超高超大截面實心木龍骨幕墻施工技術(shù)

辛海京，左 良，王春紅，王依列，崔君君

(中建一局華江建設(shè)有限公司，北京 100071)

0 引言

近些年，隨著工程建設(shè)的不斷發(fā)展，正、反形建筑的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)建筑形式與幾何形狀已無法滿足設(shè)計師的意圖，其特殊的輪廓造型和結(jié)構(gòu)體系得到設(shè)計大師們的青睞，人與自然有機(jī)融合，其建筑風(fēng)格體現(xiàn)出回歸大自然的意境，實心、木龍骨作為幕墻結(jié)構(gòu)骨架，不僅作為受力構(gòu)件，而且超高超大截面起到遮陽扇的作用，節(jié)能環(huán)保。景德鎮(zhèn)紫晶國際會議中心設(shè)計施工總承包項目，其玻璃幕墻骨架安裝采用超高超大截面實心木龍骨(截面尺寸為400mm×900mm×9 500mm，400mm×1 000mm×6 730mm， 最大木龍骨自重達(dá)2.8t，木龍骨截面為楔形)施工技術(shù)。本工程木龍骨連接方式獨特，玻璃與蓋板之間連接新穎，產(chǎn)生了一些創(chuàng)新做法。

景德鎮(zhèn)紫晶國際會議中心設(shè)計施工總承包工程屋面板施工中，針對單曲面、弧形、清水混凝土、木紋屋面板安裝木龍骨施工技術(shù)，該工法技術(shù)木龍骨除了起立柱支撐作用，同時又兼有遮陽扇功能，木龍骨安裝屬于綠色施工，減少環(huán)境污染，另外，木龍骨用于清水混凝土建筑中，與周邊山體協(xié)調(diào)，有機(jī)地與大自然融合，使用木龍骨節(jié)能環(huán)保，符合“碳達(dá)峰”和“碳中和”的基本國策，應(yīng)用效果十分顯著。

1 工程概況

紫晶國際會議中心設(shè)計施工總承包項目，位于景德鎮(zhèn)市昌江區(qū)新平路168號，建筑面積為 40 161.03m2。 工程有11個單體建筑，包括會議廳 1～5、 酒店1～6。會議廳1～5屋面板全部為反弧形，酒店1，4屋面板為反弧形、酒店2，3，5，6屋面板為正弧形。

本項目會議廳1～5玻璃幕墻采用實心木龍骨，實心木龍骨可采用俄羅斯樟子松，采用膠合工藝加工制作(膠合工藝適用于大截面木龍骨)。

2 施工重難點分析

反弧形屋面板曲率大，各反弧形屋面板曲率各不相同，因此支模、澆筑屋面板混凝土過程中要確?；《确显O(shè)計要求，才能確保木龍骨頂部與反弧形屋面板結(jié)合緊密。

2.1 屋面板曲率大，清水混凝土屋面板如何確?；《葐栴}

可采用屋面板支設(shè)底層和頂層雙層圓弧形模板，振搗棒無法從最高點全部插入或插入深度不足，混凝土振搗不密實，易出現(xiàn)蜂窩、孔洞、麻面等現(xiàn)象，從而造成屋面板滲漏的質(zhì)量通病，為此，本工程采用只支設(shè)弧形屋面板底模，不支設(shè)屋面板頂模，屋面板設(shè)置混凝土抗滑措施，即在上、下層板筋間設(shè)置鋼絲網(wǎng)片，從而解決清水混凝土難以成型的問題。

2.2 木龍骨加工階段如何防潮、防腐、防火、防白蟻處理的問題

從原材料入手，采用俄羅斯樟子松。樟子松有一種味道，小蟲子、白蟻等聞到以后都遠(yuǎn)遠(yuǎn)躲開，本身對木材就是一種保護(hù)。此外，樟子松密度大，加工采用膠合工藝，膠合工藝適用于大截面木龍骨，能有效延長木龍骨使用壽命。

