騰訊濱海大廈魚鱗式傾斜單元體幕墻施工技術(shù)

程志軍 王順雨 張滿江紅 張 多 翟英帥

1. 中國建筑第二工程局有限公司華南分公司 廣東 深圳 518048；

2. 廣州江河幕墻系統(tǒng)工程有限公司 廣東 廣州 511340

1 工程概況

騰訊濱海大廈位于深圳市，分為南北2座塔樓，南塔樓50層，建筑高度244.10 m，北塔樓39層，建筑高度194.85 m，總建筑面積34萬 m2。

本工程采用四邊玻璃構(gòu)造的壓腔單元式玻璃幕墻，南塔樓南立面采用豎向鋸齒單元式幕墻，南北塔樓東、西面及北塔樓北立面采用水平鋸齒單元式幕墻，南北塔樓之間相對的立面和連廊區(qū)域采用的是橫隱豎明的單元式幕墻。幕墻整體外形呈鱗次櫛比的魚鱗狀，通過鋸齒狀的單元式幕墻偏離一定角度，避開太陽直射，起到自動遮陽的效果，減少外界的熱輻射，如圖1所示。

圖1 豎向鋸齒狀單元式幕墻

2 重難點(diǎn)分析

豎向鋸齒單元式幕墻為超大超厚的異形單元體板塊，最重單元體2 t，高6 520 mm、寬1 800 mm、厚1 300 mm。由于系統(tǒng)模塊的外懸挑距離設(shè)計(jì)為定值，在不同樓層高度的分布下，必然會出現(xiàn)不同的斜率。水平鋸齒單元式幕墻同樣為超大超厚的異形單元體板塊，最重單元體2.5 t，高7 200 mm、寬2 250 mm、厚700 mm。如何在運(yùn)輸與吊裝過程中做好成品保護(hù)，是本工程的最大難點(diǎn)之一。

南塔北面31層以下以及北塔南面27層以下為外傾立面，南塔北面31層以上以及北塔南面27層以上為內(nèi)傾立面。由于南北塔樓之間相對的立面的傾角變化，單元體板塊在吊裝過程中的準(zhǔn)確定位、板塊插接是影響幕墻物理性能以及立面平整度的重要因素，同時(shí)也影響幕墻單元板塊的吊裝方式，是本工程幕墻施工的難點(diǎn)之一。

本工程位于城市中心區(qū)，周邊道路為城市主干道，交通繁忙，施工場地特別狹小，加之工期緊，任務(wù)重，施工單位多，專業(yè)工程交叉作業(yè)，大量的施工材料短時(shí)間進(jìn)場，如何科學(xué)合理地規(guī)劃材料的運(yùn)輸、卸貨、存放和周轉(zhuǎn)，對保證幕墻施工進(jìn)度至關(guān)重要[1-3]。

3 施工總體部署

1）豎向施工段劃分。南塔樓分為4個(gè)施工段：1～15層、16～30層、31～46層，47～屋面層；北塔樓分為3個(gè)施工段：1～15層、16～33層、34～屋面層。豎向以層為單位，從下往上流水作業(yè)施工。每個(gè)樓層幕墻安裝順序：北塔樓東面順時(shí)針安裝、北面逆時(shí)針安裝，南塔樓西面和南面逆時(shí)針安裝、東面順時(shí)針安裝，最后施工兩塔之間相對的立面。

2）本工程北塔樓33層以下及南塔樓46層以下的幕墻單元體板塊主要采用索道、塔吊和活動小吊車進(jìn)行垂直運(yùn)輸，選用軌道進(jìn)行水平運(yùn)輸。水平運(yùn)輸軌道包括用于幕墻安裝用的樓外懸挑軌道和樓層內(nèi)單元體轉(zhuǎn)運(yùn)使用的水平轉(zhuǎn)運(yùn)軌道，如圖2所示。

