝接触面处进行洗水或扫花处理，增加构件连接的紧密性，同时设置止水槽，构成防水第二道防线[3]，如图3。这样形成了廖多道防水路线，彻底解决了外墙渗水问题。?

▲?图2 ?外挂墙板水平拼缝节㊣　点及防水构造?

▲?图3 ?外挂墙板竖↘直拼缝节点及防水构造?

为解决后装门窗处容易渗水问题，在工厂生产时，将门窗与外墙整体预制，门窗连接件预埋入构件中，通过混凝土构造达到止水目的；在阳台位置，阳台设计标高低于比室内楼层标高，预制外墙门底部结构尺寸不应小㊣于125mm，使预制外墙结构刚度满足要求，保证预制外墙不发生变形，同时满足阳台防水要求；建筑顶层，现浇结构包住预制外墙顶部，实现预制构╲件与现浇构件完美结合，同时保证防》水要求与外立面效果。?

抗风设计

当预制外挂墙板左右侧有非结构墙◣即构造柱存在，或预制外墙板跨度过大时，为避免风荷载作用于外墙板上将其掀离梁位，在超高层中尤其容易发生，采用风码装置固定外墙板，同时不将外墙板的荷载传递给下层受力构件。预制外墙板外伸钢筋上端锚入梁№或楼板，右侧锚入剪力墙，左侧锚入结构柱非结构︻墙. 中。左侧和下侧可认为自由端，右侧和上侧可认为是简支端柔性连接.，此时左侧将需增加风码装置，如图4。点击免费下载海量工程资料

▲?图4 ?风码位置及构造?

风码将预制外墙板与下层梁固定。另一方面，由于风码上端钢筋外围套PVC管，防止预制外墙板作用力传至下层梁。当在超高层中应用预制外墙板时，在非结构墙一端∮需增加风码，另外，由于风效应过大，在较大跨度的预制外墙板跨中位置也需增加风码装置。通过计算，当150mm厚度的预制外墙板，层高约为3.5m，楼层相对于地面√高度约为100m时，预制外墙板跨长超过5m，预制外墙板的刚度将不足以抵抗风载作用，变形超过规范允许要求，需增加风码装置。?

质量控制技术

在施工过程中，推行PASS（Performance Assessment Scoring System 的简称）制度进行质♂量控制。PASS制度以过去连※续12个月内不同阶♂段的平均分，乘以固定系数，所得出来的总分作为施工质量的评分。为保障PASS评分公平公正，成立独立的PASS审核小组，负责每个季度两个月的结构和现场装饰工作评审以及一个月的安全评审工作。PASS制度对质量控制意义重大。?

安装精度控制技术

预制外挂墙板安装前，应按设╳计要求在构件墙面和相应对的支承结构面上标记中心线、标高线等控制尺寸线，按标准图或』设计文件校核预埋件及连接钢』筋等。安装时，先将斜撑ξ杆一端固定于地面或楼面板上，七字码底部固定于地面或楼面板上；再将构件吊运至指定位置后，分别固定到七字码上；最后根据水准点和轴线位置，调节支撑杆的旋转装置来校对构件的直度，调节七字码的螺母微调构件的水平位移和竖向位移，如图5。?

▲?图5 ?预制外墙板安装大样

当上下〓层预制外墙厚度不一致，上下内侧无参考线时，安装仅仅利用七字码难以实现上下层对齐。在下层外墙增加带斜角的槽钢辅助装置，吊运上层外墙插入槽钢辅助装置内侧，方便对齐安装，如图6。?

▲?图6 ?斜角槽钢辅助装置?

钢筋防碰撞技术

当两件预制外墙板在剪力墙≡侧向相连时，构件外伸钢筋在剪力墙内交汇，节点处钢筋密集容易碰撞。设计时将相邻的一件构件外伸钢筋向外弯曲，另一件构件外伸钢筋向内弯曲，剪力墙竖向钢筋和横向钢筋错∏开构件的∏外伸钢筋，避免施工时钢筋碰撞，如图7。?