2.3 木龍骨安裝過程中針對超高超大截面自重大如何確保安全問題

由于實心木龍骨具有超高超大截面，最大木龍骨自重達(dá)2.8t，施工中采用吊鏈，捆綁木龍骨的帶子選用強度合格的安全帶，施工前對工人進(jìn)行安全交底等，夜間加班期間，由于工人疲勞及晚上光線原因，不進(jìn)行木龍骨安裝，確保安全。

3 施工技術(shù)創(chuàng)新

對于反弧形屋面板與實心木龍骨節(jié)點做法，木龍骨底部和頂部與連接板插接技術(shù)、橫豎木龍骨間的榫接做法、玻璃安裝在橫豎木龍骨外面安裝蓋板等都是創(chuàng)新做法，施工中采用了新技術(shù)，具體包括以下3個方面。

3.1 木龍骨底部和頂部與預(yù)埋件上焊接的連接板插接，橫龍骨與豎龍骨采用榫接

木龍骨底部和頂部與連接板插接技術(shù)，屬于剛?cè)岵?jì)連接方式；此外，橫、豎向龍骨間的榫接做法沿用了中國古代木結(jié)構(gòu)的連接技法，連接牢固，抗震性高。

3.2 反弧形屋面板支雙層模板，上層屋面板要加豎向立桿抵消豎向浮力作用

為了確保反弧形屋面板混凝土澆筑密實，無蜂窩、麻面、孔洞等現(xiàn)象，觀感良好，對于縱向長度在15～54.4m的屋面板要支雙層模板，上層屋面板要加豎向立桿抵消豎向浮力作用，其澆筑混凝土順序也有創(chuàng)新，分縱向和橫向。

3.3 木龍骨裝飾扣蓋板安裝有特色

在豎向木龍骨骨架和橫向木龍骨安裝完畢后，在木龍骨內(nèi)安裝配套的鋁合金框，并安裝玻璃，最后在木龍骨與玻璃外表面采用大型裝飾扣蓋板封閉，此做法也較獨特。

4 具體施工工藝

4.1 施工工藝流程

圓弧屋面板施工工藝流程為：木龍骨原材前期處理→木龍骨加工廠制作→木龍骨、玻璃等構(gòu)件運輸→木龍骨規(guī)格、尺寸進(jìn)場驗收→現(xiàn)場檢查預(yù)埋件數(shù)量、位置并調(diào)整→現(xiàn)場豎向木龍骨安裝、就位→橫向木龍骨安裝→木龍骨與弧形屋面板頂部節(jié)點處理→玻璃安裝、木蓋板安裝→木龍骨幕墻驗收。

4.2 超高超大截面實心木龍骨幕墻施工操作要點

4.2.1木龍骨原材前期處理

采用俄羅斯樟子松，采用膠合工藝施工的超大截面木龍骨還可采用加拿大花旗松，這2種材質(zhì)可采用膠合工藝加工制作(膠合工藝適用于大截面木龍骨)。

幕墻構(gòu)件設(shè)計時，應(yīng)盡可能采用較大截面形狀，以提高耐火極限。目前裝飾性木龍骨防火主要是采用防火劑浸注或涂防火漆，如丙烯酸乳膠防火漆，在 100～200℃溫度下能分解出磷酸使木材脫水炭化，減少可燃?xì)怏w的形成，在 250℃ 左右能膨脹起泡，形成蜂窩狀的防火隔熱層。所以一般優(yōu)先采用防火漆及防火劑浸注木龍骨。

由于白蟻對潮濕的木材危害嚴(yán)重，所以采取構(gòu)造上的防潮措施，使木構(gòu)件與水源隔斷, 對減小白蟻危害有一定效果，但構(gòu)造上的防潮對防蟲僅是一種輔助措施，還需對木龍骨周邊土壤進(jìn)行化學(xué)處理或設(shè)置白蟻誘餌系統(tǒng)。在建筑幕墻構(gòu)件設(shè)計時，需根據(jù)生物危害區(qū)域采取相應(yīng)的防蟲蛀措施，如采用木材防腐劑，可有效保護(hù)木材，延長木龍骨壽命。防腐劑要刷或噴在木龍骨表面，在涂刷過程中，必須在干燥天氣使用，但不能在已刷過油漆或清漆的木龍骨表面涂刷。

