超高層建筑單元式幕墻質(zhì)量監(jiān)控要點(diǎn)

周競天

（北京興電國際工程管理公司，北京 100048）

1 工程概況

中國國際貿(mào)易三期工程位于北京市朝陽區(qū)CBD 核心區(qū)域，總建筑面積近30萬 m2，包括超五星級酒店、高檔寫字樓、國際精品商場、電影院等多種設(shè)施。該建筑主塔樓高度為330 m，共 74層(1～6層作為商業(yè)用途，7～53層為寫字樓，56層以上為超五星級酒店，74層為停機(jī)平臺)，該建筑是北京 CBD 地區(qū)的地標(biāo)性建筑。

本工程主體結(jié)構(gòu)采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，抗側(cè)力體系為筒中筒結(jié)構(gòu)，外筒為型鋼混凝土框架筒體，內(nèi)筒為型鋼混凝土框支核心筒體，整棟樓呈四面棱臺結(jié)構(gòu)，每個(gè)立面上下整體呈彎弧形，幕墻表面規(guī)則波浪結(jié)構(gòu)。每兩個(gè)立面相接處運(yùn)用凹陷設(shè)計(jì)相連，自上而下凹陷拗口呈收縮狀。平面外輪廓尺寸在底層約為50.1 m×50.1 m，至層頂時(shí)收到約 35.6 m×35.6 m。幕墻面積約 87000 m2，單元板塊約 10600 塊。

2 單元式幕墻系統(tǒng)介紹

2.1 玻璃幕墻形式一(辦公樓和酒店部分玻璃幕墻)

此部分玻璃幕墻是在單元式玻璃幕墻的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)而成的，使之更適用于國貿(mào)三期工程。每個(gè)單元的玻璃用硅酮結(jié)構(gòu)膠安裝，單元包括透明部分玻璃和陰影盒部分。水平框分隔透明部分和陰影盒部分。系統(tǒng)還包括垂直的玻璃遮陽片和角部的金屬遮陽片，遮陽片用鋁合金型材固定在幕墻豎向主龍骨上并與組合單元框?qū)χ小ED 燈具安裝在遮陽玻璃翼的金屬保護(hù)蓋上。幕墻單元通過單元幕墻掛件系統(tǒng)和預(yù)埋件固定在樓板邊緣。針對地震和風(fēng)荷載引起的變形，在設(shè)計(jì)時(shí)保證幕墻單元始終處于矩型。幕墻的掛件系統(tǒng)能保證地震位移時(shí)幕墻始終平行于建筑外墻立面。

2.2 玻璃幕墻形式二 (28～29機(jī)電層、54～55機(jī)電層)

與玻璃幕墻形式一基本類似。玻璃傾斜于主框料系統(tǒng)，兩側(cè)有開口。在主框料系統(tǒng)上有垂直布置的防鳥網(wǎng)，用水平格柵將主框料系統(tǒng)和傾斜系統(tǒng)隔開。

2.3 玻璃幕墻形式三 (第5層機(jī)電層)

與玻璃幕墻一基本類似。單元幕墻采用鋁合金龍骨垂直分成三份，中間一份外表面無玻璃以便空氣流通，這里的玻璃后退，以形成視覺上封閉的效果，但空氣可以從兩側(cè)流通，兩側(cè)安裝有防鳥網(wǎng)。

2.4 玻璃幕墻形式四 (塔基和樓冠的金屬板包柱和包裝飾構(gòu)架)

幕墻四的單元系統(tǒng)為四周由水平和豎向的結(jié)構(gòu)方鋼管支撐，面板主要選用單層鋁板，表面噴涂氟碳。

2.5 幕墻主要材料一覽

表1 幕墻主要材料

3 施工質(zhì)量監(jiān)控要點(diǎn)

3.1 工程測量放線的質(zhì)量控制

由于本工程為超高層建筑，受風(fēng)荷載影響建筑振動(dòng)位移頻繁，受溫度影響陽面變形較大。且相鄰層之間單元體成相反的夾角，各層內(nèi)外凹凸尺寸變化，這些給施工測量放線帶來了一定的難度。而測量質(zhì)量好壞直接關(guān)系到今后各分項(xiàng)工程施工和安裝質(zhì)量。

3.1.1 確保放線精度

為保證測量放線精度，確保工程質(zhì)量，克服多軸線為基準(zhǔn)存在偏差的難題，首先要求施工單位在本工程的軸線確認(rèn)無誤的前提下，利用幕墻公差，在合適的位置設(shè)立參照基準(zhǔn)軸線，反復(fù)核對無誤后，確立為輔助基準(zhǔn)軸線，以此來達(dá)到施工的高質(zhì)量。

