高層建筑玻璃幕墻施工技術(shù)與質(zhì)量控制方法分析

邱 江

高層建筑的玻璃幕墻施工難度相對較高，容易發(fā)生多種質(zhì)量問題與安全問題。在實(shí)際施工作業(yè)期間，必須合理把控關(guān)鍵施工技術(shù)，強(qiáng)化落實(shí)質(zhì)量控制工作，以確保整個(gè)玻璃幕墻工程的質(zhì)量與施工安全達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

1 項(xiàng)目概述

案例工程位于北京市通州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)東區(qū)，緊鄰?fù)骱h(huán)湖區(qū)域，占地面積46076.10 m2，建筑總面積198369.10 m2，由5 個(gè)主樓和1 個(gè)地下車庫組成。建筑高度最高為60 m，地上13 層，地下3 層；最低為23.95 m，地上4 層，地下3 層。以其中某一棟建筑為例進(jìn)行說明。該建筑物外立面為雙側(cè)弧形，每隔3 層布置錯(cuò)層式玻璃幕墻，外輪廓平面軸線最大尺寸為90.543 m×27.6 m。建筑屋頂標(biāo)高為55.1 m，層高為4.1 m。玻璃幕墻面積約為16739.45 m2，最大高度為59.2 m。該文建筑的玻璃幕墻為圓弧形錯(cuò)層式構(gòu)造，施工有一定難度，在實(shí)際施工作業(yè)階段加強(qiáng)了對建筑外形定位、復(fù)核及錯(cuò)層銜接部位的精度等關(guān)鍵技術(shù)的控制。

2 高層建筑玻璃幕墻施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)與技術(shù)難點(diǎn)

2.1 高層建筑玻璃幕墻施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

2.1.1 進(jìn)場校驗(yàn)

針對所有進(jìn)入施工現(xiàn)場的施工材料（包括橡膠條、連接件等）展開檢驗(yàn)，確定其是否與設(shè)計(jì)保持一致，要求在檢測無誤后在施工現(xiàn)場指定區(qū)域內(nèi)分類存放。切實(shí)依照設(shè)計(jì)圖紙中的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合角碼與螺栓的投放對玻璃幕墻框架龍骨實(shí)施連接處理，并根據(jù)焊接操作的展開，實(shí)現(xiàn)緊固鐵件與預(yù)埋件的牢固連接。

2.1.2 預(yù)埋件與緊固鐵件的安裝

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的相關(guān)內(nèi)容，精準(zhǔn)確定預(yù)埋件的安裝位置，并控制水平方向、垂直方向的中心線，以此保證玻璃幕墻框架的平整度、垂直度能夠滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)合轉(zhuǎn)接件的投放連接主體預(yù)埋件及玻璃幕墻立柱結(jié)構(gòu)，并在螺栓的支持下實(shí)現(xiàn)槽式預(yù)埋件與轉(zhuǎn)接件之間的牢固連接。查看轉(zhuǎn)接件安裝位置的偏差情況，要求能夠始終保持轉(zhuǎn)接件的位置偏差不超過1 mm，以此有效維護(hù)緊固鐵件和預(yù)埋件安裝位置的精準(zhǔn)程度。

2.1.3 垂直方向主龍骨的連接

依照設(shè)計(jì)圖紙中的相關(guān)內(nèi)容組織展開主龍骨的豎向連接施工。在此過程中，要求將起點(diǎn)設(shè)定在建筑物一層位置，并逐漸向上完成整個(gè)豎向主龍骨的安裝。重點(diǎn)落實(shí)對豎向主龍骨上下兩端位置的調(diào)整與控制，要求其能夠與緊固鐵件的螺栓孔位置保持相互對應(yīng)的狀態(tài)。檢查豎向主龍骨的安裝位置偏差，在確定無偏差或偏差在允許范圍內(nèi)的情況下，即可實(shí)施固定處理。豎向主龍骨的連接施工期間，必須在完成連接件與主龍骨連接處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行連接件與預(yù)埋件的連接。同時(shí)，要求嚴(yán)格控制相鄰兩根豎向主龍骨之間的高差和距離偏差。一般情況下，2 根主龍骨的高差應(yīng)小于3 mm，距離偏差應(yīng)控制在2 mm 以下。