圖2 單元板塊垂直運(yùn)輸與水平運(yùn)輸方案示意

由于本工程建筑立面有外突和內(nèi)縮，為避免幕墻板塊在垂直運(yùn)輸過程中與結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，隨著主體結(jié)構(gòu)與施工進(jìn)度的進(jìn)行，依次分別在南塔17層、32層、48層南面與北塔17層、31層設(shè)置垂直運(yùn)輸索道系統(tǒng)。南北塔之間的相對立面，采用活動小吊車架設(shè)在各樓層輔助幕墻單元體安裝。

3）南塔樓47層、北塔樓34層以上部位幕墻單元板塊利用屋面的軌道式擦窗機(jī)進(jìn)行吊運(yùn)和安裝。

4 單元式幕墻轉(zhuǎn)運(yùn)與吊裝技術(shù)

4.1 垂直運(yùn)輸索道

本工程施工場地狹小，場內(nèi)地面無法設(shè)置幕墻材料堆放場，因此幕墻卸貨后，直接通過垂直索道轉(zhuǎn)運(yùn)至塔樓樓層內(nèi)堆放。在每條索道的附近設(shè)置面積約8 m×8 m幕墻材料吊運(yùn)暫存區(qū)，使用叉車將幕墻材料轉(zhuǎn)運(yùn)暫存區(qū)等待吊運(yùn)。為保證轉(zhuǎn)運(yùn)效率，南塔樓東面、西面分別架設(shè)1條索道，北塔樓西面架設(shè)1條索道。南塔樓第1層索道懸臂吊安裝在18層，斜拉至20層；第2層索道懸臂吊安裝在35層，斜拉至37層；第3層索道懸臂吊安裝在48層，斜拉至50層。北塔樓第1層索道懸臂吊安裝在18層，斜拉至20層；南塔樓第2層索道懸臂吊安裝在35層，斜拉至37層。

索道懸臂吊采用22a工字鋼和直徑16 mm鋼絲繩，懸挑工字鋼端部距離結(jié)構(gòu)邊緣1.8 m，懸挑工字鋼根部通過M16螺栓與主體結(jié)構(gòu)樓面固定，工字鋼端部下方固定滑輪組鋼支架，工字鋼端部上方焊接耳板用直徑26 mm鋼絲繩拉結(jié)在上兩層主體結(jié)構(gòu)預(yù)埋件上，工字鋼端部前方焊接耳板，用直徑12 mm以上鋼絲繩連接地面和鋼支架作為索道，以便單元體吊裝時(shí)順著索道向上走，防止擺動。索道鋼絲繩底部用花籃調(diào)節(jié)螺栓與地面鋼板固定，使索道處于受力拉緊狀態(tài)。懸挑工字鋼下一樓層架設(shè)小型卷揚(yáng)機(jī)控制滑輪組鋼絲繩進(jìn)出，用卷揚(yáng)機(jī)執(zhí)行單元體吊裝任務(wù)，如圖3所示。

圖3 垂直運(yùn)輸索道安裝

4.2 單元板塊垂直運(yùn)輸?shù)跹b

將單元體運(yùn)至索道轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)，將單元板塊放置在帶輪的平板車上，用繩索將單元體底部與平板車拴緊，安裝單元體頂部的吊具、專用索道滑槽等。將卷揚(yáng)機(jī)掛鉤掛在吊具上，將索道鋼絲繩卡入索道滑槽，開動卷揚(yáng)機(jī)，順著板塊移動方向滑動平板小車，使單元板塊緩緩豎起后，解開單元體底部繩索。單元板塊離開地面且板塊平穩(wěn)后，安裝單元體底部索道滑槽，并將索道鋼絲繩卡入索道滑槽，緩慢、平穩(wěn)、勻速提升至指定樓層。

若a>λ1或d>λ1,則μ<0。由引理2可知,存在大于1的特征值,因此indexW(F,(0,0))=0。

索道懸臂吊下方1層主體結(jié)構(gòu)安裝室外水平軌道，待單元體垂直運(yùn)輸至安裝樓層，控制活動小吊車調(diào)整單元體位置，與軌道進(jìn)行換鉤，并拆除滑槽，進(jìn)行單元體水平運(yùn)輸。

