建筑幕墻預(yù)埋件施工質(zhì)量問(wèn)題及控制措施

梁新亞 王 珍 何飛龍 汪銀偉

(1.中國(guó)建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000；2.黃河交通學(xué)院交通工程學(xué)院，河南 焦作 454900)

建筑幕墻作為建筑主體的重要組成部分，在保證建筑美觀性的同時(shí)還起到圍護(hù)結(jié)構(gòu)作用，其質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)的安全性。幕墻工程在設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中需要考慮自重、地震作用、風(fēng)荷載等影響。高層建筑的幕墻工程中使用的埋設(shè)件可以根據(jù)設(shè)置時(shí)間分為預(yù)埋件和后置埋件，主要起到銜接、承重等作用。埋設(shè)件質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的需要增設(shè)螺栓和鋼板，造成了材料的浪費(fèi)以及施工成本的增加。預(yù)埋件相比于后置埋件而言具有與主體連接更加牢固、成本更低等優(yōu)點(diǎn)，因此預(yù)埋件是幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接的主要形式，其施工質(zhì)量直接影響到幕墻結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命[1-3]。

由于預(yù)埋件和幕墻的施工采用不同的施工單位，預(yù)埋件通常是主體施工時(shí)施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行預(yù)埋作業(yè)，幕墻的連接則是由幕墻單位進(jìn)行作業(yè)。預(yù)埋件在施工過(guò)程中常因設(shè)計(jì)圖紙、施工工藝等原因造成質(zhì)量問(wèn)題[4-6]。

1 預(yù)埋件種類(lèi)及特征

預(yù)埋件用于連接幕墻單元與建筑主體結(jié)構(gòu)，具有連接可靠、承重性能以及防雷接地性能良好等優(yōu)點(diǎn)。預(yù)埋件可分為槽型埋件、爪型埋件以及錨板帶預(yù)留槽型埋件。

1.1 槽型埋件

槽型埋件主要由成型帶槽鋼板和鑄件焊接而成或者一次加工成型，在模板支設(shè)時(shí)固定即可，一般工人即可完成安裝作業(yè)，具有安裝簡(jiǎn)單、連接可靠，靈活性大的特點(diǎn)。

1.2 爪型埋件

爪型埋件主要由錨筋以及錨板焊接制成，錨筋可根據(jù)工程情況采用彎鉤型或直型，錨筋可采用鋼筋，具有取材方便、連接可靠等優(yōu)點(diǎn)。

1.3 錨板帶預(yù)留槽型埋件

錨板帶預(yù)留槽型埋件是錨板上增加了預(yù)留槽的抓型埋件，在與預(yù)埋件設(shè)計(jì)位置偏差較大的情況下焊接固定，具有連接簡(jiǎn)單、靈活性大等特點(diǎn)。

2 預(yù)埋件設(shè)計(jì)

在對(duì)不同形式的幕墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要從實(shí)際需求出發(fā)，保證結(jié)構(gòu)性能充分發(fā)揮，預(yù)埋件需要承受幕墻所傳遞的荷載，因此要求預(yù)埋件自身強(qiáng)度以及與之相連的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有足夠的承載能力。并且與主體結(jié)構(gòu)相連的連接件強(qiáng)度在設(shè)計(jì)值上要高于其自身的承載設(shè)計(jì)值，預(yù)埋件位置應(yīng)設(shè)計(jì)合理。

2.1 設(shè)計(jì)要求

在對(duì)幕墻預(yù)埋件進(jìn)行設(shè)計(jì)前，首先應(yīng)對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，確定其承載能力，同時(shí)要留有一定的安全儲(chǔ)備，以保障預(yù)埋件能夠與幕墻單元連接的可靠性，防止出現(xiàn)預(yù)埋件先破壞的情況，提高幕墻結(jié)構(gòu)的整體安全性。

在對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)后，需要對(duì)錨筋直徑、焊縫厚度、錨板長(zhǎng)度和規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且需要對(duì)錨筋規(guī)格、間距以及與錨板邊緣距離進(jìn)行驗(yàn)算。設(shè)計(jì)過(guò)程中各參數(shù)取值精度的高低會(huì)影響結(jié)構(gòu)整體承載能力，從而造成重大安全隱患。

