施工技術(shù)
裝配式建筑外墻節(jié)點防水技術(shù)
信息來源： 深圳建筑業(yè)協(xié)會 信息提供日期：2017-03-10 瀏覽：12867
朱國梁 （江蘇省華建建設(shè)股份有限公司深圳分公司518000 ）
摘要：裝配式建筑是指由預(yù)制的混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，通過工程化生產(chǎn)和現(xiàn)場裝配施工的建筑，具有節(jié)能、環(huán)保、施工快捷的特點及優(yōu)勢，可大幅減少建筑垃圾和建筑污水，降低建筑噪聲，提高施工質(zhì)量，成為國家大力提倡的綠色環(huán)保節(jié)能的建筑形式之一，是當(dāng)下建筑業(yè)的發(fā)展方向，保證裝配式建筑處墻防水功能和耐久性是本文討論的課題。
關(guān)鍵詞：裝配式；框架；剪力墻；外墻；節(jié)點構(gòu)造；連接；防水。
裝配式建筑的混凝土結(jié)構(gòu)，是由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過鋼筋套筒灌漿、漿錨搭接、水泥基灌漿料等連接技術(shù)連接，并與部分現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)一起，形成整體的混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式可分為裝配式框架結(jié)構(gòu)、裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)。
裝配式的預(yù)制構(gòu)件、部品在工廠集中加工，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，自身質(zhì)量穩(wěn)定性。但現(xiàn)場拼裝的構(gòu)配件之間會留下大量的拼裝接縫，這些接縫很容易成為滲漏水的通道。裝配式建筑防水的重點、難點主要體現(xiàn)在預(yù)制外墻板縫間的防水密封及預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)之間的裂縫控制上，另外門窗周邊、預(yù)留洞口等節(jié)點部位的防水處理也是保證建筑使用功能的重要因素之一。
1 裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系
裝配式建筑的混凝土結(jié)構(gòu)，是由預(yù)制混凝土構(gòu)件通過可靠的連接；如鋼筋套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、水泥基灌漿料連接等技術(shù)，使之與現(xiàn)場后澆混凝土形成整體的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，簡稱裝配整體式結(jié)構(gòu)。
圖 1-1 裝配式建筑外觀
框架結(jié)構(gòu)：其中裝配整體式的混凝土框架結(jié)構(gòu)，是由全部或部分框架梁、柱采用預(yù)制構(gòu)件建成的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。
圖 1-2 預(yù)制柱 圖 1-3 預(yù)制梁
剪力墻結(jié)構(gòu)：裝配整體式的混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，是由部或部分剪力墻采用預(yù)制墻板建成的裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)。
圖4.1.1-5 預(yù)制墻板安裝 圖4.1.4-6 預(yù)制墻
2 裝配式建筑外墻的結(jié)構(gòu)特點
裝配式建筑的設(shè)計：應(yīng)遵循少規(guī)格、多組合的原則，采取有效措施加強結(jié)構(gòu)的整體性，裝配式結(jié)構(gòu)的節(jié)點和接縫處應(yīng)受力明確、構(gòu)造可靠，并應(yīng)滿足承載力、延性和耐久性等要求。
外墻構(gòu)件：裝配式建筑外墻系統(tǒng)常用的構(gòu)件有預(yù)制承重墻、預(yù)制柱、預(yù)制梁、預(yù)制陽臺、預(yù)制凸窗、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制陽臺、預(yù)制復(fù)合墻板和預(yù)制******墻板等。