4.3 樓層外單層軌道

隨著主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度與幕墻安裝進(jìn)度，依次在南塔17層、34層、47層和北塔17層、34層設(shè)置環(huán)形軌道，即索道懸臂吊的下一樓層。環(huán)形軌道為工字鋼組合成的懸挑架，環(huán)樓層設(shè)置一圈。橫梁下方設(shè)置軌道，電動葫蘆可沿軌道行走。

本工程南塔樓、北塔樓樓層外懸挑軌道均采用單層軌道，軌道主要包括懸挑支臂和路軌兩部分，采用22a工字鋼與厚12 mm鋼板加工而成。軌道懸挑支臂總長1 350 mm，布置間距為2 500 mm，挑出長度1 000 m，軌道中心線至結(jié)構(gòu)邊800 mm。懸挑工字鋼與鋼板滿焊，并用4個(gè)M16高強(qiáng)螺栓加強(qiáng)固定；鋼板又與軌道工字鋼滿焊，并用4個(gè)M16高強(qiáng)螺栓加強(qiáng)固定，焊縫高度均為10 mm，三級角焊。軌道工字鋼4 m一段，在2個(gè)平面轉(zhuǎn)角處，需彎折成平滑的彎弧，軌道必須調(diào)平，軌道工字鋼下翼緣掛電動葫蘆。懸挑工字鋼端部上翼緣設(shè)置耳板，鋼絲繩穿過耳板，用花籃螺栓固定，斜拉至上方2層主體結(jié)構(gòu)上。另外，需在軌道層的上方1或2層結(jié)構(gòu)周邊搭設(shè)安全防護(hù)棚，防止高空墜物，保證幕墻施工人員的安全，如圖4所示。

圖4 單軌道制作示意

4.4 樓層內(nèi)水平轉(zhuǎn)運(yùn)

本工程分別在南塔樓的16層、31層、47層和北塔樓的16層、34層設(shè)置樓層內(nèi)的環(huán)形水平轉(zhuǎn)運(yùn)軌道。將進(jìn)場的單元板塊通過索道和塔吊快速轉(zhuǎn)運(yùn)至樓層，通過設(shè)置在樓層內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)軌道實(shí)現(xiàn)樓層內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存放，將樓層內(nèi)空間作為幕墻單元板塊的暫存區(qū)。

本工程2棟塔樓均為核心筒-鋼框架結(jié)構(gòu)形式，建筑外框采用工字鋼梁，樓層內(nèi)適合設(shè)置環(huán)形水平轉(zhuǎn)運(yùn)軌道。軌道采用22a工字鋼，通過連接件，將軌道掛于結(jié)構(gòu)工字鋼梁的下翼緣，在軌道上安裝電動葫蘆，便可實(shí)現(xiàn)樓層內(nèi)幕墻單元板塊的轉(zhuǎn)運(yùn)。水平轉(zhuǎn)運(yùn)軌道一直延伸至接料平臺，幕墻材料卸至接料平臺后，便可通過環(huán)樓層的軌道運(yùn)輸至合適位置存放。

當(dāng)采用塔吊轉(zhuǎn)運(yùn)幕墻單元板塊時(shí)，采用專用的單元體轉(zhuǎn)運(yùn)架，一次轉(zhuǎn)運(yùn)多塊幕墻板塊。在樓層內(nèi)安裝卸料平臺，在距離卸料平臺高度小于0.5 m的位置上先懸停，由工作人員緩慢將裝有單元板塊的轉(zhuǎn)運(yùn)架移動到卸料平臺上。