▲?图7 ?相邻外墙板连接大样

当叠合楼板与全预制楼板之间的连接时，两件构件的外伸钢筋容易发生碰撞，钢筋碰撞会导致两件构件连接不上，影响后浇混凝土施工。设计时，需将两件预制构件外伸钢筋在构件内部向上弯㊣　曲，再通过一段钢筋分别进行∞搭接，从而实现叠合楼板与全预制㊣　楼板的紧密连接，避免构件间的碰撞，如图8。?

▲?图8 ?相邻楼板连接大样

施工组织管理技术

由于非结构预制构件已经提前在工厂预制，对于流水施工组织缩短了流水节拍，非常有利于施工现场的流水施工组织管理，其主要施工工序包括：1.吊运安装预制构件；2.绑扎现浇部分钢筋；3.组㊣合大钢模/铝模进行支模；4.现浇混凝土。由于第1个工序施工速度快占用时间【短且并不会拖延其他工序，所以可以穿插机动进行。所以关键工序还是取决于现浇部分的合理科学的施工组织管理，如合理组织劳动班组、划分流水施工段，同时也可以结合楼层平面分区考虑空间跳层划分流水段，完全可以实现“四天一层”的建造速度。例如，第一天吊运安〓装预制构件的同时穿插绑扎剪力墙钢筋，第二天安装剪力墙模板和安装叠合板及绑扎楼板钢筋，第三天已经完成模板安装的施工段则可浇筑混凝土。

项目应用

内浇外挂技术具有广泛的适用性和极高的推广价值，下ξ　面结合香港和内地两个典型工程案例，介ξ　绍本成果技术应用情况。?

启德1A项目位于香港⊙地区，该项目由6栋35-41层住宅、一座配套商场及一个地下停车场组成(图9)。其中，住宅采用内浇外挂剪力墙结构，剪力墙〖现浇，非受卐力构件工厂预制，预制率约为40%。预制构件主要预制外墙板，叠合楼板，预制楼梯，整体预制卫生间等。预制构件方量达17000m3，采用标准设计，有效降低了工程造价，提高了施工效率。?

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▲?图9 启德1A项目标准层平面图

中海天钻项目位于深圳市◇罗湖区，建筑主体共有11栋塔楼，其中，2栋为超高层装●配式剪力墙结构，高度分别为148米（层数46层）和126米（层数46层）；抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为二级，设计基准期为50年，设计使用年限为50年。根据《深圳市住宅产业化项目单体建筑预制率和装配率计▓算细则（试行）》的要求，装配式建筑装配▓率不低于30%和预制☆率不低于15%，基于成本最优，选择部分凸窗采用预制，楼板叠合预制，楼梯预制（图10）；该项目位于7度抗震区和沿海地区，并且高度达到规范规定的B级高度，地震荷载以及风荷载较大，除结构主体计算较复杂外，预制构件也需要进行抗震、抗风分析 [4] 。

图10 ?中海天钻项目标准层平面图?

总结

“内浇外挂”体系不影响受力结构的整体性，并方便外墙施工，相比装配式剪力墙结№构其他体系，经济Ψ 性更好，在目前装配〓式建筑发展初级阶段，建造成本普遍偏高的情况下，具有较高的推广应用价值。本文介绍了超高层建筑“内浇外挂”体系的建造过程的一些关键技术，该技术也适用于一般“内浇外挂”体系，总结如下：?

（1）“内浇外挂”体系接缝处的受力和防水是影响装配式建筑品质的重要因素▅，通过某地震▅区域超高层建筑有限元分析，论证了在地震荷载下↘，预制外挂墙板端部受力较大的特▓点；根据不同部位处的外挂墙板的水平、竖直接缝设计节点和防水构造，使外墙接缝处♂满足受力和防水要求。

（2）当风荷载较大时，风码技术可有效防止预制外挂墙板掀离梁位，使“内浇外挂”技术应用于超高层建筑。?

（3）部品的质量至关重要， PASS制度可控制施工全过程的质量，并通过BIM模型模拟和工厂预安装，避免构件尺寸错误，安装碰撞等问题的发生，提高了产※业工厂安装技能。?

