幕墻預(yù)埋件定位精度控制技術(shù)

周艷芳

（中鐵二十四局集團(tuán)上海建設(shè)投資有限公司，上海 201800）

0 引言

幕墻所承受的重力、振動力、風(fēng)荷載等最終均通過埋件傳遞給主體建筑結(jié)構(gòu)。埋件分為預(yù)埋件和后置埋件兩種，預(yù)埋件受力性能好但在預(yù)埋與結(jié)構(gòu)施工中易出現(xiàn)偏位而無法使用，而后置埋件放線位置準(zhǔn)確，安裝偏差小[1]。為提高安裝精度，大多項目選用后置埋件施工[2-3]。但后置埋件受力性能較預(yù)埋件差，不能用于抗震設(shè)防烈度8 度以上地區(qū)[4]。因此，為保證埋件受力性能，本項目選用預(yù)埋件工藝，同時，為克服預(yù)埋件易偏位的弊端，筆者對預(yù)埋件施工過程中的加工、預(yù)埋操作、加固固定等全過程進(jìn)行深入分析，探索出確保預(yù)埋件定位精度的控制技術(shù)。

1 項目概況

福州北站南廣場綜合交通樞紐工程西樓地下三層、地上20層、裙房4 層，標(biāo)準(zhǔn)層高5.4m，建筑高度為99.8m。外墻采用玻璃幕墻、干掛石材幕墻及金屬幕墻裝修，幕墻均通過結(jié)構(gòu)預(yù)埋件傳力給主體結(jié)構(gòu)，預(yù)埋件大樣圖如圖1 所示。

圖1 預(yù)埋件大樣圖

2 預(yù)埋件定位偏差現(xiàn)狀分析

預(yù)埋件定位偏差主要包括以下三種：

（1）平面位置偏差

指預(yù)埋件在建筑平、立面上的定位偏差，包括橫向偏差和豎向偏差，偏差值應(yīng)不大于20mm[5]，本項目幕墻主龍骨為豎龍骨，支點位置設(shè)置于樓層梁，層高5.4m，因此，預(yù)埋件橫向偏差控制比豎向偏差控制更為重要，因為：豎向偏差導(dǎo)致豎龍骨的支點距離發(fā)生偏差，由于20mm/5.4m×100%=0.37%，比率較小，對工程質(zhì)量影響較輕；而橫向偏差將導(dǎo)致預(yù)埋件受力偏心，本項目預(yù)埋件錨筋間距約210mm，由于20mm/210mm×100%=9.5%，比率較大，故而橫向偏差將導(dǎo)致預(yù)埋件嚴(yán)重偏心受力，影響結(jié)構(gòu)安全。

（2）進(jìn)深位置偏差

指預(yù)埋件表面凸出或凹陷于混凝土表面的距離，偏差值應(yīng)不大于5mm。預(yù)埋件凸出混凝土表面的情況不多見，一般出現(xiàn)在梁頂預(yù)埋件，可導(dǎo)致預(yù)埋件和錨筋防腐性能下降；預(yù)埋件凹陷于混凝土表面則導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸縮小及主龍骨轉(zhuǎn)接件長度加長。

（3）預(yù)埋件表面偏斜

指預(yù)埋件表面與混凝土面不平行，一端偏斜深度超過5mm，如圖2，導(dǎo)致的不良后果與進(jìn)深位置偏差類似，并且還增加了后期豎龍骨安裝施工難度。

圖2 預(yù)埋件表面偏斜

3 預(yù)埋件加工精度控制

筆者走訪多個項目，發(fā)現(xiàn)部分項目對預(yù)埋件加工控制不夠重視，常見有兩種錯誤型式。

如圖3，鋼板不設(shè)孔洞，錨筋中部彎折貼緊鋼板并采用角焊縫固定。該做法雖簡單易行，但存在弊端如下：鋼板后背的錨筋占據(jù)了較大的空間，容易導(dǎo)致預(yù)埋件安裝進(jìn)深精度難以控制，甚至無法控制，比如本項目梁主筋保護(hù)層厚度25mm，箍筋φ8，錨筋φ16，鋼板厚度12mm，則預(yù)埋件貼緊箍筋安裝后，鋼板外表面將凸出混凝土面8+16+12-25=11mm，形成較大外凸進(jìn)深偏差；并且，該做法的焊縫受力不均，僅彎折點位置的焊縫受力，造成焊縫長度不足，影響預(yù)埋件力學(xué)性能。