2.1.4 水平方向主龍骨的安裝

在實(shí)際組織展開水平方向的主龍骨安裝施工期間，需要著重把握以下施工步驟與技術(shù)要點(diǎn)：第1，將橡膠墊分別加設(shè)在水平方向的主龍骨兩端位置，要求橡膠墊必須具備良好的防水性能。第2，落實(shí)對次龍骨連接件的安裝處理。第3，在水平方向的主龍骨與垂直方向的主龍骨之間投放連接件，完成對兩方向主龍骨的牢固連接。第4，在施工期間擰緊所有連接件的螺栓。需要注意，為確保水平方向的主龍骨安裝質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，要求在整個(gè)安裝作業(yè)期間應(yīng)用水準(zhǔn)儀。另外，要嚴(yán)格控制相鄰兩個(gè)次龍骨之間的水平差，通常應(yīng)小于1 mm。

2.1.5 玻璃板塊的安裝

根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙、施工要求與實(shí)際工程情況，提前完成玻璃板塊的尺寸確定、加工制作工作。在玻璃板塊的實(shí)際安裝施工前，必須全面清理玻璃周圍的雜質(zhì)、灰塵，同時(shí)清潔鋁合金框，保證后續(xù)嵌縫注膠作業(yè)完成后玻璃板塊能夠與鋁合金框牢固連接。在玻璃幕墻的橫梁位置，采用掛鉤式安裝方式安裝玻璃的開啟扇，同時(shí)加設(shè)四點(diǎn)鎖。在玻璃開啟扇的安裝作業(yè)結(jié)束之后，可進(jìn)一步安裝不銹鋼限位防風(fēng)鏈，有效提高了玻璃幕墻的防風(fēng)性能[1]。在各個(gè)玻璃幕墻的施工面上均需設(shè)置保溫層和防火板，以提高整個(gè)高層建筑物的保溫效果與防火性能。

2.2 高層建筑玻璃幕墻施工技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對措施

2.2.1 累計(jì)誤差方面的問題

玻璃板塊、幕墻構(gòu)件通常為定制生產(chǎn)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)執(zhí)行較為標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際施工、組裝期間并不會(huì)出現(xiàn)較大的調(diào)節(jié)，但是仍然存在一些施工誤差。隨著建筑物樓層高度的增加，這種誤差會(huì)不斷累積，最終導(dǎo)致整個(gè)玻璃幕墻施工質(zhì)量下降。

為解決累計(jì)誤差方面的問題，在項(xiàng)目施工期間引入分區(qū)控制模式。實(shí)踐中，以分區(qū)分段的形式劃定與設(shè)置基準(zhǔn)線，并結(jié)合對分區(qū)基準(zhǔn)線的應(yīng)用完成相應(yīng)區(qū)段內(nèi)的放線處理，避免產(chǎn)生更明顯的累計(jì)誤差，最終達(dá)到提放線精準(zhǔn)度的效果。本項(xiàng)目施工中，為消除施工累計(jì)誤差，主要設(shè)置了10 條基準(zhǔn)線，包含縱向基準(zhǔn)線及橫向基準(zhǔn)線，為玻璃幕墻單元的順利拼接創(chuàng)造良好條件。

2.2.2 垂直控制方面的問題

在實(shí)際施工作業(yè)中，預(yù)埋件安裝位置的影響因素較多，如果受到其他物體碰撞，預(yù)埋件很容易偏位。同時(shí)，完成預(yù)埋件施工作業(yè)后，并不能有效消除建筑物主體結(jié)構(gòu)的施工誤差，垂直度控制難度相對較大。