（4）安装精度影响装配式建筑的施工质量，临时安装系统可有效控制外挂墙Ψ 板的安装精度。?

（5）通过外挂墙板和叠合板钢筋错位防碰撞措施，可避免安装碰撞问题影响施工效率。?

（6）通过有效的施工组织管理，可实现内浇外挂体系四天一循环的施工周期。?

（7）通过香港和深圳两个典型的超高层装配式项目，为应用“内浇外挂”技术提供了较好的ζ　参考实例。?

碧桂园凤凰●公馆

随着政策不断落到实施、产业配套不断完善、市场热情持续高涨，深圳市装配式建筑迎来了良好的发】展局面，装配式建筑项目实现规模化增长，至今年年底，全市装配式建筑项目规模将达1000万平方米，截至目前，市区两级通过技术认定的装配式建筑项目已达十余个。

9月，碧桂园凤凰公馆项目顺利通过专家评审并获得市住建局正式批复。现在就让小编带你们一同探秘碧桂园凤凰公馆项目々吧！

猛戳以下视频探秘凤○凰公馆项目

?项目概况

凤凰公馆项←目位于深圳市坪山区新城门户位置，紧临坪山CBD，西侧为华谊兄弟影视城，东侧为碧沙北路，北侧为办公、公寓用地，南临坪山河。本项目共5栋住宅塔楼，地上51～53层，地下3层，住宅︽总户数1760户，容积率4.97，建筑面积15万平方米。本项目配套资源完善，包括社区管理用房和幼儿园等，总建筑面积约⊙24万平方米。

本项目装配式实施范围包括5栋住宅，其中3栋商品房（1A栋、2B栋、2C栋），2栋人才房（1B栋、2A栋）。采用的预制构件包括预制外墙板（凸窗）、预制楼梯和预制〖内墙条板，标准层采用铝模工艺实现免抹灰。按照深圳市两率计算细则，1A、2B、2C栋预制率为16.42%，装配率为54.80%； 1B栋预制率为16.61%，装配率为54.60%；2A栋预制率为17.06%，装配率为54.61%。

建设单位：

深圳市金碧房地产开发有限『公司

建筑设计单位：

北京森磊源建筑规划设计有限公司

装配□式设计单位：

碧桂园设计研究院

施工总承包单位：

中国建筑第五工程局有限公司

构件生产单位：

深圳市鹏建预制混凝土构件有限公司

广东中民筑友科技有限公司

监理单位：

深圳市邦迪工程顾问有限公司

?标准化设计

1.楼型和户型标准化设◣计

方案阶①段对住宅空间按照不同的使用功能进行合理划▓分，遵循模数协调原则，优化套型模块的尺寸和种类，实现预制构件和内部部品的标准化、系列☆化和通用化。结合设计规范、项目定位及产业化目标等要求，确定一种核心筒，二种卫生间，四种套型，三种楼型模块的标准化组合模式。人才房◣套型模块面积分为65系列（A套型）、80系列（B套型）、120系列（C套型），组合出2种标准楼◣栋，商品房套型模块面积分为65系列（A套型）、120系列（C套型）、90系统（D套型），组合出1种标准楼ω栋，如下图所示：

▲ 套型模块多样※组合示意图

▲ 模块标准化组合分析图

2.预制构件标准化设计

以套型标准化为前提，预制构件尺寸尽量按照少规格、多组合的原则进行设计，构件连接节点采用标准化设计，遵循安全、经济、方便施工的要求。项目共12种标准↓化构件，标准▅化构件总数为6497个，其中使用11种外墙构件（5对镜像），分别对应4种标准户型；使用1种楼梯构件，对应1种标准核心▲筒。

▲ 标准层预制构件布置平面图

3.装修机电一体化设计

本项目精装修设计注重品质、舒适和适用，并遵循一体化装修理念提前介入（具体交付标准以最终政府公√布的买卖合同约定为准），与建筑、结构、给排水、强弱电和暖通等各专业紧密协作，实现各专业有『序同步进行。同时结合精↑装设计方案，协调①优化墙板排布、瓷砖饰面铺贴和管线预埋方式，将水电点位精确反应在PC构件、轻质隔墙板和主体结构上并进行预埋，实现精细化设计。