3.1.2 消化累積誤差

考慮到溫差對計(jì)量的誤差，以及地面不平造成的誤差，通過全站儀復(fù)核相互之間的幾何關(guān)系，搞清楚點(diǎn)線之間的關(guān)系以及相互間的幾何尺寸，通過點(diǎn)線的精度來提高幕墻施工精度；在確保門洞口以及沉降縫的寬度的前提下，使各種累積誤差在大面幕墻內(nèi)消化。

3.2 幕墻單元體加工制造精度的質(zhì)量控制

3.2.1 加工質(zhì)量控制

(1)鋁型材的下料、加工偏差嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求。

(2)在加工過程中，由于型材表面處理顏色較淺，要求注意型材表面的防護(hù)。

(3)型材加工完畢后，必須清理毛刺、油污、鋁屑。

(4)加工首批單元體扣蓋時(shí)，要先進(jìn)行試裝，驗(yàn)證圖紙尺寸是否符合裝配要求。

(5)在半成品型材運(yùn)輸過程中，注意型材表面不要?jiǎng)潅?，要求型材之間墊木條，型材與運(yùn)輸車之間做好防護(hù)。

(6)鋁板龍骨的焊接，要求平整度、垂直度、強(qiáng)度及焊角的打磨應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求。

3.2.2 組框質(zhì)量控制

(1)要求長、寬、對角線、高低差、間隙偏差符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

(2)組框時(shí)注意各型材的方向性及位置。

(3)要求橫梁型材端頭涂膠，組框完畢后，將余膠清干凈，攻釘時(shí)，自攻釘墊三元乙丙膠墊，并注意膠墊的脫落。

3.2.3 組裝、注膠質(zhì)量控制

(1)扣面板前，注意鋁框、玻璃注膠部位的清擦。

(2)扣玻璃時(shí)，注意玻璃的正反面及玻璃墊塊的放置位置。

(3)玻璃四周注膠與型材粘接的部位打底漆，并且注意底漆要有 10 min左右的干燥時(shí)間，禁止打完底漆立刻注膠。

(4)裝鋁板要注意角碼的定位，以保證鋁板的平整度符合±1 mm的規(guī)范。

(5)注膠時(shí)，膠的深度要符合工藝要求，禁止虛膠出現(xiàn)。

3.2.4 單元組裝的質(zhì)量控制

由于《建筑幕墻》(JG3035)對單元組件框未作專門規(guī)定，參照 JG3035 及 JGJ102的有關(guān)規(guī)定，駐廠監(jiān)理工程師制定了單元組件框允許偏差表及單元組件組裝允許偏差表，以此為依據(jù)對單元組裝進(jìn)行質(zhì)量檢查。

表2 單元組件框允許偏差表

表3 單元組件組裝允許偏差表/mm

3.3 幕墻預(yù)埋件質(zhì)量控制

3.3.1 要求施工單位提供埋件的質(zhì)保資料

埋件的質(zhì)保資料主要包括鋼材材質(zhì)證明單；鍍鋅質(zhì)量檢測報(bào)告；埋件出廠合格證；埋件的拉拔試驗(yàn)報(bào)告。

3.3.2 預(yù)埋件進(jìn)場報(bào)驗(yàn)時(shí)檢查要點(diǎn)

預(yù)埋件進(jìn)場報(bào)驗(yàn)時(shí)檢查要點(diǎn)包括焊縫高度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；焊角有沒有咬邊現(xiàn)象；防銹漆涂刷是否均勻；所用材料是否符合設(shè)計(jì)要求；加工尺寸與圖是否一致。

3.3.3 避免預(yù)埋件累計(jì)誤差

預(yù)埋件在埋設(shè)過程中，若以單軸線定位，丈量過程中尺寸誤差會積累，造成埋件的偏位，因此要提醒施工單位以多軸線進(jìn)行埋設(shè)，相對來說軸線之間的精確度足以滿足埋件的幾何尺寸。

3.3.4 預(yù)埋件的埋設(shè)要求

幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接的預(yù)埋件，應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)按設(shè)計(jì)要求埋設(shè)；預(yù)埋件位置偏差上下不應(yīng)大于10 mm，上下測量依據(jù)底模用卷尺進(jìn)行測量。