4.5 活動小吊車

活動小吊車主要用于索道懸臂吊安裝、室外水平軌道安裝、南北塔樓之間的相對立面幕墻單元板塊安裝和幕墻局部收邊收口單元板塊的安裝，如圖5、圖6所示?；顒有〉踯嚢惭b由車身、吊裝系統(tǒng)和配重組成，采用方鋼管焊接而成。小吊車底盤下部安裝尼龍萬向輪，便于移動。小吊車工作時(shí)，要展開底盤下方的4個(gè)支腿，同時(shí)要將小吊車后端設(shè)置的固定支撐牢牢頂緊樓板與天花板，穩(wěn)定吊車，防止吊機(jī)傾覆。吊裝系統(tǒng)由卷揚(yáng)機(jī)、前吊臂和拉桿組成，前吊臂采用方鋼焊接而成，并使用銷釘固定在車身前部，可以轉(zhuǎn)動。當(dāng)?shù)踯囖D(zhuǎn)移到其他施工段時(shí)能收起前吊臂，便于轉(zhuǎn)運(yùn)。吊車后部設(shè)置配重水泥塊，增強(qiáng)吊車穩(wěn)定性。

圖5 活動小吊車側(cè)視

圖6 活動小吊車俯視

4.6 超大單元板塊吊裝方法

本項(xiàng)目有部分超大板塊，單元體質(zhì)量超過2 t，高度超過6.5 m，地面起吊時(shí)，平板小車承載力和空間均不足以放置超大板塊的幕墻單元，需將板塊靜置于改良后的起吊平臺車上，對板塊的起吊起到保護(hù)作用，防止板塊過長造成中間部位變形，影響幕墻性能。

5 傾斜幕墻安裝技術(shù)

5.1 測量放線技術(shù)

本工程有大量不規(guī)則楔形單元體板塊，幕墻系統(tǒng)模塊的外懸挑距離設(shè)計(jì)為定值，在不同樓層高度的分布下，必然會出現(xiàn)不同的斜率。單元體安裝精度要求十分嚴(yán)格，需要選擇合理和可靠的高精度測量技術(shù)，不但要重視其空間絕對位置，更需精確控制各施工環(huán)節(jié)的相對精度。

1）采用BIM技術(shù)確定坐標(biāo)。單元體施工時(shí)，控制點(diǎn)的通視條件難以保證，需在施工前采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維模擬，考慮周全。本工程幕墻單元體較復(fù)雜，隨著高度不斷變化，施工前需確定單元體控制點(diǎn)的坐標(biāo)。

2）起底水槽的控制線。選取水槽料接縫后端作為單元體測量控制點(diǎn)，在起底水槽料布置平面圖中依據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)建立坐標(biāo)系，標(biāo)注所有水槽料控制點(diǎn)的坐標(biāo)，形成水槽料放樣圖，用全站儀坐標(biāo)放樣功能將控制點(diǎn)標(biāo)識在結(jié)構(gòu)樓面上。

3）測放測量控制網(wǎng)。以高精度全站儀測放測量控制網(wǎng)，進(jìn)行單元體控制點(diǎn)的平面放樣，使用高精度垂準(zhǔn)儀和全站儀來傳遞施工基準(zhǔn)點(diǎn)，采用懸掛鋼尺法傳遞高程控制網(wǎng)。采用在每一層單元體的接縫處進(jìn)行調(diào)整的辦法逐節(jié)消除測量累積誤差。在設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上加上預(yù)變形值后形成測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)施工同步監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整預(yù)變形值。

5.2 地臺碼的安裝

用全站儀將單元體定位中心線彈在預(yù)埋件焊接的扁鋼上，作為安裝支座的定位依據(jù)。在樓層內(nèi)將地臺碼與埋件初步連接后，依據(jù)定位扁鋼來檢查一次地臺碼的進(jìn)出、左右偏差。地臺碼校對完畢后，緊固螺栓。

5.3 起底水槽安裝

起底水槽嚴(yán)格按照編號圖對號就位，然后將集水槽放入起底水槽腔內(nèi)，再按照控制線調(diào)整好起底水槽進(jìn)出、左右及標(biāo)高后，將起底水槽與U形鋼件用螺栓點(diǎn)焊連接。完成首層起底水槽點(diǎn)焊安裝后，再根據(jù)控制線進(jìn)行核對，確保起底水槽的進(jìn)出、左右及標(biāo)高無偏差后方可滿焊。