對木龍骨經(jīng)過防潮、防腐、防火、防白蟻處理后，加工廠再選取表面質(zhì)量合格、無裂縫、花紋均勻的樟子松加工木龍骨。

4.2.2木龍骨加工廠制作

設(shè)計院下發(fā)幕墻專業(yè)施工圖紙，由幕墻專業(yè)廠家進(jìn)行圖紙深化設(shè)計，由于橫、豎向木龍骨是通過膠合工藝制作，在需放入玻璃的位置會根據(jù)設(shè)計尺寸預(yù)留玻璃槽，然后采用膠合工藝加工制作，從而提前預(yù)留出玻璃位置槽口。在加工過程中提前采取膠合工藝，可有效防止木龍骨開裂。

由于景德鎮(zhèn)市地處南方，潮濕環(huán)境和白蟻環(huán)境下，本工程對木龍骨需進(jìn)行防潮、防白蟻處理。為了減少木龍骨表面跟水和大氣的接觸，并減少污物附在木龍骨上，保持龍骨美觀及延長使用壽命，在木龍骨進(jìn)行防潮、防腐、防火、防白蟻處理后，木龍骨采用亞光清漆露木紋，采用專門的耐候防水漆，防火使用透明防火涂料，即防火清漆，在其表面再罩1層透明清漆，避免運輸和施工過程中木龍骨受到污染。木龍骨要根據(jù)部位、規(guī)格、型號進(jìn)行編號。

4.2.3木龍骨、玻璃等構(gòu)件運輸

由于木龍骨構(gòu)件截面尺寸很大，且為實心，其自重較大，還有些木龍骨細(xì)長，因此木龍骨和大塊玻璃運輸時，要選擇加長的運輸車輛，確保此木龍骨和大塊玻璃在車尾無外露現(xiàn)象。玻璃一律放在架子上側(cè)放。木龍骨運輸時，其底部要放墊木。另外，所有木龍骨表面要纏好泡沫塑料，防止木龍骨清漆在運輸過程中出現(xiàn)剮蹭和由于剎車而遭到撞擊產(chǎn)生變形，此外防止運輸過程中下雨導(dǎo)致木龍骨受污染等。

4.2.4木龍骨規(guī)格、尺寸進(jìn)場驗收

1)總包單位對幕墻專業(yè)分包運進(jìn)施工現(xiàn)場的木龍骨進(jìn)行規(guī)格、型號、位置、外觀質(zhì)量、防腐、防火處理等的檢查，對于俄羅斯進(jìn)口樟子松還要檢查檢疫檢驗報告和商檢報告等。

2)木龍骨和玻璃運到施工現(xiàn)場后，根據(jù)所在會議廳位置，材料要分別碼放到相應(yīng)會議廳內(nèi)，在多雨季節(jié)安裝時，不要放在室外，同時，碼放在會議廳內(nèi)時，也要在底部加墊木，防止地磚勾縫，清洗地面時將水濺到木龍骨上。由于木龍骨構(gòu)件截面尺寸都較大，現(xiàn)場碼放時，最高不得超高3層，以免將龍骨壓變形。在安裝前要將木龍骨按層堆放好，堆放時要適當(dāng)傾斜，以免木龍骨傾覆。木龍骨卸車后表面的泡沫塑料膜不要立刻揭掉，要等安裝時再去掉，以防木龍骨受潮等。

3)木龍骨安裝前，采用BIM模型核對其型號、規(guī)格、位置等，以確保位置正確。

4.2.5現(xiàn)場檢查預(yù)埋件數(shù)量、位置并調(diào)整

1)反弧形屋面板支模時，兩側(cè)端部梁吊模采用鋼管對撐，對撐縱方向間距1 500mm，抵消水平側(cè)壓力，豎向立桿間距1 500mm，輔助抵消豎向浮力和穩(wěn)定水平對撐鋼管，確保澆筑完清水混凝土后，反弧形形狀符合設(shè)計要求，反弧形屋面兩側(cè)端部梁吊模如圖1所示。

圖1 反弧形屋面兩側(cè)端部梁吊模

2)對于反弧形會議廳屋面板，縱向長度在15～54.4m時要支設(shè)屋面板圓弧底模、底層木紋肌理板和圓弧上層多層板，即雙層模板，其澆筑順序為縱向從兩端向中間對稱澆筑，橫向是從最低點向最高點進(jìn)行澆筑，確保反弧形形狀符合設(shè)計要求。