圖2-1 預(yù)制陽臺、樓梯段、******板
圖 2-2 預(yù)制外凸窗墻板 圖 2-3 帶飾面的預(yù)制外墻板
集成技術(shù)：外圍護結(jié)構(gòu)的集成技術(shù)，是預(yù)制墻板采用結(jié)構(gòu)、保溫、防水、外飾面一體化的外圍護系統(tǒng)，在廠內(nèi)或現(xiàn)場一次預(yù)制成功，現(xiàn)場裝配后同時能滿足結(jié)構(gòu)、保溫、防水抗?jié)B、防火、裝飾等要求。
部品部件：裝配式建筑外墻的門窗都是標(biāo)準(zhǔn)化部件，自身具有很好的防水、抗?jié)B性能，通過洞口周邊的預(yù)留企口、預(yù)留副框或預(yù)埋件等與墻體作可靠連接；再對所有的接縫進行密封，達到使用功能。預(yù)制空調(diào)板通常與陽臺合并設(shè)置，在同一垂直面上集中布置，空調(diào)板內(nèi)應(yīng)有排水坡度和排水系統(tǒng)。
節(jié)點構(gòu)造：******墻板與主體結(jié)構(gòu)之間是點支承的柔性連接，連接節(jié)點應(yīng)具有足夠的承載力和適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)變形的能力，還應(yīng)采取可靠的防腐、防銹、防火、防滲漏措施。******墻板的高度通常不大于一個樓層，厚度不小于100mm。******墻板間的接縫除應(yīng)滿足防水、抗?jié)B、防火、隔聲等建筑功能要求外，其接縫寬度尚應(yīng)滿足主體結(jié)構(gòu)層間位移、密封材料的變形能力、施工誤差、溫差等引起的變形要求，且寬度不應(yīng)小于15mm。
連接：在主體結(jié)構(gòu)和預(yù)制混凝土構(gòu)件的節(jié)點及接縫處，設(shè)置錨接縱向鋼筋和承插預(yù)留孔洞，預(yù)制構(gòu)件之間的縱向鋼筋通過機械連接、套筒灌漿連接、漿錨連接、焊接連接、綁扎等方式進行連接。現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和預(yù)制構(gòu)件之間，通過預(yù)設(shè)的錨固、搭接鋼筋與現(xiàn)場后澆的混凝土、水泥基灌漿料形成可靠的連接，并形成整體的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。
圖2-4套筒灌漿連接
接縫：外墻設(shè)計在滿足建筑外立面多樣化和經(jīng)濟美觀的基礎(chǔ)上，外墻裝飾面材料應(yīng)耐久、牢固，在墻板等構(gòu)件反打預(yù)制時，要能保證接縫處和飾面材料不受污染。預(yù)制外墻板的接縫應(yīng)滿足保溫、防火、隔聲、防水的要求。墻板水平接縫常采用高低縫或企口縫的構(gòu)造；墻板豎縫為平口或槽口構(gòu)造；當(dāng)板縫空腔需設(shè)置導(dǎo)水管排水時，板縫內(nèi)側(cè)應(yīng)增設(shè)氣密條密封構(gòu)造，以達到防滲漏的效果。
圖2-5 墻板板縫空腔后設(shè)氣密構(gòu)造—空心橡膠止水帶
3 裝配式建筑外墻節(jié)點防水
3.1 裝配式建筑外墻防水理念
建筑防水質(zhì)量是保證使用功能的重要因素之一，防水效果的好壞直接影響建筑物的使用壽命。裝配式建筑是將預(yù)制構(gòu)件，如預(yù)制墻板、預(yù)制柱、預(yù)制梁、疊合板、預(yù)制樓梯等，按設(shè)計要求拆分后，在工廠或現(xiàn)場進行預(yù)制生產(chǎn)，然后運輸和吊裝到工作面進行拼裝?，F(xiàn)場拼裝的構(gòu)配件之間會留下大量的拼裝接縫，這些接縫很容易成為滲漏水的通道。裝配式的預(yù)制構(gòu)件、部品、部件，在工廠集中加工，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，自身各項技術(shù)指標(biāo)的相對較為穩(wěn)定，一定優(yōu)于施工現(xiàn)場的生產(chǎn)條件。裝配式建筑外墻防水的重點、難點，主要體現(xiàn)在預(yù)制外墻板縫間的防水密封，及預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)之間的裂縫控制上。
裝配式建筑中一些非承重的預(yù)制******墻板、填充外墻等，為了減少地震力的影響，采用了可在一定范圍內(nèi)變形的點支承柔性連接構(gòu)造，增加了防水施工難度。******墻板的接縫還要適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)層間的位移，又要滿足防水、抗?jié)B、防火、隔聲等建筑功能要求，對這類構(gòu)件接縫處的密封材料，也提出更高的要求。