▲ 三维一体化设计

▲ 装修一体化设计（意向效果图）

?装配↑式建筑技术应用

本项目标准层外围护结构采→用全现浇混凝土外墙+预制凸窗方案，现浇部分采用铝合金模板，外窗洞】口设置企口一体成型，通过施工精细化管理实现内外墙免抹灰，从而实现外围护、外饰面和防水保温的协调统一。同时，为保证立面一致并方⌒便施工，避难层和非标准层相同功能区域的预制构件布置均与标准层保持一致。

1.预制凸窗

项目各栋标准层采用预制凸窗解决复杂墙体施工问题，窗▽框整体预埋，彻底々解决外墙开裂和窗周渗漏问题。凸窗连接做法为侧壁与现浇○墙柱受力连接，顶部和底部分别与框架梁或反坎构造连接，防水采用两道材料防水一道结构自身防水即MS密封胶、Ω胶条封堵和现浇反坎。

▲?预制凸窗

2.预制楼梯

项目楼梯设计为双跑楼梯，标准层楼梯板均采用预制楼梯，上端采用固定铰支座，下端采用滑动支座，所有栏杆扶手配套埋件ㄨ厂内预埋，防滑条现浇一体成型，装修面一次到位，有效提高了工程效率。

▲ 预制楼梯

3.预制内□墙条板

本项目室内隔墙全部采用预♀制内墙条板，根据厂家的标准板和异型板规格结合精装修水电点位进行排版，规避接板补板，并精确⊙定位门洞口、预埋管线、插座和开关的位置尺寸等。预∏制内墙条板施工精度高、免抹灰，扩大了使用空间,且有利于工序的提前穿插，大幅度节省◥工期。

▲ 预制内墙条板

4.铝模¤板施工

本项目现浇部位采用铝合金模板，外墙门窗洞口采用一体成型混凝土企口，彻底解决传统砌筑抹灰造成的外墙渗漏、空鼓、开裂等质量通病问题，通过施工过程严格管控，现浇部位与预制构件统一实现免抹灰。此外，铝合金模板可回收循环利用、节能环保，建筑ぷ垃圾少，改◤善了工地现场施工环境。

▲?铝模配模图

▲?铝模安装图

5.BIM应用

本项目综合考虑装配式建筑的特点，结合BIM进行深∮化设计、施工模拟。在项目全建造过程中应用BIM信息化技术，将各专业设计与施工进行融合，减少设计的错漏碰缺，提前发现施工难点并制定完善的施工措施，提高工程质量△和效率。

▲ BIM技术应用

6.爬架

本项目根据装配式项目特点采用自升式全钢外爬架技术，爬架直接∩与建筑主体连接，架◣体随着主体结构进度机械提升，在提升前完成外墙腻子，并采用楼层截水技术使外墙免受污染，有利于外墙施工穿插。同时爬架采用金属网全封闭维护结构，施工安全更加有保障。

▲ 爬架

7.穿插施工

本项目在免抹灰的基础上，采用碧桂园SSGF竖向穿插施工技术，在主体施工时外墙装↓饰、内隔墙、机电安装、精装修工程也随之逐№层开展作业，大幅减少主体封顶到精装完成的作业时间，缩短了工程总体建造周期。

▲ N-12穿插施工网络计划参考图

?总结

本☆项目采用预制凸窗▲、预制楼梯、预制内墙条板、铝合金模板和BIM等技术，形成一套系统的装配体系。通过工艺创新和精细化管理实现内外墙免抹灰，不仅能【够提高建筑质量，而且大大改善现场施工环境，减少建筑垃圾排放，实现节能减排的目的。凤凰公馆作为碧桂园集』团在深圳首个招拍挂取得→的双竞双限用地项目，将秉承着一贯的匠心创造和品质第一的开发思路，打造客户放心满意的标杆工程，不断践行着“给您一个五星级的家”的服务理念。

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