高層建筑單元式幕墻施工技術(shù)的應(yīng)用

史坤，苗偉

（河北雄安商務(wù)服務(wù)中心有限公司，河北 雄安 071700）

0 引言

近年來單元式幕墻在國內(nèi)的許多大、中型城市被廣泛運(yùn)用。根據(jù)住建部下發(fā)的《關(guān)于發(fā)展節(jié)能型住宅和鞏固建筑的指導(dǎo)意見》中作出的中長期規(guī)劃，到2020 年要求我國北方和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)新建建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能65%的目標(biāo)。在建筑行業(yè)大力提倡節(jié)能減排的背景下，單元式幕墻迎來了廣闊的發(fā)展前景。徐仁海[1]等人對(duì)超高層建筑中單元式玻璃幕墻的施工技術(shù)要點(diǎn)展開了分析，并提出重點(diǎn)加強(qiáng)單元板材質(zhì)量檢查、嚴(yán)格單元板材吊裝與安裝管理等建議；田偉[2]等人介紹了一種適用于超高層建筑單元式幕墻的多段同步施工技術(shù)，對(duì)進(jìn)一步加快幕墻施工效率有積極幫助。本文在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，創(chuàng)新性地提出了單元板塊注膠加固、開展整體防水試驗(yàn)和做好收口處理等施工技術(shù)內(nèi)容，為進(jìn)一步優(yōu)化單元式幕墻的施工質(zhì)量提供了技術(shù)支撐。

1 工程概況

某地新建一座金融大廈，位于高新區(qū)東北側(cè)，靠近地鐵站，周邊交通便捷，建成以后將加快本地傳統(tǒng)金融機(jī)構(gòu)和互聯(lián)網(wǎng)金融公司的交流與整合，在促進(jìn)金融市場健康發(fā)展、不斷壯大的同時(shí)，也能解決地方企業(yè)的融資難題，對(duì)促進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展大有幫助。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，該項(xiàng)目的總建筑面積11.7 萬m2，包括3 層地下室、5 層商業(yè)裙房以及30 層辦公樓。辦公樓外墻采用單元式玻璃幕墻，共用3 680 塊單元體，幕墻面積約4.7 萬m2，投資總額22.6 億元人民幣。

2 項(xiàng)目重難點(diǎn)分析

本工程中單元式幕墻施工的重難點(diǎn)主要有（1）所需單元板塊數(shù)量較多，并且每塊單元板塊的重量均在500kg 以上，幕墻吊裝的工程量以及操作難度較大。吊裝過程中很有可能因?yàn)轱L(fēng)力影響導(dǎo)致玻璃幕墻板塊晃動(dòng)，發(fā)生碰撞事故，因此對(duì)吊裝作業(yè)提出了嚴(yán)格的技術(shù)要求。（2）單元式幕墻拼裝后，在連接處容易發(fā)生雨水滲漏問題，長此以往將會(huì)對(duì)整個(gè)幕墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用壽命產(chǎn)生不良影響，在單元式幕墻的施工中如何提高整體防滲效果也是需要關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。（3）單元式幕墻施工中會(huì)使用到大量的轉(zhuǎn)接件，對(duì)轉(zhuǎn)接件的定位精度提出了嚴(yán)格要求?，F(xiàn)場施工人員要選擇合適的檢查工具對(duì)各項(xiàng)目（如軸線水平距離、插孔件直徑與厚度等）進(jìn)行測量，保證實(shí)際偏差在允許范圍之內(nèi)。

3 施工流程

3.1 施工準(zhǔn)備

參考設(shè)計(jì)圖紙，在建筑外墻上進(jìn)行測量放線，標(biāo)記出預(yù)埋件的安裝位置。之后安排施工個(gè)人原因進(jìn)行復(fù)核，保證位置精確。本次工程中所用的單元板塊均由預(yù)制廠統(tǒng)一制作，并且嚴(yán)格落實(shí)好“三檢”制度，確保單元板塊無質(zhì)量問題。在出廠前進(jìn)行一次抽樣檢驗(yàn)，抽檢合格率達(dá)到95%以上方可裝車運(yùn)輸；單元板塊卸車入庫前，進(jìn)行第二次檢查，保證運(yùn)輸途中沒有因?yàn)轭嶔ぐl(fā)生損壞；單元板塊入場前進(jìn)行第三次檢查，確保吊裝使用的單元幕墻板塊無質(zhì)量缺陷。