預(yù)埋件在埋設(shè)過程中，一定要緊貼模板，監(jiān)理工程師重點(diǎn)對埋設(shè)的偏差進(jìn)行檢查，上下、左右偏差在 20 mm 以內(nèi)，避免前后傾斜，因?yàn)榍昂髢A斜將造成角碼與埋件之間接觸減少，以后采取加墊鐵塊等措施均為點(diǎn)接觸，受力將受影響。造成施工周期長、成本增加。

3.3.5 混凝土澆筑對埋件的質(zhì)量控制

埋件埋設(shè)好以后，在澆搗混凝土?xí)r，要注意保護(hù)埋件?；炷潦┕さ恼駝?dòng)棒在埋件邊應(yīng)延長振搗時(shí)間，埋件周邊的混凝土一定要澆搗密實(shí)，避免產(chǎn)生漏漿及空鼓現(xiàn)象，影響埋件的質(zhì)量。

預(yù)埋件在墻面埋設(shè)時(shí)，在澆混凝土?xí)r，應(yīng)跟蹤進(jìn)行檢查，若埋件高出混凝土應(yīng)立即往下打，使埋件與混凝土面一樣平。

3.4 幕墻單元體轉(zhuǎn)接件安裝的質(zhì)量控制

3.4.1 控制放線精度

先對整個(gè)大樓進(jìn)行測繪控制線，依據(jù)軸線位置的相互關(guān)系將十字中心線彈在預(yù)埋件上，作為安裝支座的依據(jù)。

3.4.2 檢查轉(zhuǎn)接件偏差

要求施工單位在臨邊垂直放鋼絲線，依據(jù)鋼絲線來檢查一次轉(zhuǎn)接件的垂直度與左右偏差。

3.4.3 確保安裝精度

為保證轉(zhuǎn)接件安裝精度，除控制前后左右尺寸后，還要控制每個(gè)轉(zhuǎn)接件標(biāo)高，監(jiān)督施工單位用水準(zhǔn)儀進(jìn)行跟蹤檢查標(biāo)高，監(jiān)理工程師進(jìn)行抽測。

3.4.4 轉(zhuǎn)接件的連接與緊固

待一次轉(zhuǎn)接件各部位校對完畢后即進(jìn)行螺栓初步連接，連接時(shí)嚴(yán)格按照圖紙要求及螺栓緊固規(guī)定。

轉(zhuǎn)接件安裝完畢后，再進(jìn)行碼件安裝，安裝前墊上隔離墊，安裝好進(jìn)行前后左右調(diào)節(jié)，完畢后進(jìn)行固定，用水準(zhǔn)儀檢查標(biāo)高。監(jiān)理工程師進(jìn)行抽測。

3.4.5 連接件安裝精度要求

標(biāo)高偏差 ±1.0 mm(有上下調(diào)節(jié)時(shí)±2.0 mm)；連接件兩端點(diǎn)平行度偏差≤1.0 mm；距安裝軸線水平距離偏差≤1.0 mm；垂直偏差(上下兩端點(diǎn)與垂線偏差)±1.0 mm；兩連接件連接點(diǎn)中心水平距離偏差±1.0 mm；相鄰三連接件(上下、左右)偏差±1.0 mm。

3.5 幕墻角位安裝的質(zhì)量控制

國貿(mào)三期工程平面為方形，四角凹進(jìn)，整個(gè)大樓的方正，均在頭角上顯示。如角位安裝不好，影響整個(gè)幕墻的外觀形象。因此，角位安裝是本工程的控制重點(diǎn)。相對來說，轉(zhuǎn)角承受的風(fēng)力荷載較大，一般設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)角處相對加大、加多支承點(diǎn)，這樣就增加了施工難度。

經(jīng)過監(jiān)理與施工單位的反復(fù)研究，決定采取角位先行的方式解決這個(gè)難題，角位先行可以減少誤差積累，打開工作面。

轉(zhuǎn)角位安裝后，已經(jīng)給整個(gè)樓的單元體安裝定了型，工人施工也有了基準(zhǔn)面，安裝產(chǎn)生的誤差可在有限區(qū)段內(nèi)消化，減少誤差積累。

3.6 玻璃翼安裝的質(zhì)量控制

由于國貿(mào)三期工程的玻璃幕墻外采用了大量的豎向遮陽的彩釉夾膠玻璃翼，安裝過程中，如何保證總高 330 m的玻璃翼在一個(gè)垂直平面上，如何進(jìn)行玻璃翼安裝的質(zhì)量監(jiān)控，這些問題是本工程的難點(diǎn)。安裝控制不好，玻璃翼會上下不在一條線上，凹凸起伏，產(chǎn)生蛇游一樣的曲線。