圖3 錨筋不穿孔彎折焊接型式

再如圖4，錨筋穿孔塞焊精度控制不良，致使錨筋或焊腳凸出鋼板外側(cè)面，將直接導(dǎo)致后續(xù)梁側(cè)面或底面預(yù)埋件安裝時，鋼板外側(cè)面無法貼緊模板，形成空隙，造成較大的內(nèi)凹進(jìn)深偏差。

圖4 錨筋或塞焊角凸出鋼板面

為消除上述弊端，預(yù)埋件應(yīng)在專業(yè)廠家加工制作，嚴(yán)格按照圖1 型式進(jìn)行加工，其中塞焊技術(shù)控制尤為重要，不但是控制焊接質(zhì)量的要件，還是控制預(yù)埋件加工精度的要件。塞焊技術(shù)要點如下：

（1）鋼板預(yù)留孔直徑比錨筋直徑大3mm，靠鋼板外側(cè)應(yīng)設(shè)45°坡口[6]；

（2）錨筋端頭相比鋼板外側(cè)面內(nèi)凹5mm；

（3）錨筋端頭與鋼板坡口采用全熔透焊，焊縫按內(nèi)凹1mm 控制，不得凸出鋼板外側(cè)面；

（4）錨筋與鋼板內(nèi)側(cè)面交接處一圈采用角焊縫焊接。

加工后的預(yù)埋件除上述塞焊技術(shù)控制外，還應(yīng)保證鋼板面平整，鋼板邊緣順直無毛刺，四角均相互垂直。預(yù)埋件進(jìn)場后應(yīng)逐一校驗，偏差過大的不得使用，以確保后續(xù)預(yù)埋件安裝過程順利及安裝精度控制。

4 預(yù)埋件安裝順序制定

預(yù)埋件、鋼筋、模板之間合理的安裝順序不僅對預(yù)埋件的定位精度控制至關(guān)重要，而且能減輕預(yù)埋件安裝工作量，加快施工進(jìn)度。

4.1 梁底預(yù)埋件

可在梁底模安裝完成后，先將梁底預(yù)埋件安裝并固定在梁底模上，而后再進(jìn)行梁鋼筋原位安裝[7]，這樣既方便了預(yù)埋件安裝，又避免了梁底筋與錨筋位置沖突而導(dǎo)致預(yù)埋件安裝困難現(xiàn)象。

4.2 墻、柱側(cè)面預(yù)埋件

混凝土墻、柱側(cè)面預(yù)埋件可采用先在模板側(cè)面固定預(yù)埋件再安裝模板的方法，即：根據(jù)混凝土墻、柱定位尺寸加工好側(cè)模后，依據(jù)墻、柱面預(yù)埋件的設(shè)計位置，在側(cè)模量出預(yù)埋件位置，并提前將預(yù)埋件固定在側(cè)模上，而后在墻、柱鋼筋骨架安裝完成后，將帶預(yù)埋件的側(cè)模合模。

4.3 梁側(cè)預(yù)埋件

側(cè)面有預(yù)埋件的梁鋼筋嚴(yán)禁采用懸空安裝梁筋骨架和預(yù)埋件，再整體放入梁模內(nèi)的做法，其對預(yù)埋件的定位精度影響頗大。正確做法是：先原位安裝梁鋼筋，再逐一將預(yù)埋件固定在梁鋼筋骨架側(cè)邊，最后安裝梁外側(cè)模板。

4.4 梁頂預(yù)埋件

梁頂預(yù)埋件可在鋼筋骨架、模板、水電管線均安裝完成的情況下，最后進(jìn)行預(yù)埋件安裝，精度容易控制且安裝后的預(yù)埋件受其他工序破壞的幾率小。

5 幕墻預(yù)埋件定位精度控制技術(shù)具體應(yīng)用

預(yù)埋件定位測量是確保定位精度的基礎(chǔ)步驟，而由于預(yù)埋件數(shù)量大、安裝位置多樣、安裝過程繁瑣等原因，導(dǎo)致定位測量工作繁雜且工作量大，因而容易出現(xiàn)測量錯誤，為確保預(yù)埋件定位測量的精度，同時減輕工作量，需對常規(guī)的測量操作進(jìn)行優(yōu)化。