3)澆筑弧形屋面板混凝土?xí)r，由于振搗作用，預(yù)埋件往往發(fā)生偏移，其定位難精確，因此可用鐵絲將埋件與弧形屋面板結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎牢固，然后對預(yù)埋件點焊，確保預(yù)埋位置準(zhǔn)確。預(yù)埋件埋設(shè)好后，在澆搗混凝土?xí)r，派專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)、檢查，時刻注意對預(yù)埋件的保護(hù)。振動棒在預(yù)埋件邊應(yīng)延長振搗時間，使預(yù)埋件周圍混凝土密實。

4)弧形屋面板頂部焊接連接件：焊接連接件時必須按操作規(guī)程施工，隨時檢查焊縫是否嚴(yán)密，是否符合施工要求，焊完后要將焊渣及時敲掉。同時，操作人員還要做好安全防護(hù)工作，注意防火，焊接前管理人員要開動火證，現(xiàn)場要有專人看火。

5)木龍骨安裝前，先清理弧形屋面板上的預(yù)埋件，使預(yù)埋件露出金屬面，并檢查預(yù)埋件周圍屋面板、墻體的平整度。

6)檢查預(yù)埋位置及數(shù)量是否與設(shè)計圖紙相符，預(yù)埋件的中心線允許偏差為20mm。如發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件偏移過大，要及時補焊。

4.2.6現(xiàn)場木龍骨安裝、就位

1)焊接連接板 將連接板與屋面板上部預(yù)埋件進(jìn)行焊接固定，下部連接板與結(jié)構(gòu)梁或樓板上的預(yù)埋件焊接牢固。焊接完畢要對焊縫檢查有無漏焊現(xiàn)象，最重要的是檢查是否有變形現(xiàn)象，變形嚴(yán)重時要重新焊接連接板。由于連接板與屋面板預(yù)埋件焊接時會產(chǎn)生高溫，冷卻后出現(xiàn)殘余變形。要消除殘余應(yīng)變，特別是圓弧折線的部位等，因此必須等焊接完畢，溫度降低后才能安裝豎向木龍骨。

2)二次防腐處理 防腐處理的范圍是所有可能出現(xiàn)腐蝕的地方，由于電焊破壞了原有預(yù)埋件鍍鋅層，因此要進(jìn)行二次防腐處理。防腐處理時不能單獨考慮焊縫位置，同時要考慮整個結(jié)構(gòu)，每個連接件的位置都要進(jìn)行防腐處理，處理時要刷2～3道無機(jī)富鋅底漆，然后刷防火漆。

3)安裝豎向木龍骨 ① 三維方向調(diào)整豎向木龍骨 木龍骨初步就位：對于大截面木龍骨，安裝時，要用電動倒鏈、手動倒鏈或叉車配合安裝人員，將大型木龍骨吊起或托起，然后用安全繩拉住(安全繩必須經(jīng)過復(fù)試，其強度確保吊運超高超大實心木龍骨過程中不發(fā)生斷裂)，緩緩將木龍骨運至安裝位置。木龍骨初步就位后對其進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)為橫平、豎直、面平，施工人員在三維方向用經(jīng)緯儀檢查安裝垂直度偏差是否在允許偏差范圍內(nèi)。每天安裝前都要對安裝工人進(jìn)行安全交底等。②豎向木龍骨穿螺栓固定木龍骨頂部、底部 豎向木龍骨就位后，將其底部和頂部分別與連接板插接。先將頂部連接板插入木龍骨預(yù)留的凹槽，定位后將M20熱鍍鋅螺栓插入連接板與木龍骨預(yù)留孔，M8螺母固定連接后擰緊螺栓，固定頂部木龍骨，垂直度調(diào)整后，下部將M20熱鍍鋅螺栓插入連接板與木龍骨預(yù)留孔凹槽，然后將連接板與預(yù)埋件焊接，最后擰緊下部M8螺母固定底部木龍骨。頂部、下部木龍骨螺栓為3～6個孔，孔徑為8～12mm。超大截面木龍骨頂部與屋面板頂面預(yù)埋件螺栓固定如圖2所示，超大截面木龍骨底部與地面預(yù)埋件螺栓固定如圖3所示。木龍骨底部和頂部與連接板插接，此連接屬于剛?cè)岵?jì)連接方式，具有創(chuàng)新性，安裝如圖4所示。