為解決垂直控制方面的問題，項(xiàng)目施工期間主要設(shè)置了后置基準(zhǔn)支座，用于調(diào)節(jié)垂直度偏差。實(shí)際施工作業(yè)期間，根據(jù)劃定的分區(qū)基準(zhǔn)線，在基準(zhǔn)線的兩側(cè)分別畫出基準(zhǔn)鋼支座的中心線，并進(jìn)一步加設(shè)對應(yīng)的后置基準(zhǔn)支座。依托后置基準(zhǔn)支座，落實(shí)對垂直度控制線的設(shè)定。當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在偏位問題后，應(yīng)立即檢查實(shí)際情況。如果實(shí)際偏位<10 mm，則可以應(yīng)用拼接的方法實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)偏位的糾正；如果實(shí)際偏位≥10 mm，則要先展開鋼板的補(bǔ)焊處理，在達(dá)到標(biāo)高位置后安裝玻璃幕墻構(gòu)件。

2.2.3 玻璃自爆方面的問題

高層建筑中的玻璃幕墻規(guī)模相對較大。所使用的玻璃板塊尺寸規(guī)格也較大，對于大規(guī)格的玻璃板塊來說，其在受熱后發(fā)生膨脹變形問題的概率偏高，由此可導(dǎo)致玻璃自爆。同時(shí)，高層建筑玻璃幕墻中的玻璃板塊還承擔(dān)著疊加荷載效應(yīng)，使自爆問題發(fā)生的可能性有所提高[2]。玻璃自爆后，在施工安裝階段可迅速完成更換。但在整個(gè)玻璃幕墻施工結(jié)束且相關(guān)施工設(shè)施已經(jīng)拆除后，玻璃的更換處理有著較大難度，所產(chǎn)生的成本費(fèi)用相對較高，且很容易引發(fā)安全事故。

為解決玻璃自爆方面的問題，在項(xiàng)目施工期間應(yīng)實(shí)施多項(xiàng)控制舉措：第1，從材料的選用與加工角度來看，為避免受熱后玻璃出現(xiàn)膨脹不均的問題，在施工中主要使用優(yōu)質(zhì)鋼化玻璃，并嚴(yán)格管控玻璃板塊的加工過程，淘汰一些存在明顯缺陷的玻璃，保證質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。為避免因熱量過度累積引起玻璃自爆，可在玻璃周邊使用彈性較好的密封材料。第2，在玻璃幕墻連接設(shè)計(jì)中，玻璃板塊的安裝間隙設(shè)定為4 ～7 mm。使用螺栓連接玻璃幕墻豎向主龍骨與玻璃幕墻連接件，以此確保玻璃板塊的大面積安裝精度、玻璃幕墻的吸收變形能力滿足設(shè)計(jì)要求。選用伸縮結(jié)構(gòu)連接豎向龍骨與橫向龍骨，以便更好應(yīng)對溫差作用下橫向龍骨的伸縮效應(yīng)。第3，采用壓板連接的方式完成玻璃板塊與幕墻龍骨之間的連接。

2.2.4 光污染控制方面的問題

在光照作用下，高層建筑中設(shè)置的大面積玻璃幕墻會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的光污染問題，從而引發(fā)不同程度的后果。因此，在當(dāng)前建筑工程行業(yè)規(guī)范中，高層建筑物內(nèi)玻璃幕墻施工需要遵循的光污染控制要求水平更高且更嚴(yán)格。

為解決光污染控制方面的問題，在項(xiàng)目施工期間使用了特種玻璃，以此達(dá)到有效減少光污染的效果。實(shí)踐中，選用低輻射（Low Emissivity，Low-E）玻璃，并將其反射比控制在0.3以下。同時(shí)，要求選定的Low-E 玻璃透光率能夠達(dá)到0.52 以上，透光折減系統(tǒng)能夠維持在不低于0.45 的狀態(tài)，保證實(shí)現(xiàn)遮陽的同時(shí)滿足透光需求，并提升玻璃幕墻的環(huán)保性。

