單元式梁柱造型石材幕墻施工技術(shù)

許一崖

（廣東省粵建裝飾集團(tuán)有限公司 廣州 510635）

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化的高速發(fā)展和建筑科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，超高層建筑在全國(guó)各地發(fā)展迅速［1］，超高層幕墻也越來(lái)越多，但由于傳統(tǒng)玻璃幕墻在節(jié)能、安全性、防眩光（光污染）方面存在一些問(wèn)題，住建部和國(guó)家安全監(jiān)管總局要求限制部分建筑使用全玻璃幕墻，因此金屬窗幕墻+梁柱造型石材幕墻的組合幕墻成為新發(fā)展趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，玻璃幕墻單元化程度相對(duì)成熟，但梁柱造型石材幕墻大多還是焊接構(gòu)件式骨架+現(xiàn)場(chǎng)切割石材干掛法施工，存在效率低、粉塵污染大等問(wèn)題，是當(dāng)下亟需解決的問(wèn)題［2］。

1 工程概況

安徽某大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合樓幕墻工程（見(jiàn)圖1）幕墻面積約3 萬(wàn)m2，結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7 度。由主樓和裙樓兩部分組成：主樓地面以上26 層，檐口高度為108.1 m，主要功能為教學(xué)科研。裙樓地面以上6 層，主要功能為辦公，總高度為28.5 m，本工程地面以下2層，主要功能為停車(chē)、人防設(shè)施及設(shè)備用房等。

圖1 安徽某大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合樓Fig.1 Experimental Teaching Complex Building of a University in Anhui Province

本工程大量應(yīng)用單元式石材幕墻、單元式玻璃幕墻、點(diǎn)式玻璃遮陽(yáng)百頁(yè)幕墻、門(mén)窗及鋼結(jié)構(gòu)雨蓬等。

2 系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計(jì)

大型單元石材板塊在工廠加工拼裝［3］，先焊接鋼架結(jié)構(gòu)，做好防腐處理，然后采用不銹鋼背栓連接固定。大型單元石材板塊形狀主要是U 槽形，包結(jié)構(gòu)柱的單元石材板塊在工廠加工成U槽形（兩側(cè)面+正面），如圖2所示，在現(xiàn)場(chǎng)可直接吊裝；包結(jié)構(gòu)梁的單元石材板塊在工廠先加工成L 形（正面+底面），如圖3 所示，但其鋼架需先焊接成U 槽形，在單元石材板塊（包梁）吊裝定位后，完成防火層或防雷系統(tǒng)安裝，才能裝配上面的石材單元塊。石材單元塊在工廠加工處理步驟完成以后通過(guò)大型載重汽車(chē)運(yùn)往工地，采用塔吊從地面轉(zhuǎn)運(yùn)至樓層，再分多組同時(shí)從多個(gè)面采用卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝。單元石材板塊吊裝前，需根據(jù)放線記錄，安裝好鋼支座，鋼支座通過(guò)T 型螺栓與槽式埋件連接，單元石材板塊吊裝到位后，將單元石材板塊鋼架上面的掛鉤掛在鋼支座上面的L 形連接件上，然后通過(guò)不銹鋼調(diào)節(jié)螺栓完成單元石材板塊的調(diào)位安裝［4］。最后完成單元石材幕墻的防火層封堵和打膠密封。

圖2 單元式石材幕墻包柱節(jié)點(diǎn)Fig.2 Node of Wrapped Column of Unit Stone Curtain Wall

圖3 單元式石材幕墻包梁節(jié)點(diǎn)Fig.3 Node of Wrapped Beam of Unit Stone Curtain Wall （mm）

3 主要施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

預(yù)埋件安裝?測(cè)量放線?單元板塊工廠化加工?單元板垂直轉(zhuǎn)運(yùn)?連接件安裝?單元板吊裝?打膠密縫?淋水試驗(yàn)?驗(yàn)收

