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孔德勇（武汉龙嘉房地产开发有限公司，湖北 武汉 430050）
双面叠合剪力墙又称双皮墙，由两层混凝土预制板通过桁架钢筋连接而形成中空区域，运送至现场后，在中空区域浇筑混凝土，形成结构整体，兼具装配式结构表面平整度高、节约木材人工，现浇结构整体性好、防水性优的双重特点[1]。现行国内全预制混凝土剪力墙是在模台上制作加工，双侧需要出筋，大量使用手工操作，无法实现自动化。双皮墙侧边没有出筋，容易实现工厂流水线生产，实现自动化，两侧板都是在模台预制，表面光滑，平整度较好，两侧可以达到免抹灰。与预制实心墙体相比，双面叠合剪力墙自重轻（减半），运输及吊装方便，与套筒灌浆连接及约束浆锚搭接连接相比，现场安装方便，操作简单，不需要使用注浆机等设备，节点连接质量可控。
某项目位于武汉市主城区，项目由12 栋27～48 层住宅楼（其中1#～8#楼为装配式建筑，9#～12#楼为传统超高层建筑）和1～2层商业裙楼、1栋3层幼儿园及1～2层地下室组成，总建筑面积为29.7 万m2。地下2 层建筑高度3.7m，地下1层建筑高度5.1m，地下室总建筑面积9.2 万m2，机动车停车位2508 个。1#～8#楼正负零以上采用双面叠合剪力墙+全混凝土外墙、ALC蒸压轻质混凝土板填充墙体系，为湖北省首个全面应用此体系的装配式项目，装配率达75%。现场平面布置图如图1所示。
图1 现场平面布置图
本项目建筑结构形式为框架-剪力墙结构，地下室为钢筋混凝土框架结构，地下两层，局部地下一层。建筑结构安全等级为二级，结构使用年限为50年，抗震设防烈度为6 度，建筑抗震设防类别为丙类，防火设计等级为一级。
2.1 总承包范围及组织
本项目为“EPC 交钥匙”总承包模式，总包承包范围包括地块红线范围内施工内容，包括前期的三通一平（临时给水、临时供电、临时道路、施工围挡、场地平整）、围墙、景观、道路、室外给排水、装配结构房屋及对应地下室的房屋建筑施工。房屋建筑工程包括但不限于地下室、主体结构、内外装饰、管线预埋、孔洞预埋、户内水电安装、外墙门窗、栏杆、公区装修、户内装修等。
本项目装配式部分包括叠合剪力墙深化设计、叠合剪力墙生产、叠合剪力墙运输、叠合剪力墙安装，实现设计-采购-施工EPC一体化，采用自有设计院、自有工厂、自有施工班组。项目实行建筑师负责制，项目设建筑师1 名，协调项目设计版块、工厂版块、施工版块，现场设项目经理1名，负责现场施工，项目总工1名，负责现场技术管理。
2.2 设计版块简介
自有设计院具有甲级设计资质，使用YTWO 5D BIM企业级云平台结合iTWO预制建筑智能生产解决方案（iTWO PPS 和iTWO MES）进行，通过基于BIM模型的虚实结合建造技术，实现设计、生产、施工全流程信息打通，设计院出具的图纸数据包可以直接电子传输到工厂进行生产，与传统流程相比，减少传统装配式工厂对设计院图纸进行拆分深化的过程，提高了生产效率与精度。
2.3 工厂版块简介
自有工厂位于武汉市远城区，总造价约5 亿元，占地220亩，采用德国公司提供轮转生产线。工厂生产线配备Ebos/Mes 智能中央控制系统，可和BIM 设计数据无缝对接，全自动流水线生产，生产线人工减少50%。年产混凝土可达100 万m3，其中PC 构件49 万m3，可装配住宅200 万m2以上。工厂产品涵盖叠合剪力墙、叠合板、叠合梁、楼梯、阳台、空调板、飘窗、沉箱等。工厂核心技术是生产双层叠合剪力墙时，通过翻转机将第一面板翻转至新浇筑的第二面板上，与其叠合完成双层叠合剪力墙的生产。全套系统高度自动化，通过置模机械手、生产钢筋网片和钢筋桁架的设备、自动化钢筋布筋设备以及自动混凝土布料机可以大幅减少人工作业，实现流水化生产。
2.4 施工版块介绍
施工方面具有总承包一级资质，现场钢筋、模板、混凝土采用劳务分包模式，预制构件安装采用自有产业工人-装配师模式，自有安装班组采用全军事化管理，90%来自退伍军人，技术成熟、人员稳定，打破传统劳务班组流动性大、技术无法积累等弊端。
3.1 构件拆分设计
项目剪力墙结构与部分内墙采用双面叠合剪力墙结构，框架梁与次梁均采用叠合梁，楼板除卫生间板外采用叠合板，阳台和飘窗采用叠合构件，楼梯与空调板采用预制构件。以本项目3#楼标准层为例，每层预制构件121个，详见表1。
表1 3#楼标准层预制构件