圖2 超大截面木龍骨頂部與屋面板連接節(jié)點

圖3 超大截面木龍骨底部與地面板連接節(jié)點

圖4 超大截面木龍骨安裝

木龍骨截面尺寸大，一方面充當(dāng)骨架，作為固定玻璃支架，起支撐和固定玻璃的作用；另外，木龍骨起遮陽扇作用，其形狀為楔形，如圖5所示。由于超高超大截面實心木龍骨自重很大，最重龍骨達(dá)2.8t，因此，捆綁龍骨時必須用合格的繩帶捆綁。

圖5 超大截面(400mm×900mm)木龍骨

4.2.7橫向龍骨安裝

豎向龍骨安裝保護(hù)完畢后便要進(jìn)行橫向龍骨安裝準(zhǔn)備。橫向龍骨安裝是否準(zhǔn)確取決于標(biāo)高定位的準(zhǔn)確與否。根據(jù)木龍骨分格圖紙及加工圖確定位置計算橫向龍骨標(biāo)高，根據(jù)樓層標(biāo)高計算出橫向龍骨位置并在主龍骨上標(biāo)出。豎向龍骨安裝完畢后，將8mm厚T形或L形轉(zhuǎn)接角碼與主龍骨用螺栓固定，然后安裝橫向龍骨，將橫向龍骨上的螺栓孔位與轉(zhuǎn)接角碼上的螺栓孔位對準(zhǔn)，用不銹鋼螺栓穿入并逐漸擰緊，同時注意，觀察橫向龍骨的就位情況，調(diào)整好各配件的位置以保證橫向龍骨的安裝質(zhì)量。橫、豎向木龍骨間的榫接做法，以及豎向龍骨有凹槽，橫向龍骨插進(jìn)凹槽，橫、豎向龍骨重合處穿螺栓擰螺母，此種方法完全沿用了中國古代木結(jié)構(gòu)的連接方式，具有較好的抗震性。

同時注意，觀察橫向龍骨的就位情況，調(diào)整好各配件的位置以保證橫向龍骨的安裝質(zhì)量。橫、豎向龍骨采用榫接，并通過8mm厚焊接連接件連接，橫向與豎向龍骨連接節(jié)點如圖6所示，豎向與橫向龍骨連接節(jié)點如圖7所示，橫、豎向木龍骨如圖8所示。

圖6 橫向與豎向龍骨連接節(jié)點

圖7 豎向與橫向龍骨連接節(jié)點

圖8 橫、豎向木龍骨三維示意

4.2.8木龍骨與弧形屋面板頂部節(jié)點處理

豎向木龍骨安裝過程中，針對木龍骨與清水混凝土弧形屋面板交接面縫隙過大問題(由于下料尺寸偏差及清水混凝土澆筑偏差所致)，導(dǎo)致木龍骨安裝無法保證嚴(yán)密性，為此對于現(xiàn)場縫隙≤20mm，可采取用聚氨酯發(fā)泡劑填充弧形屋面板與弧形玻璃之間的縫隙，其立面如圖9a所示，節(jié)點如圖9b所示；對于現(xiàn)場縫隙>20mm或木龍骨尺寸小，可采取人工切割弧形木墊片，木墊片表面涂刷三聚氰胺膠或酚醛膠，塞入木龍骨頂部，以減小縫隙，可有效避免“熱橋”，滿足氣密性、水密性要求?？赏ㄟ^BIM技術(shù)，對幕墻玻璃板塊進(jìn)行模擬，計算出弧形玻璃頂部尺寸，加工時確保幕墻與弧形屋面板交接處節(jié)點嚴(yán)密；另外，連接件與木材間采用防腐墊片隔離，木材與混凝土接觸面墊三元乙丙橡膠(EPDM)膠片隔離，避免積水腐蝕。同時，對幕墻進(jìn)行“四性”試驗，確保材料合格。