并且，預(yù)埋件安裝完后的固定技術(shù)也尤為重要，沒固定牢固的預(yù)埋件在后續(xù)施工中極易受擾動而發(fā)生偏位現(xiàn)象。特別是梁側(cè)和梁面預(yù)埋件需固定于梁鋼筋骨架，筆者走訪多個工程發(fā)現(xiàn)，普遍固定做法是：將預(yù)埋件錨筋插入梁筋骨架內(nèi)，再用扎絲將錨筋與梁筋綁扎固定[8]。此法存在多種偏位隱患如：梁筋骨架在后續(xù)側(cè)模安裝及加固、水電管線預(yù)埋、混凝土澆筑過程中容易發(fā)生偏位現(xiàn)象，從而帶動預(yù)埋件偏位；扎絲綁扎點穩(wěn)定性不足，在后續(xù)側(cè)模安裝及加固等工序施工時，極易因振動、觸碰等因素導(dǎo)致預(yù)埋件滑移、旋轉(zhuǎn)等偏位現(xiàn)象發(fā)生，并且在梁側(cè)模合上后，偏位的預(yù)埋件難以恢復(fù)原位。

5.1 測放控制線

樓層模板安裝完成后，根據(jù)結(jié)構(gòu)施工時引測上來的樓層測量控制點，測放出建筑每一面外墻的控制軸線，作為預(yù)埋件測放控制線，并在外圍梁模板內(nèi)側(cè)邊做標(biāo)記。

5.2 各部位預(yù)埋件位置測放及固定

（1）梁底預(yù)埋件平面位置測放

將測放控制線引測至梁底模，而后根據(jù)每片預(yù)埋件與測放控制線的距離，用卷尺沿梁底模依次量出每片預(yù)埋件的中心位置，并在梁底模板上做出每片預(yù)埋件位置標(biāo)記，以便梁底預(yù)埋件安裝。做完標(biāo)記，再測量相鄰預(yù)埋件間的距離進(jìn)行復(fù)核，確保平面定位測量準(zhǔn)確。

（2）墻柱側(cè)面預(yù)埋件平面位置測放

擬安設(shè)預(yù)埋件的墻柱側(cè)模需提前加工，并進(jìn)行預(yù)拼裝，拼裝無誤后，在側(cè)模的安裝邊線進(jìn)行彈線標(biāo)記，而后取下側(cè)模；根據(jù)預(yù)埋件的設(shè)計距離，在側(cè)模上逐一量出預(yù)埋件的中心位置，而后進(jìn)行預(yù)埋件固定安裝。

（3）梁底和墻柱側(cè)面預(yù)埋件的固定

將上述部位預(yù)埋件固定在模板上，確保其預(yù)埋鋼板外表面平齊混凝土面，固定方法如下：

在預(yù)埋件的鋼板邊緣位置，釘6 根5cm 的釘子（長邊各兩根，短邊各一根）在模板上，釘尾外露20mm，安設(shè)預(yù)埋件后，將釘尾折彎反扣住預(yù)埋板，確保了預(yù)埋件不會發(fā)生上下左右及旋轉(zhuǎn)移動，如圖5 所示。

圖5 釘子折彎固定預(yù)埋件

（4）梁側(cè)預(yù)埋件平面位置測放

在梁鋼筋骨架安裝完成后，將預(yù)埋件測放控制線引測至鋼筋骨架頂部外角筋，根據(jù)梁側(cè)各片預(yù)埋件與測放控制線的設(shè)計距離，用卷尺沿外側(cè)角筋測距，定出每片預(yù)埋件的橫向中心位置，同時根據(jù)預(yù)埋件距梁底的設(shè)計高度，測出預(yù)埋件鋼板頂部位置，在側(cè)面箍筋上做預(yù)埋件頂部安裝標(biāo)記。

（5）梁側(cè)預(yù)埋件進(jìn)深位置控制及固定措施

梁外側(cè)邊鋼筋點焊：對于需安設(shè)梁側(cè)預(yù)埋件的梁筋骨架，在梁筋綁扎安裝完成及梁底保護(hù)層墊塊墊支后，將需安設(shè)預(yù)埋件位置附近的梁外側(cè)主筋（角筋）、腰筋和箍筋點焊固定，使之形成一個穩(wěn)固體，接著在預(yù)埋件位置對應(yīng)的梁另一側(cè)安裝梁側(cè)保護(hù)層墊塊，確保梁筋骨架整體穩(wěn)定性。

梁側(cè)預(yù)埋件進(jìn)深控制及點焊固定：在每條梁側(cè)邊的起、止端預(yù)埋件處，按平面安裝標(biāo)記安裝預(yù)埋件后，再用卷尺測量預(yù)埋件鋼板面至梁另一側(cè)模的距離，調(diào)整預(yù)埋件位置確保其等于梁寬，同時用水平尺測量鋼板面的水平度和垂直度，確保在合模后鋼板面能夠貼緊模板。而后將起、止端預(yù)埋件的錨筋與接觸的梁鋼筋點焊固定，無接觸梁鋼筋時，取用廢棄的短鋼筋做過渡筋，分別點焊連接錨筋和梁筋，保證錨筋與梁筋連成一個穩(wěn)固體。