3.2 构件生产
自有工厂与施工现场实行独立成本核算，生产实行订单制，接现场施工订单后，即开始进行深化、排产，具体流程与工期见表2。
表2 构件排产流程
3.3 构件物流
通过OMS 智慧物流平台与YTWO 平台对接，将“人、车、货场”与客户需求连接起来，从订单管理、调度管理、装卸管理、在途管理、签收管理等全流程实现可视化管理。工厂定制了PC构件专用运输车辆，利用多路阀控制整车升降调整车体高度，随时满足不同路况。车辆采用电液油气悬架系统，可以满足车辆在任意载荷下的减震需求，大幅降低运输颠簸，减少构件在途损伤。
4.1 主要技术体系选用
叠合剪力墙采用塔吊吊装，双道斜撑固定，竖向构件现浇部分采用铝模体系，叠合板采用定型化三角支撑，外立面防护用自升式爬架体系，混凝土浇筑采用井道内爬式布料机结合专用料斗，垂直运输采用双笼式翻板门施工电梯。
4.2 塔吊选用
装配式建筑施工，塔吊承担建筑材料、施工机具运输的同时，还要负责所有PC构件的吊运安装[2]，本工程考虑PC构件尺寸、数量、重量及地下室覆盖面积、预制构件吊装，共布置8 台TC6015A-10 塔吊、2 台TC6517B-10E，用于装配式结构PC 构件吊装，见表3，且均在第一阶段土方开挖完成前安装，在各栋住宅楼结构封顶2个月后拆除。
表3 塔吊选用一栏表
4.3 现场平面布置
每个楼栋单元设置一个PC构件堆场，面积不少于240m2，堆放区前布置一个不少于20m×20m 的回旋场，场内行车路线、堆场如设置在地下室结构板上，拆模后采取钢管脚手架回顶措施。
水平堆放构件，按最大的YTC构件作受力考虑，单块为4.45t，堆放不超过5层，每块占地面积为3m×3.5m，对地下室产生的均布荷载为：4.45×5×10/（3×3.5）=21.19kN/m2。
竖向堆放构件，按最大的GWQ 构件作受力考虑，单块为2.525t，每个托架内堆放10块，托架自重为2t，托架占地面积为2.5m×4.8m，对地下室产生的均布荷载为：（2.525×10+2）×10/（2.5×4.8）=22.71kN/m2。
PC构件运输车按最大载重50t考虑，构件运输车辆计算荷载时有效投影面积为12.8m 长，1.8m 宽，对地下室顶板作用的有效均布面荷载为q=500/（12.8×1.8）=21.7kN/m2。
综上所述，地下室按照施工期间，车行道的最大荷载为：PC 构件运输车的荷载21.7kN/m2；
钢筋加工和堆放区、预制构件堆放区的最大荷载为竖向PC构件堆载区的荷载22.71kN/m2。分别计算地下室加固支撑体系，行车区满铺6000mm×2400mm×20mm钢板，变点荷载为面荷载。经计算，地下室负一层和负二层板设计加固采用扣件式钢管支撑架，其受力立杆采用Φ48×2.6（考虑市场材料问题，计算钢管壁厚按较小值取），钢管上加可调顶托直接传力到地下室结构板底。负一层支撑架搭设高度为3.55m，负二层支撑架搭设高度为3.58m，立杆的纵距b=0.70m，立杆的横距l=0.70m，立杆步距h=1.30m。
4.4 标准层施工顺序
标准层施工工期标准为7d，总体施工顺序：施工准备→弹线定位、标高复测→双面叠合剪力墙吊装→墙柱钢筋绑扎→墙柱模板安装→叠合楼板吊装就位→楼板面钢筋绑扎→混凝土浇筑→混凝土养护→下一楼层施工。
4.5 叠合墙吊装
工艺流程：调整竖向预留插筋→调整垫片安装→墙体吊装就位→安装斜支撑→调整校正。
吊装前，上一层接触部位应凿毛处理并清洗干净，竖向预留钢筋应顺直，其位置偏移量不得大于规范要求。水平接缝处采用专用垫片调整，每块墙体安装两组调整垫片，调整垫片安装完成后，应对其标高、水平度进行检查。从离塔吊最远端的构件开始起吊。吊装双面叠合剪力墙时采用两点起吊，吊绳与水平面夹角宜在45°～60°之间。墙体吊装下落至安装楼面0.5m 处时稍做停顿，应对竖向钢筋进行调整对位，确保竖向钢筋全部可进入剪力墙空腔内，墙体下落至调整垫片上时，进行标高与位置的调整，直至墙体平面精准定位为止。每块墙板安装不宜少于两组斜向支撑进行临时固定，支撑与水平面的夹角宜在40°～50°之间。在安装过程中，先安装斜向支撑上部固定点，再安装斜支撑下部固定点，叠合剪力墙外墙安装完后，复核墙体垂直度、边线、标高、与相邻墙体平整度，相关指标检查合格后，锁死斜向支撑。
4.6 叠合梁、板吊装
工艺流程：梁板下三角支撑安装→水平方木安装→叠合梁吊装→叠合板吊装→水电管线安装→上层钢筋安装→检查验收。