預(yù)制裝配式建筑外墻防水，應(yīng)遵守導(dǎo)水為主、防水為輔、防排結(jié)合的設(shè)防原則，通過設(shè)計合理的排水路徑，將部分滲入接縫內(nèi)的水導(dǎo)出，設(shè)置排水構(gòu)造可以避免水滲透到室內(nèi)。利用水流自然垂流的原理，設(shè)計時將墻板接縫設(shè)計成內(nèi)高外低的企口形狀，結(jié)合一定的減壓空腔設(shè)計，防止水流通過毛細作用倒吸進入室內(nèi)。除了混凝土構(gòu)造的防水措施之外，使用橡膠止水帶和耐候密封膠，來完善整個預(yù)制墻板的防水密封體系，才能最終達到防水密封的目的。所以，裝配式預(yù)制外墻接縫處的防水，一般采用密封防水、材料防水和構(gòu)造排水相結(jié)合的聯(lián)動措施。
圖3.1 板縫空腔內(nèi)設(shè)置導(dǎo)水管排水
3.2 現(xiàn)澆剪力墻預(yù)制外墻模結(jié)構(gòu)的防水
現(xiàn)澆剪力墻預(yù)制外墻模板的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，是將預(yù)制外PC板和現(xiàn)澆混凝土相疊合，外側(cè)接縫主要采用嵌填砂漿，局部留設(shè)排水空腔，后再打膠密封。內(nèi)側(cè)依賴現(xiàn)澆混凝土自防水，施工縫緊密連接的防水形式。這種外墻板接縫防水形式是裝配式結(jié)構(gòu)，是早期運用較多的一種形式，它的好處是施工比較簡易速度快，缺點是防水質(zhì)量難以控制，空腔堵塞情況時有發(fā)生，一旦內(nèi)側(cè)混凝土發(fā)生開裂會直接導(dǎo)致外墻板防水失敗，節(jié)點構(gòu)造可按下圖進行預(yù)防：
圖4.2剪力墻預(yù)制外墻模板防水節(jié)點
結(jié)構(gòu)自防水：PC外墻板就位前，應(yīng)將下部現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件上表面進行鑿毛、沖洗處理干凈。并使接縫面高于下層PC外墻板上企口30mm。在正式澆筑混凝土前澆筑接縫砂漿，然后澆筑內(nèi)側(cè)混凝土墻體。應(yīng)注意內(nèi)側(cè)鋼筋的配筋率應(yīng)能滿足結(jié)構(gòu)抗裂的需要。
接縫防水：上部PC外墻板安裝之前，在水平接縫處外側(cè)粘貼泡沫條，泡沫條內(nèi)采用微膨脹水泥砂漿座漿，局部埋放PVC管，作為泄水孔道，豎向接縫均采用微膨脹水泥砂漿進行填塞。待填縫砂漿達到強度后再進行內(nèi)墻混凝土的澆筑。
構(gòu)造排水：外墻飾面工作開展之前需對縫內(nèi)進行清理，留出必要的空隙，以方便界面處理和硅***耐候密封膠的防水密封。兩塊PC外墻板接縫縫口內(nèi)不得有積水、浮塵，以免影響密封膠的粘結(jié)性能。對于局部的泄水孔部位，應(yīng)在清理通暢后埋放pvc泄水管，并用密封膠固定，表面用刮刀收平，確保表面平整美觀、排水通順。
3.3 預(yù)制******墻板結(jié)構(gòu)的防水
預(yù)制******外墻板的防水系統(tǒng)有開放式和封閉式兩種防水形式。
其中預(yù)制******墻板的開放式防水系統(tǒng)，主要有3道防水措施，最外側(cè)采用高彈力的耐候防水密封膠，中間部分為物理空腔形成的減壓空間，內(nèi)側(cè)利用預(yù)嵌在混凝土中的防水橡膠條上下互相壓緊，達到密封防水效果。在墻面之間的十字接頭處，在橡膠止水帶之外再增加一道聚氨酯建筑密封膠防水，其主要作用是利用聚氨酯建筑密封膠良好的彈性，來封堵橡膠止水帶相互錯動可能產(chǎn)生的細微縫隙，對于防水要求特別高的房間或建筑，可以在橡膠止水帶內(nèi)側(cè)全面施工聚氨酯建筑密封膠防水，以增強防水的可靠性。按設(shè)計要求每隔一定距離，在外墻防水密封膠上設(shè)一處不銹鋼或PVC導(dǎo)氣槽或排水管，同時起到平衡內(nèi)外氣壓和排水的作用。采用疏堵相結(jié)合的方法，就能有效地將滲入減壓空間的雨水引導(dǎo)到室外。
預(yù)制******墻板的封閉式線防水系統(tǒng)，防水構(gòu)造也是內(nèi)外三道防水，不同之處是在空腔縫隙內(nèi)采用密封材料填充，其防水構(gòu)造主要是以全線封堵為主，密封性能非常完善，因此防水效果也非常好，缺點是施工時精度要求非常高，******墻板的相互錯位不能大于5mm，否則無法壓緊止水橡膠條。密封膠施工時的質(zhì)量要求比較高，必須由專業(yè)的、富有經(jīng)驗的施工團隊來負責(zé)操作。節(jié)點構(gòu)造如下圖。