2.2 受力分析設(shè)計(jì)

在對(duì)幕墻預(yù)埋件進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)和分析的基礎(chǔ)上需要對(duì)其抗剪性能、抗彎性能以及抗拉性能進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。

2.2.1 抗剪性能

預(yù)埋件往往需要承受剪力作用，其抗剪性能大小受預(yù)埋件錨固面積、錨固件型號(hào)以及混凝土強(qiáng)度等因素綜合影響。因此，需要結(jié)合施工安裝要求對(duì)預(yù)埋件的數(shù)量、型號(hào)以及錨固長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2.2 抗彎性能

對(duì)需要抵抗彎矩作用的預(yù)埋件而言，其受壓合力點(diǎn)的位置往往會(huì)超過(guò)受壓區(qū)邊排筋。因此，需要充分考慮結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中的安全要求，同時(shí)考慮力臂的折減系數(shù)，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

2.2.3 抗拉性能

在剪力、彎矩作用下，當(dāng)預(yù)埋件出現(xiàn)變形彎曲時(shí)，錨筋同時(shí)承受拉力和剪力的復(fù)合受力狀態(tài)。因此，在對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮錨板彎曲變形，提高結(jié)構(gòu)整體性和安全性。

3 預(yù)埋件施工的特點(diǎn)及常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

由于幕墻工程施工時(shí)，預(yù)埋件的施工和幕墻往往由不同單位承擔(dān)，預(yù)埋件通常由施工單位在主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中同時(shí)開(kāi)展，幕墻單元與預(yù)埋件的連接則通常由幕墻施工單位完成。幕墻單元承載能力是否符合要求取決于預(yù)埋件施工質(zhì)量，而預(yù)埋件的施工質(zhì)量受多種因素復(fù)合影響，當(dāng)預(yù)埋件施工質(zhì)量難以達(dá)到幕墻單元安裝要求時(shí)，還需要采取措施進(jìn)行加固處理，從而造成成本和工期的增加。

3.1 施工特點(diǎn)

預(yù)埋件的埋設(shè)通常在土建作業(yè)施工過(guò)程中穿插進(jìn)行，安裝簡(jiǎn)單。預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)通常采用焊接連接的方式進(jìn)行固定，通過(guò)將預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)鋼筋或者槽型鋼進(jìn)行焊接，其施工具有以下特點(diǎn)。

(1)幕墻單元與主體結(jié)構(gòu)間具有特殊的關(guān)聯(lián)性，幕墻單元雖然與主體結(jié)構(gòu)相連接，但是卻相互獨(dú)立，幕墻單元自身結(jié)構(gòu)并不幫助主體結(jié)構(gòu)承擔(dān)壓力。

(2)建筑幕墻除了圍護(hù)作用外，還能夠增加建筑的美觀性，從而提升建筑整體的視覺(jué)感受。建筑幕墻單元與主體結(jié)構(gòu)通過(guò)連接裝置進(jìn)行連接，完成幕墻單元與主體結(jié)構(gòu)的可靠連接，同時(shí)可以與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分離，以達(dá)到使用功能。

(3)建筑幕墻因其結(jié)構(gòu)以及安裝作業(yè)的特殊性，導(dǎo)致其施工作業(yè)中具有一定的危險(xiǎn)性。因此在幕墻單元整體安裝過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)制定完整的施工方案，從而在施工過(guò)程中充分保障施工工人的安全。

3.2 質(zhì)量問(wèn)題

影響預(yù)埋件施工質(zhì)量的因素主要分為設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)方面。

3.2.1 設(shè)計(jì)問(wèn)題

在對(duì)幕墻預(yù)埋件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于設(shè)計(jì)人員原因造成設(shè)計(jì)缺乏合理性，導(dǎo)致預(yù)埋件與結(jié)構(gòu)鋼筋位置沖突的情況，造成無(wú)法按圖施工；同時(shí)，由于未對(duì)幕墻材料的力學(xué)性能進(jìn)行檢驗(yàn)，可能造成材料安全儲(chǔ)備較低等問(wèn)題，從而影響結(jié)構(gòu)的整體性和安全性。