為了避免玻璃翼安裝過程中產(chǎn)生蛇游曲線，經(jīng)過反復(fù)的論證和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)將單元板塊與玻璃翼在工廠內(nèi)組裝在一起，整體進(jìn)行安裝，可以有效防止玻璃翼凹凸曲線的產(chǎn)生。監(jiān)理工程師要求施工單位通過測量放線、單元體加工及安裝精度確保玻璃翼安裝誤差控制在 ±2 mm 內(nèi)。

3.7 主塔樓樓冠的施工質(zhì)量控制

樓冠部位主要有單元式內(nèi)傾幕墻，鋁板包柱、鋼格構(gòu)不銹鋼板裝飾網(wǎng)格三種形式構(gòu)成，制作工藝很復(fù)雜，型號多，技術(shù)數(shù)據(jù)較難控制。由于樓冠部位標(biāo)高在 294.99 m～330 m 之間，且幕墻形式復(fù)雜。一般的吊籃或普通的吊裝設(shè)備或單一的施工方法，均無法滿足樓冠部位的施工。樓冠部位施工采取了搭設(shè)外挑腳手架進(jìn)行不銹鋼包柱及鋼格構(gòu)不銹鋼板裝飾網(wǎng)格的安裝。最后利用活動(dòng)小吊車安裝內(nèi)傾單元式幕墻。腳手架的搭設(shè)有一定的難度，斜幕的斜度難于控制。

針對以上的施工特點(diǎn)，監(jiān)理工程師對塔冠施工質(zhì)量重點(diǎn)控制以下幾點(diǎn)。

(1)嚴(yán)格控制放線精度，在所放線閉合后，以總包所提供的標(biāo)高及結(jié)構(gòu)變型作為參考。

(2)嚴(yán)格控制鋼結(jié)構(gòu)的制作安裝精度焊縫質(zhì)量，使誤差控制在設(shè)計(jì)值允許范圍內(nèi)。

(3)控制外包鋁板分格縫符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，膠縫寬度一致，膠面光滑無毛刺。

(4)泛水坡度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

(5)鋁板與鋼結(jié)構(gòu)或龍骨接觸面加膠墊。

3.8 收邊、收口是幕墻施工的質(zhì)量控制的重中之重

收邊收口對每個(gè)幕墻施工工程來說都是重點(diǎn)，收邊收口的好壞直接影響幕墻施工的質(zhì)量，幕墻施工有 30%～40%的工作量在收邊、收口，而且收邊收口處理若處理不好，很容易產(chǎn)生漏水。因此，在收邊收口處，如不同類型幕墻交接處、幕墻本身的收口處、沉降縫等地方都是監(jiān)理工作中的重點(diǎn)控制對象，要求施工單位必須一絲不茍，精益求精，嚴(yán)格按施工工藝及采取科學(xué)有效的方法施工，并確保安裝質(zhì)量及安裝精度。

4 結(jié) 語

玻璃幕墻工程是一項(xiàng)跨行業(yè)的綜合性工作，由于玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的特殊性，涉及設(shè)計(jì)、材料、加工、組裝、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)，它不僅技術(shù)含量高，專業(yè)性強(qiáng)，而且要求產(chǎn)品必須具備足夠的安全度，如果有一個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制不嚴(yán)，就會留下質(zhì)量安全隱患，因而對玻璃幕墻的質(zhì)量控制是一個(gè)系統(tǒng)工程。國貿(mào)三期工程在質(zhì)量控制的系統(tǒng)過程中，監(jiān)理部嚴(yán)格執(zhí)行國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，重點(diǎn)加強(qiáng)了對幕墻材料的質(zhì)量控制，對單元體生產(chǎn)組裝過程的質(zhì)量控制，對玻璃幕墻施工安裝的質(zhì)量控制，同時(shí)還對影響幕墻實(shí)體質(zhì)量的幾個(gè)重要因素方面，即對施工人員，施工材料，施工設(shè)備、施工方法以及環(huán)境因素等進(jìn)行了全面的控制。國貿(mào)三期幕墻質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)踐證明，通過對預(yù)埋件、轉(zhuǎn)接件、單元體等環(huán)節(jié)施工過程和施工質(zhì)量進(jìn)行的嚴(yán)格監(jiān)控，幕墻施工取得了非常的好的質(zhì)量效果，本工程先后取得了魯班獎(jiǎng)及詹天佑獎(jiǎng)等國家級大獎(jiǎng)。