2.2.5 老化與脫膠方面的問題

玻璃幕墻及其邊緣的夾膠片、接縫區(qū)域的密封膠在實(shí)際使用期間會(huì)長時(shí)間暴露在外界環(huán)境中，容易發(fā)生老化問題[3]。在老化程度不斷加劇的情況下，還容易出現(xiàn)脫膠問題。為解決此類問題，在項(xiàng)目施工期間主要采用中性硅酮耐候膠，以便有效延長老化年限。另外，及時(shí)割除超出外沿的膠片，并落實(shí)單層中性硅酮耐候膠的涂抹處理，避免老化、脫膠的同時(shí)提升外觀美觀程度，達(dá)到有效延長玻璃實(shí)際使用年限的效果。

3 高層建筑玻璃幕墻施工的質(zhì)量控制策略

3.1 設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量保證

由總工程師承擔(dān)整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作的管理任務(wù)，落實(shí)對設(shè)計(jì)工作實(shí)際展開質(zhì)量的優(yōu)化管控。該階段必須針對整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程實(shí)施監(jiān)督與管理，確保編制出的項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙和施工方案具有較高的正確性、指導(dǎo)性及針對性[4]。全面審核設(shè)計(jì)圖紙與施工工藝方案，要求在審核通過的條件下才能用于實(shí)際的項(xiàng)目施工作業(yè)中。保存處理全面審核期間所產(chǎn)生的過程記錄、圖紙會(huì)簽等資料，為后續(xù)項(xiàng)目驗(yàn)收作業(yè)的展開提供有力支持。同時(shí)，在設(shè)計(jì)階段，還要納入對玻璃幕墻搭建與施工安全性的考量，降低玻璃幕墻施工期間以及投入使用后發(fā)生安全事故的概率，提升玻璃幕墻綜合質(zhì)量水平。另外，應(yīng)當(dāng)切實(shí)遵循國家、地方提出的相關(guān)規(guī)定完成設(shè)計(jì)。在本項(xiàng)目的建設(shè)地，要求在布設(shè)高層建筑玻璃幕墻期間，應(yīng)遵循如下標(biāo)準(zhǔn)：第1，選用鋼化玻璃作為中空玻璃的內(nèi)片時(shí)，控制3 m2為單塊玻璃的面積最大值；設(shè)定0.8 mm 為單塊玻璃厚度的最小值。第2，選用夾層玻璃作為中空玻璃的內(nèi)片時(shí)，控制4.5 m2為單塊玻璃的面積最大值；設(shè)定12.76 mm 為單塊玻璃厚度的最小值。

3.2 材料供應(yīng)階段的質(zhì)量保證

安排物資部人員專門承擔(dān)項(xiàng)目施工物資采購任務(wù)。期間，要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際要求，提前編制《物資采購控制要求》，并作為約束規(guī)范完成物資采購任務(wù)，有效保證項(xiàng)目施工物資采購質(zhì)量和供貨周期。編制并執(zhí)行《進(jìn)貨檢驗(yàn)控制制度》，并以此為參考及時(shí)組織展開所有采購物資的檢驗(yàn)工作，僅允許質(zhì)檢合格、通過驗(yàn)收的物資進(jìn)入施工現(xiàn)場。此過程中，質(zhì)檢部門要結(jié)合材料質(zhì)檢結(jié)果編寫材料檢驗(yàn)單。

在項(xiàng)目的材料供應(yīng)階段，應(yīng)著重把握以下施工質(zhì)量管控要點(diǎn)：第1，要求材料供應(yīng)商提供樣品，并由質(zhì)檢部提前對樣品進(jìn)行質(zhì)檢分析，樣品檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行收樣與報(bào)驗(yàn)。第2，進(jìn)貨時(shí)需要材料供應(yīng)商提供對應(yīng)物資產(chǎn)品的質(zhì)量證明材料。第3，采購階段應(yīng)及時(shí)抽樣并安排第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)分析，在所對應(yīng)的物資檢驗(yàn)合格后，才能將其應(yīng)用于后續(xù)的生產(chǎn)加工與安裝施工中[5]。