5.4 單元板塊安裝

將單元體掛進(jìn)地臺碼上，先對單元體左右、出入進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，然后通過旋轉(zhuǎn)單元體的高度調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整標(biāo)高，使新裝單元體的三維坐標(biāo)達(dá)到圖紙要求。單元板安裝后，對單元板標(biāo)高以及縫寬進(jìn)行檢查，相鄰兩單元板標(biāo)高差小于1 mm，縫寬允許偏差±1 mm?？赏ㄟ^微小地橫向移動板塊進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)，然后進(jìn)行單元體左右位置掛碼限位螺絲安裝。

5.5 傾斜幕墻安裝方法

南塔樓北面31層以下以及北塔樓南面27層以下為外傾立面，南塔樓北面31層以上以及北塔樓南面27層以上為內(nèi)傾立面。在這些部位單元體板塊的吊裝難度大，難以保證單元體板塊安裝插接的精準(zhǔn)性。為此，項(xiàng)目部采用了傾斜幕墻的輔助安裝裝置。該裝置為采用方通焊接成的三角形支架，支架高度約1.5 m，寬度約0.8 m，包括立柱、斜拉桿、水平拉桿、上部和底部橫梁，立柱的下部和上部各設(shè)有可伸縮的螺栓，螺栓端部設(shè)有橡膠頭。支架腿底部焊有方形鋼板，增加與樓板的接觸面，支架底部設(shè)有放置砂包的筐子，用砂包保證支架穩(wěn)定性，如圖7所示。

圖7 傾斜幕墻單元板塊安裝示意

傾斜幕墻安裝時(shí)，先將幕墻單元板塊與結(jié)構(gòu)里預(yù)埋的錨件進(jìn)行臨時(shí)固定，吊索暫不脫鉤，輔助安裝支架置于樓層外邊緣固定好，調(diào)節(jié)螺桿橡膠頭頂住單元板塊配合測量儀器精確調(diào)整單元板塊的傾斜角度，調(diào)整好后，擰緊幕墻板塊的固定螺柱。當(dāng)安裝上層幕墻單元板塊時(shí)，可預(yù)先調(diào)整好支架下部和上部螺柱的長度，使其與幕墻斜角保持一致，幕墻單元板塊緊貼螺栓的橡膠頭向下層單元板塊的上端口插入，進(jìn)行臨時(shí)固定，再次確認(rèn)單元板塊的傾斜角度，無誤后擰緊單元板塊與主體結(jié)構(gòu)間的固定螺栓。

6 結(jié)語

騰訊濱海大廈南北塔樓共采用了2 414塊豎向鋸齒幕墻、2 840塊水平鋸齒幕墻、3 034塊整體傾斜式單元式幕墻，具有一定傾斜角度的單元體幕墻可避開太陽直射，起到自動遮陽的效果。但是幕墻單元體體積大、質(zhì)量大、項(xiàng)目工期緊、施工場地狹小等問題為幕墻的吊運(yùn)和安裝帶來了困難。

本工程采用主體結(jié)構(gòu)與單元體幕墻施工交叉進(jìn)行，隨主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)展而進(jìn)行分段吊裝的幕墻安裝主體思路。幕墻單元體板塊主要采用索道、塔吊和活動小吊車進(jìn)行垂直運(yùn)輸，采用布設(shè)在樓外單層軌道進(jìn)行水平運(yùn)輸，采用室內(nèi)環(huán)形軌道進(jìn)行單元板塊的暫存和轉(zhuǎn)運(yùn)。項(xiàng)目通過BIM技術(shù)和高精度測量技術(shù)，合理設(shè)置安裝流程和質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，解決了異形超大單元板塊、傾斜單元板塊的安裝精度問題；采用可拆卸活動滑輪架，保證傾斜單元體板塊快速精準(zhǔn)插接。本工程魚鱗式傾斜單元體幕墻的吊裝技術(shù)保證了工程的施工進(jìn)度與質(zhì)量，得到了業(yè)主及建設(shè)主管部門的好評，并獲得了國家優(yōu)質(zhì)工程獎。