接著，用細(xì)線連接起、止端預(yù)埋件的頂部，中部各預(yù)埋件安裝時，不但需對照平面安裝標(biāo)記安裝，還需對齊細(xì)線安裝，并逐一用水平尺檢測鋼板平整度和垂直度后，最后均用過渡筋與梁筋點焊連成一體。

梁側(cè)模合模時應(yīng)逐個檢查預(yù)埋件鋼板表面是否與模板面密貼，有縫隙的、模板受預(yù)埋件頂著而鼓脹的需查明原因并調(diào)整，確保每片預(yù)埋件均密貼模板、模板也無鼓脹現(xiàn)象后方能合模固定模板。

（6）梁頂預(yù)埋件平面位置測放

在梁鋼筋、模板等均安裝完成后，將預(yù)埋件測放控制線引測至梁鋼筋骨架頂部內(nèi)角筋，根據(jù)梁頂每片預(yù)埋件與測放控制線的設(shè)計距離，用卷尺沿內(nèi)角筋測距，定出每片預(yù)埋件的橫向中心位置，同時根據(jù)預(yù)埋件邊緣與梁側(cè)邊的設(shè)計距離，測出預(yù)埋件鋼板側(cè)邊位置，在頂部箍筋上做預(yù)埋件側(cè)邊安裝標(biāo)記。

（7）梁頂預(yù)埋件進(jìn)深控制及點焊固定

先在每條梁的起、止端，按梁頂預(yù)埋件安裝標(biāo)記安裝梁頂預(yù)埋件，遇梁頂中部鋼筋的可以適當(dāng)撥動鋼筋，使錨筋順利進(jìn)入梁筋骨架內(nèi)；接著依據(jù)樓面標(biāo)高控制點，測量預(yù)埋件鋼板面標(biāo)高，調(diào)整預(yù)埋件標(biāo)高使之與梁結(jié)構(gòu)面平；同時用水平尺檢測鋼板表面水平度，確保鋼板水平，然后用扎絲將錨筋與梁頂鋼筋綁扎；最后將預(yù)埋件附近的梁頂中部鋼筋與箍筋點焊及錨筋與接觸的梁筋點焊固定，無接觸梁筋部位用過渡筋點焊連成一體。

沿起、止端預(yù)埋件鋼板側(cè)邊拉細(xì)線，梁頂中部預(yù)埋件逐一按平面安裝標(biāo)記安裝并對齊細(xì)線邊緣后，用扎絲臨時固定錨筋，再用斜向過渡筋與梁筋點焊連成一體，確保后續(xù)工序施工不會導(dǎo)致梁頂預(yù)埋件偏位或下沉。

5.3 混凝土施工防偏位控制技術(shù)

為杜絕后期拆改造成預(yù)埋件偏位，應(yīng)在檢查完模板、鋼筋、預(yù)埋件等均合格后，方可澆搗混凝土。

混凝土施工中的各種直接或間接擾動預(yù)埋件的動作均會造成預(yù)埋件偏位，因此，在澆筑混凝土中，振搗棒嚴(yán)禁觸碰預(yù)埋件、鋼筋及模板[9]，也不允許敲打有預(yù)埋件的模板，同時，各種設(shè)備嚴(yán)禁放置在梁頂預(yù)埋件上，特別是重量大或者會產(chǎn)生振動的設(shè)備。

澆筑全程應(yīng)監(jiān)測預(yù)埋件的位置，一旦發(fā)現(xiàn)偏位應(yīng)立即調(diào)整并重新固定。

后期拆模時，有用釘子固定預(yù)埋件的側(cè)模，應(yīng)待混凝土強度達(dá)到10MPa 時再拆側(cè)模，防止擾動預(yù)埋件導(dǎo)致錨筋周邊混凝土開裂。

6 結(jié)論

通過上述對預(yù)埋件加工精度控制、安裝順序優(yōu)化、各部位預(yù)埋件定位精度控制技術(shù)的剖析與現(xiàn)場實踐，既保證了預(yù)埋件的受力性能，又克服了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中幕墻預(yù)埋件定位偏差大的難題，且操作簡便，成效卓著，取得了良好的工程效益。