3.2 施工工藝要點(diǎn)

3.2.1 預(yù)埋件安裝

⑴幕墻預(yù)埋件安裝精準(zhǔn)度將會(huì)影響幕墻后續(xù)所有安裝進(jìn)度和精準(zhǔn)度，因此，預(yù)埋件安裝應(yīng)注意下列事項(xiàng)：

①施工前應(yīng)做好深化設(shè)計(jì)，將預(yù)埋件BIM 模型與主體結(jié)構(gòu)模型作碰撞檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并通過(guò)BIM的4D模擬安裝對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底［5］。

②配備專(zhuān)職技術(shù)員，對(duì)預(yù)埋件定位、安裝、驗(yàn)收和混凝土澆筑全程跟進(jìn)。

③仔細(xì)校核確保對(duì)應(yīng)安裝預(yù)埋件的位置準(zhǔn)確無(wú)誤后，按照深化圖紙的要求安裝預(yù)埋件。預(yù)埋件的安裝位置偏差要符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)沒(méi)有具體要求時(shí)，預(yù)埋件的垂直向誤差不應(yīng)大于±10 mm，水平向誤差不應(yīng)大于±10 mm，表面進(jìn)出誤差不應(yīng)大于5 mm。

④預(yù)埋件安裝要有防歪、斜、傾等措施，防止預(yù)埋件出現(xiàn)偏移、錯(cuò)位的情況。

⑤混凝土澆筑前要核查預(yù)埋件是否走位、穩(wěn)固；澆筑過(guò)程技術(shù)員要跟進(jìn)，確保埋件水平面和垂直面的平直，并對(duì)偏差埋件及時(shí)校正。

⑵當(dāng)結(jié)構(gòu)邊緣線出現(xiàn)過(guò)大的尺寸偏差時(shí)，首先修正結(jié)構(gòu)；當(dāng)預(yù)埋件出現(xiàn)較大的位置偏差時(shí)，宜選取與預(yù)埋件材質(zhì)厚度相當(dāng)?shù)匿摪鍋?lái)補(bǔ)板，或者采用其他的連接方式。

⑶偏位的預(yù)埋件的處理方法：

①?gòu)U棄原先不符合設(shè)計(jì)要求的偏差過(guò)大的預(yù)埋件。原無(wú)誤的設(shè)計(jì)位置采用錨板加化學(xué)錨栓埋設(shè)后置埋件。

②后置埋件應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

③給后置預(yù)埋件鉆孔時(shí)，要注意避開(kāi)主體結(jié)構(gòu)的鋼筋，鉆孔的深度應(yīng)滿足后置埋件的有效長(zhǎng)度，并清理鉆孔。

3.2.2 施工測(cè)量放線

⑴為確保幕墻安裝的質(zhì)量，在進(jìn)場(chǎng)前，應(yīng)對(duì)土建單位提供的軸線基準(zhǔn)線和標(biāo)高基準(zhǔn)線進(jìn)行復(fù)查，并辦理移交手續(xù)。

⑵放標(biāo)準(zhǔn)線：先校核每層土建的室內(nèi)標(biāo)高線并將其移至外墻的施工面上，然后檢查復(fù)核；在放線之前，為了準(zhǔn)確定位，應(yīng)采用全站儀先測(cè)量建筑物外形尺寸，與圖紙比較看是否出現(xiàn)偏差，再依據(jù)最終測(cè)量的結(jié)果，確定基準(zhǔn)線。

⑶將標(biāo)準(zhǔn)線作為一條基準(zhǔn)線，根據(jù)圖紙，在墻上彈出相應(yīng)的分格線，并做好噴漆標(biāo)記。

⑷風(fēng)力超過(guò)4 級(jí)時(shí)，要采取避風(fēng)措施，不宜測(cè)量放線。在測(cè)量放線前，主體結(jié)構(gòu)的水平基準(zhǔn)線和標(biāo)高基準(zhǔn)線應(yīng)先確定。