3.2 安裝預(yù)埋件和轉(zhuǎn)接件

本次工程中采用鋁合金槽式預(yù)埋件。在安裝時(shí)，重點(diǎn)加強(qiáng)預(yù)埋件安裝位置精度的控制，要求預(yù)埋件在垂直方向上的偏差應(yīng)小于10mm，在水平方向上的偏差應(yīng)小于15mm。同時(shí)，預(yù)埋件露出混凝土外墻的部分應(yīng)當(dāng)進(jìn)行切割，保證外墻的平整，為下一步單元幕墻板塊的安裝創(chuàng)設(shè)有利條件。預(yù)埋件還要與工程主體結(jié)構(gòu)的防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行焊接，保證良好的導(dǎo)電性。所有預(yù)埋件安裝完畢后，還要進(jìn)行抽樣檢測，抽樣數(shù)量不應(yīng)少于預(yù)埋件總數(shù)的10%，對(duì)樣品進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。對(duì)于試驗(yàn)不合格的，要采取補(bǔ)救措施，保證預(yù)埋件固定可靠。轉(zhuǎn)接件與預(yù)埋件的安裝如圖1 所示。

圖1 轉(zhuǎn)接件與預(yù)埋件的連接示意圖

對(duì)于經(jīng)檢查符合施工要求的預(yù)埋件，還要進(jìn)行清潔處理。將預(yù)埋件周邊或插槽內(nèi)的雜物清理出來，然后按照施工方案安裝鋁合金轉(zhuǎn)接件。轉(zhuǎn)接件的定位控制要求見表1。

表1 轉(zhuǎn)接件定位控制要求

3.3 單元板塊的進(jìn)場

在施工現(xiàn)場劃出一片長度為25m、寬度為10m 的矩形區(qū)域，專門用于臨時(shí)存放和吊裝單元板塊。單元板塊進(jìn)場后，開展一次質(zhì)量檢查。檢驗(yàn)人員需要仔細(xì)核對(duì)單元板塊的型號(hào)、尺寸是否正確，觀察單元板塊表面有無劃痕，邊角處有無缺損，整體顏色是否保持一致，轉(zhuǎn)角處的密封膠條是否緊密貼合等。經(jīng)過一系列的認(rèn)真檢查，對(duì)于存在質(zhì)量瑕疵的要及時(shí)聯(lián)系調(diào)換，對(duì)于不存在質(zhì)量問題的方可安裝。由專用吊機(jī)將單元板塊從地面吊升到指定樓層，在現(xiàn)場施工人員的配合下完成單元板塊的安裝。

3.4 單元式幕墻板塊安裝

單元板塊的安裝是單元式幕墻施工的重中之重，要求現(xiàn)場施工人員不僅要熟悉安裝流程，還要加強(qiáng)質(zhì)量管控意識(shí)，加強(qiáng)安裝操作的細(xì)節(jié)處理，保證單元式幕墻板塊一次性通過驗(yàn)收。

3.4.1 單元板塊的起吊

在單元板塊的短邊側(cè)有兩個(gè)對(duì)稱分布的掛鉤，將吊繩的一端分別穿過掛鉤，另一端固定在吊車的吊鉤上。吊車啟動(dòng)運(yùn)行后，先將單元板塊的一側(cè)緩慢抬起，直到單元板塊達(dá)到垂直狀態(tài)。然后勻速提升單元板塊，使其從地面提升到指定樓層。本工程中使用懸臂吊車完成單元板塊的吊裝，如圖2 所示。

