大型吊掛異形玻璃幕墻施工測量及安裝技術研究

劉小春

（浙江亞廈幕墻有限公司，浙江杭州 310008）

0 引言

玻璃幕墻種類較多，主要包括明框玻璃幕墻、全（半）隱藏式玻璃幕墻、無框玻璃幕墻以及特殊玻璃幕墻。不同的玻璃幕墻，實際的用途與應用范圍也不同。現(xiàn)階段，超高層建筑工程數(shù)量相對較多，為增加美觀性，一般會選擇異形玻璃幕墻[1]。所謂異型玻璃幕墻，實際上是特殊玻璃幕墻的一種，主要指的是面板與結構依據(jù)建筑造型的需求及標準設計為各種異形，以此來達到某種建筑藝術效果的幕墻。這一類玻璃幕墻的應用通常集中于高層建筑，能夠更好地進行墻體之間的關聯(lián)，增加幕墻的穩(wěn)定性與可靠性[2]。

傳統(tǒng)的玻璃幕墻測量安裝一般是單向的[1-2]，設定傳統(tǒng)BIM 異形玻璃幕墻施工測量安裝技術、傳統(tǒng)連續(xù)多段弧形曲面波紋鋁板幕墻施工測量安裝技術，這一類測量安裝技術雖然可以實現(xiàn)預期的處理目標，但是較容易受到外部因素及環(huán)境的影響，對后期關聯(lián)工作的執(zhí)行造成阻礙[3]。因此，需要對大型吊掛異形玻璃幕墻施工測量及安裝技術進行研究。為增加測量安裝結果的真實性與可靠性，以真實工程作為背景，依據(jù)建設需求及標準的變化，設計更為靈活、多變的測量安裝環(huán)節(jié)，最大程度降低施工過程中存在的誤差，為后續(xù)施工建設奠定更為堅實的基礎，推動相關行業(yè)及技術邁入一個新的發(fā)展臺階。

1 工程概況

為確保測試結果的真實可靠性，選定A 超高層建筑作為此次工程建設的目標對象[4]。A 建筑為一座辦公用商業(yè)大樓，主體結構設定為框架式的混凝土結構，采用復合搭接的形式支撐。該建筑地上40 層，主要為辦公、商業(yè)區(qū)域，而地下為3 層，預留停車場區(qū)域。在建筑初期，工程人員為增加該超高建筑的美觀性，選擇使用異型玻璃幕墻。但是由于不同的樓層辦公需求存在差異，所以，要選用不同類型的幕墻進行測量安裝[5]。15 層以下安裝明框玻璃幕墻，16～30 層為漸變式圓弧銅鼓狀豎向隱框玻璃幕墻，而30～40 層則設定大型吊掛異形玻璃幕墻，具體如圖1所示。

圖1 大型吊掛異形玻璃幕墻圖示

綜合圖1，完成對大型吊掛異形玻璃幕墻的設定與分析。此時，根據(jù)幕墻的基礎數(shù)值以及信息，設定其標準風壓，并對密封性進行檢測，確保后續(xù)使用的安全[6]。建設初期取得了相對較好的效果，但是過程中由于外部因素及環(huán)境的影響，導致玻璃幕墻的測定及安裝工作出現(xiàn)問題，較難控制。因此對玻璃幕墻測量和安裝技術進行完善、優(yōu)化[7]。

2 異形玻璃幕墻施工測量處理

2.1 基礎軸線及垂直投點設定

與普通玻璃幕墻測量不同的是，異形玻璃幕墻并不規(guī)則，傳統(tǒng)單向測量的方式并不能滿足需求，整體的測量難度相對較高。為提升測量的精準性和可靠性，先進行基礎軸線及垂直投點設定，為后續(xù)的測定工作設立參照依據(jù)[8]。放線基準為20 層，標記出兩條軸線，分別是橫向基準軸線和豎向基準軸線，確定核心測量點，采用校對的方式，結合圖紙設定具體的偏差標準。依據(jù)獲取的數(shù)據(jù)以及信息，玻璃幕墻單元跨越寬度按式（1）計算：

式（1）中：D表示單元跨越寬度，V表示實測軸線覆蓋范圍，π表示基準距離，S表示可擴展范圍，U表示幕墻單元數(shù)量。綜合上述測定，完成對單元跨越寬度的測算。在施工過程中，將單元跨越寬度控制在0.5 m 以內(nèi)，能夠確保幕墻后續(xù)的關聯(lián)處理，降低幕墻安裝的難度，提升建筑整體外部結構穩(wěn)定性。