圖9 玻璃與弧形屋面板頂板

4.2.9玻璃安裝、木蓋板安裝

在豎向木龍骨骨架和橫向木龍骨安裝完畢后，開始在木龍骨內(nèi)安裝配套的鋁合金框，鋁合金框外面壓入第1層橡膠壓條，然后進(jìn)行玻璃安裝，玻璃卡在木龍骨與木龍骨間的凹槽內(nèi)或遮陽扇間內(nèi)嵌槽內(nèi)，玻璃安裝完畢后，安裝第2層橡膠壓條，最后在木龍骨與玻璃外表面采用大型木蓋板封閉。對于大塊玻璃、木蓋板需要使用吊鏈和升降車輔助安裝。橫向龍骨裝飾扣蓋板連接節(jié)點如圖10所示。

圖10 橫、豎向龍骨裝飾扣蓋板連接三維示意

5 質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

1)由于目前國內(nèi)還沒有木龍骨相關(guān)施工規(guī)范，因此質(zhì)量控制與驗收可參照GB 50005—2017《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50708—2012《膠合木結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》及GB/T 38704—2020《建筑木框架幕墻組件》的規(guī)定執(zhí)行。

2)木龍骨工程質(zhì)量驗收記錄包括： ①檢查木龍骨防腐、防蛀、防火質(zhì)量驗收記錄；② 質(zhì)量控制點，如表1所示。

表1 質(zhì)量控制點

3)從安裝過程到安裝完后，全過程進(jìn)行質(zhì)量控制，驗收內(nèi)容包括：①木龍骨板面質(zhì)量是否合格，縫大小是否符合設(shè)計要求，表面縫隙是否橫平豎直；②木龍骨柱安裝的允許偏差應(yīng)符合表2規(guī)定。

表2 木龍骨安裝的允許偏差

5.2 質(zhì)量保證措施

5.2.1木龍骨質(zhì)量檢查內(nèi)容

1)木龍骨規(guī)格數(shù)量是否正確，木龍骨編號是否與編號圖相符，木龍骨堆放是否安全、可靠，是否有已損壞木龍骨。

2)三維誤差是否在控制范圍內(nèi)，木龍骨型號是否正確，該更換的是否更換。

3)橫向龍骨安裝完成后要對其進(jìn)行檢查，主要檢查內(nèi)容為：橫向龍骨的就位是否有偏差，橫向龍骨是否水平，橫向龍骨外側(cè)面是否與豎向龍骨外側(cè)面在同一平面上等。

5.2.2在豎向龍骨預(yù)埋件焊接時要控制變形確保焊接質(zhì)量

木龍骨安裝前要制定詳細(xì)的控制加固變形施工措施：豎向龍骨加固時，由于電焊會產(chǎn)生高溫，有高溫就會產(chǎn)生冷卻后殘余變形，因此點焊開始和結(jié)束位置、點焊時焊接完畢，焊接件表面溫度與常溫一樣時，才可進(jìn)行木龍骨安裝等工序。

6 效益分析

采用超高超大截面實心木龍骨雖成本高，但其兼有遮陽扇作用，減少了門窗遮陽扇的設(shè)計和施工，節(jié)能環(huán)保，工期提前10d，符合綠色施工要求。施工中，項目部嚴(yán)格按GB/T 50640—2010《建筑工程綠色施工評價標(biāo)準(zhǔn)》和GB/T 50905—2014《建筑工程綠色施工規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行施工，減少了大量的建筑垃圾，對環(huán)境保護(hù)有極大的促進(jìn)意義。

7 結(jié)語

景德鎮(zhèn)紫晶國際會議中心項目采用超高超大截面實心木龍骨幕墻，使建筑物與大自然有機(jī)融合，解決了超高超大截面自重大、木龍骨加工階段防潮、防腐、防火、防白蟻處理、木龍骨底部和頂部與預(yù)埋件上焊接的連接板插接，橫向與豎向龍骨采用榫接的重難點問題，具有較好的指導(dǎo)作用和社會意義，為類似工程施工積累了經(jīng)驗，值得推廣。