楼板吊装前应将支座基础面及楼板底面清理干净，避免点支撑，吊装时先吊铺边缘窄板，然后按照顺序吊装剩下来的板，每块楼板起吊用4 个吊点，吊点位置为格构梁上弦与腹筋交接处，距离板端为整个板长的1/4～1/5。吊装索链采用专用索链和4 个闭合钓钩，平均分担受力，多点均衡起吊，单个索链长度为4m。楼板铺设完毕后，板的下边缘不应该出现高低不平的情况，也不应出现空隙，局部无法调整避免的支座处出现的空隙应做封堵处理。三角支撑可以做适当调整，使板的底面保持平整、无缝隙。
4.7 双面叠合剪力墙混凝土浇筑
工艺流程：隐藏验收→商品混凝土运送到现场→混凝土检查→底层浇筑→底层振捣→静置→中层浇筑→中层振捣→静置→上层浇筑→上层振捣→养护。
混凝土由搅拌站运至现场，场内混凝土运输采用混凝土泵车、布料机、塔吊共同配合，使混凝土运输到浇筑面。混凝土搅拌车到达施工现场后，必须每车检测其坍落度，坍落度按180mm±20mm 要求控制。混凝土出现坍落度过小、过大、离析或分层现象，应对混凝土进行退回处理，严禁现场加水。标准层叠合剪力墙应分三层浇筑，单层浇筑时应多点均匀浇入，浇筑点之间间距宜为0.8m～1.0m。单层混凝土浇筑至一定高度后利用卷尺检查观测，达到预定高度后停止混凝土浇筑。单层混凝土浇筑完成后立即进行振捣，振点应均匀，严禁有过振和漏振现象，振捣时间以混凝土表面无气泡、混凝不再下沉、表面泛浆为准。
以本项目3#为例，采用塔吊监控记录及人工点数的方式，对标准层施工7d的工程进行统计，见表4和图2所示。
图2 标准层工日统计
表4 标准层施工日统计
单个构件吊装时间统计见表5。
表5 构件吊装时间表
由上述统计分析可以看出，标准层共需157 个工日，人力峰值出现在第5 日。铝模工用工数量最多，主要是现浇构件部分支模、拆模所用。
在叠合剪力墙施工过程中，发生一些常规混凝土结构施工中没有遇到的问题，需要引起注意。
6.1 板面漏筋、漏管
叠合楼板的总厚度为130mm，预制部分厚度为60mm，后浇混凝土部分厚度为70mm，由于机电管线全部敷设在现浇层中，在实际配管中会出现多管交叉的情况，扣除保护层厚度15mm，再扣除钢筋的厚度2mm×8mm，能够敷设管线的垂直空间39mm，如果是两管及以上线路交叉，那么交叉处就会超出板面高度，这样就会导致板面负弯矩筋甚至穿线管裸露出楼面，破坏楼板结构安全性。
针对此情况，需将部分管线敷设于结构梁的上部或者取消部分管线，在条板作业时，通过二次配合再安装穿线管。另项目结构空间、成本允许的话，可以采用管线分离的设计方式，即在装饰层中走管，现浇层中不再预留机电管线。
6.2 叠合剪力墙胀板
在叠合剪力墙混凝土浇筑过程中，发生个别墙体胀板现象，即叠合墙板向结构中心外侧位移，导致封闭腔体发生破坏，现浇混凝土溢出，发生类似爆模现象，此现象一般出现在开窗洞口的叠合剪力墙外侧板。
6.2.1 破坏原理分析
双面叠合剪力墙板桁架钢筋锚固承载力见表6。
表6 双面叠合剪力墙板桁架钢筋锚固承载力（C30，间距600mm）
本项目叠合剪力墙为50mm 叠合板+100mm 空腔+50mm 叠合板组成，两片叠合板由桁架钢筋连接，叠合板抵抗混凝土侧压力可以由表6 查出，考虑折减系数0.8的原因是桁架钢筋锚固深度较小，桁架钢筋节点处局部混凝土骨料不均匀，其锚固承载力有所降低。
在1m 宽叠合墙板范围内：浇筑高度1m 时的最大侧压力为25kN/m2，浇筑高度3m 时的最大侧压力为68.5kN/m2，大于叠合墙板桁架钢筋锚固承载力29.1kN/m2，导致锚固失效，墙板发生变形。
6.2.2 解决措施
墙体浇筑时分三层浇筑，每层浇筑不超过1m，单层浇筑时分三点位将混凝土注入墙体，浇筑一定深度后用卷尺测量，不同层浇筑时采用不同长度软管伸入墙体，保证混凝土下落高度不大于1m，整体浇筑速度为800mm/h，减小外墙板的压力[3]。
经过上述措施后，现场未再发生胀板现象。
本项目标准层同条件养护到期后，对叠合剪力墙空腔内现浇混凝土采用钻芯法检测，混凝土强度与密实度符合设计要求。外墙经过淋水试验及历次大雨验证，未发现结构性开裂渗漏现象，结构质量安全可靠。双面叠合剪力墙体系具有生产自动化程度高、吊装重量轻、结构整体性高等特点，抗震性、防水性能优异，具有广阔的应用前景。
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