圖2 懸臂吊車示意圖（單位：mm）

3.4.2 單元板塊的安裝

移動(dòng)單元板塊，直到單元板塊與轉(zhuǎn)接高度之間距離為200mm 時(shí)停止移動(dòng)。在現(xiàn)場施工人員與吊車駕駛員的相互配合下，讓單元板塊掛到主體結(jié)構(gòu)的掛點(diǎn)上，在板塊沒有與轉(zhuǎn)接件固定之前，吊具不得撤走。單元板塊在掛點(diǎn)上臨時(shí)固定以后，現(xiàn)場施工人員要仔細(xì)檢查前后、左右、上下6 個(gè)方位，如果發(fā)現(xiàn)尺寸不對(duì)，要進(jìn)行微調(diào)，直到每個(gè)方位的位置精度都能達(dá)到要求。在安裝單元板塊時(shí)，要注意不要對(duì)單元板塊施加額外荷載，防止因?yàn)槭芰Σ痪霈F(xiàn)扭轉(zhuǎn)、彎曲的現(xiàn)象。對(duì)于個(gè)別確實(shí)難以對(duì)齊的板塊，不得使用錘擊等方式強(qiáng)行安裝，應(yīng)當(dāng)將單元板塊拆下后檢查問題，如果是轉(zhuǎn)接件不垂直導(dǎo)致的，要及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)接件；如果是單元板塊自身存在質(zhì)量問題，則需要更換新的材料。單元板塊采用焊接方式與轉(zhuǎn)接件固定，為提高固定效果，要求連接處必須焊透。經(jīng)檢查無焊接質(zhì)量問題后，清除焊渣，并在焊接位置涂刷一層防銹漆。

3.4.3 單元板塊的注膠加固

相鄰兩個(gè)單元板塊之間存在一定的縫隙，如果處理不到位容易出現(xiàn)雨水滲漏等情況。因此在單元板塊安裝后，還要及時(shí)在縫隙之中注膠，起到封堵縫隙、提高密封性能與隔音性能的效果。為保證注膠封堵效果，對(duì)注膠環(huán)境、注膠操作也有著嚴(yán)格的要求。注膠前，應(yīng)使用干凈不掉毛的清潔布擦除縫隙內(nèi)的雜質(zhì)。注膠宜在溫度0℃～30℃、相對(duì)濕度30%～70%的環(huán)境下進(jìn)行，既可以加快膠水的固化，同時(shí)又能提高注膠效果[3]。注膠前，施工人員還要仔細(xì)核對(duì)膠水的牌號(hào)、顏色以及保質(zhì)期，確保膠水不存在過期、摻雜等質(zhì)量問題。在注膠時(shí)，應(yīng)保證均勻灌注，讓膠水填滿縫隙，并且與單元板塊的平面保持平齊。注膠結(jié)束后，如果表面有多余的干固膠水，可以使用抹布蘸取二甲苯、75%酒精進(jìn)行擦拭。

3.4.4 單元板塊的試驗(yàn)

單元板塊安裝完畢并且膠水凝固后，進(jìn)行單元式幕墻的整體防水試驗(yàn)。對(duì)單元板塊的上邊框進(jìn)行淋水試驗(yàn)，觀察有無滲漏情況。如果發(fā)現(xiàn)局部滲漏，要查明問題所在，并重新打膠封堵；未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，說明施工質(zhì)量過關(guān)，可以進(jìn)行整體質(zhì)量驗(yàn)收。

3.5 電梯處單元式幕墻的收口處理

在單元式幕墻施工中，存在一些比較特殊的部位，對(duì)板塊安裝技術(shù)提出了更為嚴(yán)格的要求。對(duì)于這些特殊位置，要采取特殊的處理方式。例如，對(duì)于結(jié)構(gòu)柱靠近樓層邊緣的部位，建筑室內(nèi)幾乎沒有多余的操作空間，增加了單元板塊安裝的難度。這種情況下要求施工人員借助于吊籃，在室外進(jìn)行安裝。同樣的，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)柱的存在，導(dǎo)致吊車無法直接將單元板塊吊升到安裝位置，這種情況下需要在安裝樓層的上一層布置電動(dòng)葫蘆，輔助完成單元板塊的吊裝。人貨電梯位置處的單元板塊通常放在工程收尾時(shí)安裝，收口處理也是單元式幕墻施工中的難點(diǎn)之一。在本次工程中采取了以下施工方法：根據(jù)電梯處的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了專用的單元板塊，起始單元板的左右邊直料為雙公，而封口單元板的左右邊直料為雙母，這樣既可以降低安裝難度，將兩種單元板對(duì)齊、扣壓后即可完成收口；同時(shí)又能保證收口處單元式幕墻有良好的氣密性[4]。

4 注意事項(xiàng)

高層建筑的外墻施工中選擇單元式幕墻工藝，既要加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，同時(shí)還必須做好高空施工中的安全管理。因此，在單元式幕墻施工中要重點(diǎn)關(guān)注質(zhì)量與安全這兩個(gè)方面。