3.2.2 與主體焊接質(zhì)量問(wèn)題

預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，由于電焊工的工作面較小，一定程度上限制了對(duì)預(yù)埋件的有效施焊，造成預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量不合格的問(wèn)題；另外由于電焊工焊接參數(shù)以及焊條型號(hào)選擇不當(dāng)，也會(huì)造成焊接過(guò)程中出現(xiàn)焊縫的質(zhì)量缺陷等問(wèn)題，造成預(yù)埋件過(guò)早脫落。

3.2.3 預(yù)埋件定位問(wèn)題

在施工過(guò)程中需要對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行準(zhǔn)確定位，因測(cè)量失誤以及焊接、施工時(shí)造成預(yù)埋件發(fā)生滑移，都會(huì)導(dǎo)致預(yù)埋件位置出現(xiàn)較大偏差，造成后期無(wú)法按施工圖進(jìn)行施工，而必須進(jìn)行維修、返工等問(wèn)題。另外，在模板支設(shè)過(guò)程中，由于個(gè)別部位支撐不夠牢固，在澆筑混凝土?xí)r易產(chǎn)生變形，造成預(yù)埋件位置偏差超過(guò)規(guī)定值。

3.2.4 預(yù)埋件質(zhì)量問(wèn)題

預(yù)埋件在加工成型過(guò)程中，受工人、加工環(huán)境以及加工工藝等因素影響，造成預(yù)埋件出廠時(shí)的幾何尺寸不統(tǒng)一，導(dǎo)致無(wú)法精準(zhǔn)安裝等問(wèn)題。

3.2.5 主體施工質(zhì)量問(wèn)題

主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量直接影響預(yù)埋件定位的準(zhǔn)確性，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)的垂直度或軸線出現(xiàn)較大偏差時(shí)，導(dǎo)致預(yù)埋件位置偏差過(guò)大，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。

3.2.6 施工人員問(wèn)題

施工過(guò)程中，受施工人員綜合素質(zhì)等因素影響，經(jīng)常出現(xiàn)不按圖紙要求施工，并且由于現(xiàn)場(chǎng)管理人員技術(shù)交底不夠詳盡，施工工人在安裝預(yù)埋件時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)裝、漏裝等問(wèn)題，同時(shí)，工人對(duì)于成品保護(hù)意識(shí)薄弱也會(huì)導(dǎo)致成品損壞等問(wèn)題。

4 控制措施

建筑幕墻施工質(zhì)量的好壞需要多部門(mén)共同協(xié)作控制，不僅需要從設(shè)計(jì)階段控制質(zhì)量，更需要在施工過(guò)程中加強(qiáng)技術(shù)交底、嚴(yán)查工人是否按圖紙施工。因此需要對(duì)各個(gè)流程的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

4.1 重視前期準(zhǔn)備工作

施工前應(yīng)仔細(xì)核對(duì)全套施工圖紙，從多角度檢查是否存在錨筋至預(yù)埋件邊緣不滿(mǎn)足實(shí)際要求等設(shè)計(jì)問(wèn)題，同時(shí)可以利用BIM軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輔助分析，論證設(shè)計(jì)的合理性。

在正式施工前發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的問(wèn)題后要及時(shí)和設(shè)計(jì)人員溝通，然后在規(guī)范允許的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，針對(duì)已經(jīng)開(kāi)始施工的情況，要采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)鋼筋與預(yù)埋件錨筋位置存在碰撞問(wèn)題時(shí)，對(duì)于主體結(jié)構(gòu)能夠適當(dāng)調(diào)整的應(yīng)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對(duì)于主體結(jié)構(gòu)不能調(diào)整的，應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際提出相應(yīng)調(diào)整措施，在允許范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

4.2 加強(qiáng)技術(shù)交底

在進(jìn)行施工前需要組織模板工、電焊工等需要協(xié)作的不同工種參與技術(shù)交底，同時(shí)還要協(xié)調(diào)其他工種為電焊工預(yù)留足夠的工作面，當(dāng)預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)無(wú)可靠的連接點(diǎn)時(shí)，可用多余鋼筋連接主體結(jié)構(gòu)和錨筋。