測(cè)量放線時(shí)，幕墻分格應(yīng)根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的偏差及時(shí)作出調(diào)整，避免誤差累積。

⑸分格線確定后，應(yīng)在其垂直和水平方向設(shè)置控制線。根據(jù)幕墻標(biāo)準(zhǔn)，垂直方向每隔20 m 設(shè)置一條控制線。

⑹放完分格線后，要進(jìn)行復(fù)檢，對(duì)照?qǐng)D紙復(fù)核預(yù)埋件的定位是否與設(shè)計(jì)相符，否則應(yīng)對(duì)預(yù)埋件出現(xiàn)的不同情況做出及時(shí)調(diào)整和補(bǔ)救處理。最后，在單幅幕墻的垂直、水平方向各拉2 根φ（0.5～1.0）mm 的鋼絲，作為安裝的控制線，應(yīng)在每層拉1根水平鋼絲（寬度過(guò)寬時(shí)應(yīng)每間隔20 m 設(shè)1 支點(diǎn)，以防止鋼絲下垂），應(yīng)間隔20 m拉1根垂直鋼絲。

⑺其它注意事項(xiàng)：放線時(shí)，應(yīng)整合主體結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)偏差，將偏差進(jìn)行短軸分解，避免誤差累積［6］；放線時(shí)，應(yīng)考慮好放線部分與其他裝飾面的銜接，盡量避免接口銜接不到位；應(yīng)在拉好的鋼絲兩端的緊固點(diǎn)做好標(biāo)記，即使鋼絲斷了，也能快速重拉；應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)圖紙的要求放線；控制重點(diǎn)為基準(zhǔn)線。

3.2.3 單元板加工

按照現(xiàn)場(chǎng)放線的定位復(fù)核尺寸，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)；根據(jù)BIM 4D 模擬安裝順序出具下料單、加工圖及二維碼編號(hào)，裝配式加工廠按照下料單和加工圖生產(chǎn)相關(guān)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)單元板塊，將二維碼標(biāo)簽貼在對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)單元塊，使安裝工人能快速獲得單元塊信息及安裝技術(shù)交底，實(shí)現(xiàn)工廠化加工，現(xiàn)場(chǎng)快速組裝。單元板塊的生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)應(yīng)嚴(yán)格按安裝順序堆放［7］。

3.2.4 單元板垂直轉(zhuǎn)運(yùn)

項(xiàng)目通過(guò)利用塔吊將單元板塊分別運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)樓層，予以提高運(yùn)輸及安裝效率，單元板塊進(jìn)入樓層后，應(yīng)依照安裝順序及部位就近分散堆放［8］，單元塊不得集中堆放（見(jiàn)圖4），避免單元板塊因較大的集中荷載而造成樓面損壞。

圖4 單元板由卸料平臺(tái)吊入樓Fig.4 The Unit Plate is Lifted into the Building by the Unloading Platform

3.2.5 連接件的安裝

⑴首先，根據(jù)標(biāo)高控制線和軸網(wǎng)控制線放出連接件支座安裝定位線，在預(yù)埋件上作出十字中心線標(biāo)記，以此作為安裝支座的依據(jù)。

⑵幕墻施工是臨邊作業(yè)，施工危險(xiǎn)性大，要做好安全防護(hù)。應(yīng)在樓層內(nèi)就把螺栓與埋件連接起來(lái)并確保牢固，利用垂直鋼絲線來(lái)檢查轉(zhuǎn)接件安裝情況，看前后與左右是否有偏差，除了要控制轉(zhuǎn)接件前后左右的尺寸，還要控制好每個(gè)轉(zhuǎn)接件的標(biāo)高，利用水準(zhǔn)儀跟蹤和檢查標(biāo)高，其允許偏差為±1 mm（見(jiàn)圖5）。