圖3.3預(yù)制******墻板封閉式防水系統(tǒng)構(gòu)造
3.4預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)的防水
預(yù)制剪力墻是非常重要的承重構(gòu)件之一，集承重、圍護、保溫、隔熱、隔聲、防火、裝飾、防水、抗?jié)B等多種功能為一體，節(jié)點設(shè)計關(guān)系到建筑物的安全性、耐久性、觀感效果和使用功能。預(yù)制剪力墻的防水效果，主要取決于預(yù)制產(chǎn)品自防水和預(yù)制件與預(yù)制件之間、預(yù)制件與后澆混凝土結(jié)合處施工縫的施工質(zhì)量，其防水、抗?jié)B的性能將最終影響建筑外防水的效果，故將施工縫處的節(jié)點構(gòu)造和質(zhì)量控制要點討論如下：
界面處理：預(yù)制剪力墻的頂面、底面和兩側(cè)面應(yīng)處理為粗糙面或者制作鍵槽，與預(yù)制剪力墻連接的地梁上表面和圈梁上表面也應(yīng)處理為粗糙面。粗糙面露出的混凝土粗骨料不宜小于其最大粒徑的1/3，且粗糙面凹凸不應(yīng)小于6mm。
上下層連接：預(yù)制剪力墻底與現(xiàn)澆圈梁之間應(yīng)座漿，座漿宜采用高強灌漿料，座漿厚度宜為20mm，其立方體抗壓強度應(yīng)高于預(yù)制剪力墻混凝土立方體抗壓強度，且3天強度值不應(yīng)低于55MPa，28天強度值不應(yīng)低于80MPa；預(yù)制剪力墻的豎向鋼筋可采用漿錨套筒連接、漿錨搭接連接，見圖3.4-1。
圖3.4-1 預(yù)制剪力墻水平接縫構(gòu)造
邊緣構(gòu)件：現(xiàn)澆段內(nèi)按照現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的要求設(shè)置箍筋和縱筋；預(yù)制剪力墻的水平鋼筋應(yīng)在現(xiàn)澆段內(nèi)錨固，或者與現(xiàn)澆段內(nèi)水平鋼筋焊接或搭接連接，構(gòu)造如圖3.4-1所示。
圖3.4-2 預(yù)制墻板與現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件連接構(gòu)造
預(yù)制墻片：相鄰之間如無邊緣構(gòu)件，應(yīng)設(shè)置現(xiàn)澆段，現(xiàn)澆段的寬度應(yīng)同墻厚，現(xiàn)澆段的長度，當(dāng)預(yù)制剪力墻的長度不大于1500mm時不宜小于150mm，大于1500mm時不宜小于200mm；現(xiàn)澆段內(nèi)應(yīng)設(shè)置豎向鋼筋和水平環(huán)箍，豎向鋼筋配筋率不小于墻體豎向分布筋配筋率，水平環(huán)箍配筋率不小于墻體水平鋼筋配筋率；預(yù)制剪力墻的水平鋼筋應(yīng)在現(xiàn)澆段內(nèi)錨固，或者與現(xiàn)澆段內(nèi)水平鋼筋焊接或搭接連接。構(gòu)造如圖3.4-3所示。
圖3.4-3 預(yù)制墻板與現(xiàn)澆段連接構(gòu)造
結(jié)束語：預(yù)制裝配式建筑外墻防水，應(yīng)遵守“導(dǎo)水為主、防水為輔、防排結(jié)合”的設(shè)防原則，設(shè)計時將墻板接縫設(shè)計成內(nèi)高外低的企口形狀，并結(jié)合一定的減壓空腔設(shè)計，利用水流自然垂流的原理，防止水流通過毛細作用倒吸進入室內(nèi)。設(shè)置合理的排水路徑，將部分滲入接縫內(nèi)的雨水導(dǎo)出，設(shè)置氣密條密封構(gòu)造可以保證室內(nèi)保溫的需要。除了混凝土構(gòu)造的防水措施之外，使用橡膠止水帶和耐候密封膠完善整個預(yù)制墻板的防水密封體系，才能最終達到防水密封的目的。所以，裝配式預(yù)制外墻接縫處的防水，一般采用材料密封防水、物理構(gòu)造防水和構(gòu)造排水等綜合防治措施。
參考文獻：
1、《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 1-2014
2、《工業(yè)化建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51129-2015
3、《建筑外墻防水工程規(guī)程》JGJ/T235-2011