在安裝作業(yè)進(jìn)行前需要對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，嚴(yán)格要求工人按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行施工，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)預(yù)埋件幾何尺寸和安裝位置，從而確保預(yù)埋件實(shí)際安裝與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一致，避免因技術(shù)交底不清晰影響后期施工作業(yè)的開(kāi)展。

4.3 多手段保證預(yù)埋件定位準(zhǔn)確

施工前運(yùn)用BIM技術(shù)建立三維模型，對(duì)施工人員進(jìn)行三維可視化交底，并在三維模型中標(biāo)注預(yù)埋件位置，保證施工的準(zhǔn)確性。施工人員在固定預(yù)埋件前需要使用墨線在模板上對(duì)預(yù)埋件位置進(jìn)行標(biāo)記，以保證位置偏差控制在誤差允許范圍內(nèi)。

4.4 加強(qiáng)作業(yè)人員教育

加強(qiáng)作業(yè)人員思想教育工作，提高工人成品保護(hù)意識(shí)，預(yù)防在支設(shè)模板以及澆筑混凝土的過(guò)程中因作業(yè)人員原因造成預(yù)埋件偏位，對(duì)于惡意破壞成品的作業(yè)人員實(shí)行嚴(yán)格的懲罰措施。

4.5 加強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)與預(yù)埋件位置檢測(cè)

在預(yù)埋件施工前要加強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)與預(yù)埋件位置的碰撞檢測(cè)，同時(shí)加強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程檢測(cè)監(jiān)督。在預(yù)埋件安裝前，對(duì)主體結(jié)構(gòu)的垂直度以及軸線位置進(jìn)行復(fù)測(cè)，保證復(fù)測(cè)結(jié)果符合圖紙要求，進(jìn)而確保預(yù)埋件位置的準(zhǔn)確性，當(dāng)確定預(yù)埋件位置滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)可進(jìn)行電焊固定。

同時(shí)，在施工的過(guò)程中也要掌握預(yù)埋件施工放樣的準(zhǔn)確性，加強(qiáng)施工過(guò)程質(zhì)量控制，在控制主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的同時(shí)也能夠快速檢測(cè)預(yù)埋件位置是否與設(shè)計(jì)一致，當(dāng)復(fù)測(cè)結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)方可繼續(xù)后續(xù)的工序，否則需要及時(shí)整改，經(jīng)檢查滿(mǎn)足要求后，方可進(jìn)行下道工序。

4.6 保證預(yù)埋件質(zhì)量

在具有相應(yīng)資質(zhì)的工廠進(jìn)行預(yù)埋件的采購(gòu)，在進(jìn)場(chǎng)時(shí)要嚴(yán)格抽檢進(jìn)場(chǎng)預(yù)埋件的質(zhì)量，避免由于預(yù)埋件質(zhì)量問(wèn)題影響施工進(jìn)度。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，幕墻工程施工中，由于建筑幕墻整體施工難度較大，這就要求施工單位從容易出現(xiàn)的建筑問(wèn)題出發(fā)，從前期施工圖紙審查到后期施工過(guò)程的規(guī)范性與科學(xué)性，嚴(yán)格控制建筑幕墻施工中質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)。為提高預(yù)埋件施工質(zhì)量，要在了解預(yù)埋件類(lèi)型以及設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題，根據(jù)施工要求做好預(yù)埋件的埋設(shè)工作。預(yù)埋件的主要作用為承受幕墻構(gòu)件所施加的荷載，預(yù)埋件的施工質(zhì)量會(huì)直接影響幕墻的施工質(zhì)量和使用壽命，為提高建筑幕墻施工質(zhì)量，需要重視幕墻預(yù)埋件的設(shè)計(jì)、施工以及成品保護(hù)，有針對(duì)性的采取措施進(jìn)行優(yōu)化，以滿(mǎn)足工程要求。本文以幕墻預(yù)埋件在施工過(guò)程中易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題為背景，結(jié)合已有工程經(jīng)驗(yàn)提出針對(duì)性解決措施，為相關(guān)的工程技術(shù)人員提供參考。