圖5 測(cè)繪控制線Fig.5 Mapping Control Line

⑶安裝完鋼適配器后，再安裝鋁掛鉤，安裝前先鋪上隔離墊，安裝好進(jìn)行前后左右調(diào)整［9］，完成后將其固定，用水準(zhǔn)儀檢查標(biāo)高（見(jiàn)圖6、圖7）。

圖6 水準(zhǔn)儀測(cè)標(biāo)高Fig.6 Elevation Measurement with Level Gauge

圖7 連接件安裝示意圖及圖示Fig.7 Installation Diagram of Connector

3.2.6 單元板塊吊裝

⑴利用小型平板車(chē)將單元板塊從運(yùn)輸架上轉(zhuǎn)運(yùn)到吊裝位置，轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程應(yīng)有防止擦傷和劃傷單元板措施，應(yīng)提前在平板車(chē)上墊上毛毯或橡膠墊。

⑵應(yīng)采用兩點(diǎn)平衡吊裝法，鋼絲繩應(yīng)分別鉤住單元板兩端，鋼絲繩夾角不宜小于60°，且不得小于45°。吊裝前應(yīng)檢查鋼絲鎖扣，確保穩(wěn)固后，慢慢啟動(dòng)小吊機(jī)，讓板材慢慢吊起，在離地面0.1 m時(shí)，應(yīng)暫緩?fù)Ａ簦俅螜z查是否穩(wěn)固，應(yīng)嚴(yán)格控制提升速度和重量。

⑶當(dāng)板材吊裝出樓層時(shí)，要防止單元板塊突然甩出，并應(yīng)注意石材表面觸碰到樓板梁，防止石材損傷（見(jiàn)圖8）。

圖8 單元石材板包梁吊裝Fig.8 Hoisting of Unit Stone Slab Wrapped Beam

⑷單元板塊被吊出樓層外時(shí)，單元體石材板面朝外，然后吊籃安裝人員將單元板塊就位安裝。

⑸單元板塊就位后，用水平儀復(fù)合水平標(biāo)高，標(biāo)高不合格時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，滿足要求后，先清理凹槽內(nèi)垃圾，然后安裝防水壓蓋，用清潔劑將其擦拭干凈再進(jìn)行打膠工序，打膠過(guò)程中膠一定要連續(xù)飽滿，然后進(jìn)行粘合劑的刮除處理，這一環(huán)節(jié)不可疏忽，打膠結(jié)束后，等待硅膠表干燥，才能開(kāi)始滲水試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，再進(jìn)入下一道工序（見(jiàn)圖9）。

圖9 施工吊裝完成側(cè)面Fig.9 Side after Construction Hoisting

4 結(jié)語(yǔ)

⑴設(shè)計(jì)施工一體化對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)的集成設(shè)計(jì)：充分應(yīng)用設(shè)計(jì)施工一體化手段，在深化設(shè)計(jì)中按照裝配式建筑的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和裝修的特點(diǎn)和基本要求［10］，系統(tǒng)地對(duì)梁柱造型石材幕墻裝配式裝修關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究。

⑵裝配化裝修施工：根據(jù)不同梁柱造型，采用裝配式鋼骨架制作成單元骨架，與石材板間通過(guò)不銹鋼背栓連接，將柱預(yù)制成U 型（兩側(cè)面+正面）包柱單元式石材幕墻以及L 型（底面+正面）包梁?jiǎn)卧绞哪粔Γ荷隙耸脑诎惭b完防火層系統(tǒng)和避雷系統(tǒng)后封板。單元體通過(guò)L型鋼支座+槽式固定件+T型連接件方式安裝，T字連接件有可調(diào)螺栓，可用于調(diào)節(jié)平整度，采用塔吊從地面轉(zhuǎn)運(yùn)至樓層，再分多組同時(shí)從多個(gè)面采用卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝，解決單臺(tái)塔吊效率低問(wèn)題。