在基礎軸線的兩側安裝監(jiān)測裝置，調(diào)整具體的覆蓋范圍，并設定垂直投點。在該樓層的平面打4 個孔，滿足上下通視要求，將鉛垂儀架安裝在基準點，調(diào)整角度，對建筑內(nèi)部的結構進行掃描識別，并測量出相應的基礎數(shù)值。隨后，在各個基準點投點，完成之后，進行下一階段的測量分析。

2.2 內(nèi)控線部署及標高測算

軸線及垂直投點設定之后，根據(jù)施工建設的需求及標準，進行內(nèi)控線的部署，并測算出玻璃幕墻的標高。內(nèi)控線的部署一般需要在中間的樓層設定。此次選定15～30 層進行內(nèi)控線布控。根據(jù)實際施工建設需求，進行基礎指標參數(shù)的設定，如表1所示。

表1 基礎指標參數(shù)設定表

根據(jù)表1，完成對基礎指標參數(shù)的設定。隨后，在標定的范圍之內(nèi)，設定主控點，并將各個區(qū)域的主控點連線。此時，依據(jù)上述獲取的基礎信息和數(shù)據(jù)，進行幕墻單元標高的測算，如式（2）所示：

式（2）中：J表示幕墻單元標高，?表示內(nèi)控范圍，h表示內(nèi)控單元距離，i表示內(nèi)控調(diào)整次數(shù)，ζ表示彈出距離。綜合上述測定，完成對幕墻單元標高的測算。根據(jù)目前建設的需求變化以及標準轉換，對標高進行小范圍調(diào)整，確保最終施工安裝的合理性、可靠性。

2.3 放線控制實現(xiàn)幕墻測量

放線控制實際上是一種定向的幕墻修正測量形式，主要是調(diào)整幕墻的測量參數(shù)，以此來獲取最佳的測量結果。將部署的主控制分階段關聯(lián)，利用感應器與定位儀彈出樓面的內(nèi)控線，并將其平移至結構邊緣，實際的偏差設定在450 mm 之內(nèi)，避免重疊測量情況的發(fā)生。以此為基礎，采用軸線豎向傳遞的方式，測定出此時建筑物10～35 層的垂直偏差，滿足放線精度的實際要求。

將原始基準軸線作為一級控制點，利用測量儀進行基準點的下移，制定出測量控制的相關標準，分別為：玻璃幕墻的相鄰兩根橫梁之間的水平標高誤差≤1 mm，控制線各標準層點與點之間垂直度≤±1 mm 即可。至此，便完成對玻璃幕墻施工的相關測量計量，并根據(jù)施工建設的要求，進行具體的安裝處理。

3 異形玻璃幕墻施工測量安裝

3.1 預埋件定位

為確保安裝的穩(wěn)固，先進行相關支撐件的預埋，并標記定位，為后續(xù)的安裝奠定堅實基礎。需要設定一個穩(wěn)固的玻璃幕墻支撐底座，底座與墻體呈現(xiàn)出垂直的狀態(tài)，使上方結構得到穩(wěn)定的支撐。以此為基礎，構建玻璃幕墻的防護框架，如圖2 所示。

圖2 玻璃幕墻防護框架圖示

根據(jù)圖2，完成對玻璃幕墻防護框架的設計與分析。將設定的預埋件之間相互搭接，形成穩(wěn)定的結構。玻璃幕墻的防護框架之間如果縫隙過大，需要進行整合焊接，促使其保持穩(wěn)定，否則將會影響后續(xù)的安裝處理。完成預埋件搭接之后，進行承壓點位的標記，采用專業(yè)的設備進行測定計量，在主承壓位置處加設支撐柱，進一步增強玻璃幕墻的穩(wěn)固能力。

3.2 鋼立柱分段搭接

完成預埋件的定位之后，根據(jù)玻璃幕墻的安裝需求及標準，進行鋼立柱的分段搭接。在實際的施工過程中，為增加幕墻的穩(wěn)固性，施工人員會選擇搭接埋設鋼立柱的形式來強化整體結構的支撐性能，進而提升該建筑的穩(wěn)定性。由于玻璃幕墻多為單面結構，所以，鋼立柱的設定需要劃分區(qū)段，在確保幕墻外部框安裝完成之后，將設定的鋼立柱分段搭接。先在幕墻的框架上設定鋼主立柱安裝及方通次立柱安裝，計算出單向搭接距離，如式（3）所示：