4.1 施工質(zhì)量方面

加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量的把關(guān)，嚴(yán)禁不符合施工要求的材料入場使用。在單元式幕墻施工中，所用材料種類較多，除了單元板塊外，還包括預(yù)埋件、轉(zhuǎn)接件，以及密封膠和五金配件等。施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)這些材料仔細(xì)進(jìn)行檢查，保證不存在質(zhì)量缺陷。對(duì)于單元板塊，重點(diǎn)檢查表面有無劃痕、邊角有無缺損，是否存在彎曲、翹邊等情況；對(duì)于預(yù)埋件和轉(zhuǎn)接件，要檢查是否有生銹情況，尺寸、規(guī)格是否符合施工標(biāo)準(zhǔn)。只有從源頭上加強(qiáng)了材料質(zhì)量管理，才能提高單元式幕墻的施工質(zhì)量。另外，在單元板塊的吊裝期間，也要做好防護(hù)，避免單元板塊與建筑外墻或其他構(gòu)筑物發(fā)生碰撞。密切關(guān)注施工天氣，如果風(fēng)力較大則不宜進(jìn)行吊裝施工。在單元板塊安裝到指定位置后，還要兼顧上下、前后、左右的偏差是否在允許范圍內(nèi)，如果偏差較大要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)檢查確定位置精確后，方可進(jìn)行固定。在所有的單元板塊全部安裝完畢后，再整體檢查一遍幕墻安裝情況，并開展防水試驗(yàn)，保證幕墻的氣密性和防水性良好。

4.2 施工安全方面

由于本次工程為高空作業(yè)，并且個(gè)別情況下還需要施工人員乘坐吊籃在外墻進(jìn)行作業(yè)，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此在單元式幕墻施工中還必須加強(qiáng)安全管理，避免發(fā)生安全事故。安全管理人員要查明施工現(xiàn)場的各類危險(xiǎn)源，并根據(jù)單元式幕墻的吊裝作業(yè)特點(diǎn)，采取多種安全防護(hù)措施。例如，對(duì)于高空作業(yè)人員必須開展安全培訓(xùn)，切實(shí)提高上崗人員的安全意識(shí)。開展技術(shù)與安全的交底工作，熟悉安全應(yīng)急預(yù)案，確保在突發(fā)安全事件后也能做到妥善應(yīng)對(duì)[5]。落實(shí)好安全監(jiān)督工作，高空作業(yè)區(qū)域必須配備防護(hù)網(wǎng)或臨時(shí)圍擋，危險(xiǎn)區(qū)域要豎立警示牌。通過實(shí)行動(dòng)態(tài)化、精細(xì)化的安全管理，營造安全的單元式幕墻施工環(huán)境，實(shí)現(xiàn)安全事故的“0”發(fā)生。

5 結(jié)論

本項(xiàng)目的外墻施工中采用了單元式幕墻，通過落實(shí)精益化管理，順利通過了驗(yàn)收。從工程實(shí)踐來看，單元式幕墻施工技術(shù)的應(yīng)用主要取得了以下效益：

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

單元式幕墻的板塊，全部采用工廠生產(chǎn)線預(yù)制，在高層建筑的主體工程施工時(shí)，可以同步制作單元板塊，然后由汽車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后，使用懸臂吊機(jī)直接吊裝。整個(gè)過程自動(dòng)化程度較高，施工速度較快，可以明顯縮短施工工期，幫助建設(shè)單位節(jié)約了大量的時(shí)間成本和人力成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。另外，單元式幕墻的質(zhì)量較為可靠，不容易出現(xiàn)安裝以后翹邊、脫落等質(zhì)量問題，避免了返修作業(yè)帶來的額外支出，也能讓建設(shè)單位節(jié)約一大筆費(fèi)用。

5.2 環(huán)保效益

在單元式幕墻的施工現(xiàn)場，只需要完成吊升、焊接即可，基本上不產(chǎn)生污染物和廢棄材料，符合綠色施工理念。

5.3 社會(huì)效益

單元板塊的邊緣處采用了雙膠條設(shè)計(jì)，將單元板塊拼接以后，膠條也相互咬合，從而提高了單元式幕墻的隔音和保溫效果。另外，在相鄰單元板塊的接縫中，灌注了密封膠，也能進(jìn)一步提高防水效果和隔音效果，讓高層建筑的使用體驗(yàn)得到了明顯提升。