3.3 生產(chǎn)加工階段的質(zhì)量保證

玻璃板塊與各類施工元件的生產(chǎn)加工與組裝期間，必須要切實(shí)依照相關(guān)規(guī)定合理安排工序，全面控制加工質(zhì)量。在完成加工后，需要質(zhì)檢部門及時(shí)組織展開質(zhì)量檢驗(yàn)工作。在此過程中，需要著重把握以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第1，實(shí)施首件專檢，并加設(shè)明確的標(biāo)識。第2，對每一道加工工序落實(shí)跟蹤檢驗(yàn)，必須要在確保前一道工序合格后再轉(zhuǎn)入后一道工序作業(yè)。第3，展開巡檢與抽檢，確保抽檢樣品的數(shù)量不低于樣品總數(shù)量的10%，并同時(shí)滿足不少于3 件的要求。第4，如果在檢驗(yàn)期間發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量不合格的加工品，則必須依照有關(guān)要求迅速處理，不得將其應(yīng)用于工程中。

3.4 安裝階段的質(zhì)量保證

在玻璃幕墻的安裝施工階段，要求項(xiàng)目部切實(shí)承擔(dān)質(zhì)量管控的任務(wù)。實(shí)踐中，要安排專業(yè)的質(zhì)檢員，針對玻璃幕墻安裝施工的質(zhì)量進(jìn)行日常性檢查、記錄，并與監(jiān)理方溝通、報(bào)驗(yàn)等。同時(shí)，還要安排專業(yè)人員，針對整個(gè)玻璃幕墻施工現(xiàn)場的安全、質(zhì)量、文明施工等展開監(jiān)督與檢查工作。

在此期間，需要著重把握以下幾項(xiàng)施工質(zhì)量管控要點(diǎn)：第1，在玻璃幕墻施工現(xiàn)場，要求落實(shí)對材料與構(gòu)件堆場的監(jiān)管，保證各類施工材料能夠在施工現(xiàn)場的指定區(qū)域得到良好保存。第2，嚴(yán)格管控轉(zhuǎn)接件的安裝，要求將安裝精度始終維持在允許偏差范圍內(nèi)，并及時(shí)實(shí)施防腐處理。第3，切實(shí)參考相關(guān)規(guī)范和工程設(shè)計(jì)要求，落實(shí)防火處理、防雷處理及層間的封修處理[6]。第4，根據(jù)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)組織展開鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工。第5，重點(diǎn)檢查各個(gè)玻璃板塊的安裝精度和外觀質(zhì)量水平。另外，施工方應(yīng)切實(shí)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求，提前完成《玻璃幕墻現(xiàn)場安裝過程質(zhì)量控制方案》《玻璃幕墻安裝過程檢驗(yàn)控制方案》等的編制，并將其作為安裝施工階段的質(zhì)量管控依據(jù)，同時(shí)結(jié)合相應(yīng)內(nèi)容要求完成質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定及質(zhì)量檢驗(yàn)記錄的編寫。

3.5 驗(yàn)收階段的質(zhì)量保證

在玻璃幕墻施工作業(yè)完成后、工程竣工驗(yàn)收前，需要對玻璃幕墻實(shí)施清潔處理。驗(yàn)收作業(yè)期間，組建專項(xiàng)驗(yàn)收小組，在施工方完成驗(yàn)收且確定質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，即可向監(jiān)理方、業(yè)主方發(fā)出分項(xiàng)工程施工驗(yàn)收申請。在此過程中，需要保證竣工資料的全面、真實(shí)與完整。對于完成施工作業(yè)的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，必須確保其在完整性、清潔性、外觀美觀性和使用可靠性方面滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

在高層建筑玻璃幕墻施工期間，面對累計(jì)誤差、垂直控制、玻璃自爆和光污染控制等多方面的技術(shù)難點(diǎn)，要規(guī)范性完成進(jìn)場校驗(yàn)、預(yù)埋件與緊固鐵件的安裝、垂直方向主龍骨與水平方向主龍骨的連接、玻璃板塊的安裝等主要施工內(nèi)容。同時(shí)，結(jié)合項(xiàng)目施工全過程質(zhì)量管控工作的落實(shí)，提升高層建筑玻璃幕墻的施工質(zhì)量、效果與安全性。