式（3）中：P表示單向搭接距離，η表示幕墻面積，ω表示主立柱數(shù)量，λ表示垂直距離，r表示次立柱數(shù)量。綜合上述測定，完成對單向搭接距離的測算。將其設定為分段搭接的執(zhí)行標準，進行多層級的分段拼接，將立柱與位置對應，在安裝最底一節(jié)柱段時，設置固定槽口，預留20 mm 的伸縮縫并臨時固定。

此時，在預設的槽口位置安裝一個倒鉤，與玻璃幕墻防護框架垂直，將倒鉤勾住下方的框架，確保鋼立柱的穩(wěn)定，同時，也起到了分散重力的作用。檢測鋼立柱無問題之后最終固定，實現(xiàn)立柱的安裝。

3.3 異形玻璃板安裝

異形幕墻的安裝分三個階段進行，首先是外部防護框架清理，使用小型的刷子對框架內(nèi)部的砂石進行處理，確保無異物之后，進行下一階段的安裝處理。對縫是異形玻璃幕墻單元板安裝中最為重要且關鍵的一個環(huán)節(jié)，檢查各塊玻璃板的尺寸，調(diào)整排柵的角度以及水平狀態(tài)，為后續(xù)的安裝奠定基礎環(huán)境。初裝必須確保玻璃單元板塊保持橫平、豎直、面平等狀態(tài)，針對部分特殊形狀的玻璃單元板塊，也需要在合理的范圍之內(nèi)，確保其底部穩(wěn)定與框架的縫隙相對接。此時，利用專業(yè)的設備進行監(jiān)測，確保玻璃單元板塊的縫隙偏差在0.5 cm 以下即可。

隨即使用外裝飾條進行基礎性的固定。保持玻璃單元板塊處于穩(wěn)定的狀態(tài)，不能出現(xiàn)錯位、移位等現(xiàn)象，否則將會影響后續(xù)幕墻的穩(wěn)定性與安全性。隨后利用壓塊上緊螺絲，避免出現(xiàn)松動現(xiàn)象。另外，針對部分超高建筑玻璃幕墻的安裝，需采用嵌入式膠帶密封劑處理進行加固。這種形式能夠進一步縮小玻璃單元板塊與框架之間的縫隙，形成一個定向的密封空間，此時的幕墻不僅堅固穩(wěn)定，還具有較強的抗風性，一定程度上減少了玻璃材料的脆性，降低了不合理損壞發(fā)生的可能性。

3.4 邊緣滿焊處理實現(xiàn)玻璃幕墻安裝

綜合上述異形玻璃板的安裝情況，采用邊緣滿焊處理來實現(xiàn)玻璃幕墻安裝。在玻璃幕墻的框架上設定臨時吊帶，測算出此時玻璃板的垂直度為60°。在玻璃單元板塊上焊接一個可伸縮的扶手，微調(diào)整伸縮縫大小，設定一個極限角度，在極限伸縮位置處安裝一個鋼制固定連接件，確定好玻璃幕墻前后的焊接距離以及點位之后，采用滿焊的方式加固焊接，完成玻璃幕墻的固定工序，實現(xiàn)最終的安裝。

經(jīng)過上述安裝與建設，將最終得出的幕墻單容重與基礎容重相對比，測定得出最終數(shù)值可以達到55 kg/m2，較好地將單塊幕墻的重量控制在了50～60 kg/m2的最佳標準之內(nèi)，說明在安裝的過程中，幕墻的整體承重能力得到了明顯的提升，具有更強的荷載能力，安裝及后續(xù)使用效果更佳。

4 結語

通過對大型吊掛異形玻璃幕墻施工測量及安裝技術的分析和研究，與初始的玻璃幕墻測量安裝形式相對比，結合建設的真實需要，逐步擴大測量安裝的范圍，細化對應的安裝環(huán)節(jié)，最大程度降低施工過程中存在的誤差，同時增加異形玻璃幕墻的穩(wěn)固性，促使建筑功能和建筑裝飾融為一體，美觀又實用，為后續(xù)幕墻處理技術的創(chuàng)新提供參考依據(jù)。