淺談超高層建筑中單元式玻璃幕墻吊裝技術(shù)

李超峰

（福建省五建裝修裝飾有限公司，福建 泉州 362000）

1 工程概況

根據(jù)規(guī)劃，某超高層建筑工程位于泉州市某金融服務(wù)區(qū)。項目建筑高度為128.7 m，地上最高29層，地下3層。該工程總幕墻面積為34 500 m2，玻璃幕墻面積約15 754 m2、石材幕墻面積約15 245 m2、金屬幕墻面積約3 500 m2。外幕墻結(jié)構(gòu)為一層到頂層外裝飾玻璃幕墻、石材包柱、屋頂鋼架、鋁單板造型流線柱以及一層入口雨蓬等。

2 單元式玻璃幕墻施工

2.1 單元式玻璃幕墻施工工藝流程

熟悉施工規(guī)范、測量儀器校核→測量放線及埋件清理→連接件及掛座安裝→連接件及掛座調(diào)整→連接件及掛座驗收→合格→單元板塊吊裝→防雷、防火安裝→防雷、防火檢驗→板塊接口打膠→局部淋水試驗→注膠驗收→合格→面板清潔→資料整理→分項驗收。

2.2 單元式玻璃幕墻施工工序及施工段劃分

幕墻工程在主體結(jié)構(gòu)封頂后開始安裝，首先進行測量放線、復(fù)核主體結(jié)構(gòu)誤差，然后進行觀測樣板的施工。觀測樣板可以為后續(xù)施工提供引導(dǎo)，排查出問題和隱患，防止大面施工后發(fā)現(xiàn)問題，造成停工、返工現(xiàn)象的發(fā)生。觀測樣板工程結(jié)束后安裝單元式轉(zhuǎn)接件、掛座、單元板塊，各施工工序完成分別驗收合格后才可以進行下一工序。

塔樓5～29層外立面幕墻工程為單元式幕墻，擬利用單軌道施工系統(tǒng)自下而上進行單元板塊安裝。軌道安裝在屋面層，橫向采用I25a工字鋼，長度為2.5 m、間距為3 m并避開塔吊及施工電梯的布置位置，橫向工字鋼懸挑出主體結(jié)構(gòu)長度為0.85 m，縱向工字鋼采用I25a工字鋼（單軌道）。單元板塊利用設(shè)在屋面的兩臺炮車進行垂直運輸，運至安裝樓層后由安裝在軌道的電動葫蘆水平運輸至安裝部位進行安裝就位。為了避免單元體晃動，垂直運輸設(shè)置兩定向鋼索定位。

塔樓出屋面為單元式幕墻，無法利用屋面軌道安裝，故層面以上單元板塊擬采用移動式炮車吊裝、就位。沿屋面周圈搭設(shè)1.8 m高的平臺，移動式炮車站在平臺上安裝幕墻單元板塊，做法如圖1所示。

圖1 移動式炮車站吊裝

該工程塔樓5層以上主要以單元式玻璃幕墻、框架裝飾柱組成，為了更好地在合同約定的時間完成施工并將此部分的單元幕墻和框架式幕墻分3個施工段進行施工。第一施工段：1～4層從下往上分層面流水進行安裝；第二施工段：5～29層及屋面以上部位利用軌道、炮車（卷揚機）、下往上進行吊裝；屋面采用炮車安裝。第三施工段：施工洞口、塔吊拆除后從下往上進行吊裝。

3 單元式幕墻施工準備

施工準備包括技術(shù)準備、板塊運輸和吊裝機具準備、現(xiàn)場施工條件的準備。

建筑施工圖是技術(shù)準備工作的重要基礎(chǔ)。建設(shè)單位組織參建單位進行圖紙會審，設(shè)計單位對施工單位及建設(shè)單位進行設(shè)計交底。施工技術(shù)員結(jié)合圖紙會審，熟悉設(shè)計圖紙，掌握關(guān)鍵技術(shù)要點，通過樣板墻對現(xiàn)場施工人員進行技術(shù)交底、講解，以更加直接、形象達到技術(shù)交底目的。完成項目各個關(guān)鍵點質(zhì)量控制：放樣、轉(zhuǎn)接件、掛座安裝、單元板塊運輸及吊裝。

該工程幕墻形式為8Low-e+12A+8mm中空鋼化超白玻璃，幕墻單元板塊數(shù)量多，體型大，主要玻璃幕墻分格為（1500mm×4200mm及1550mm×4200mm），重量約380 kg。

單元板塊的運輸以及吊裝機具、電動葫蘆、起重架等設(shè)備的準備必須根據(jù)該工程單元板塊的分格尺、重量等參數(shù)以及所使用的吊裝工藝對板塊周轉(zhuǎn)架進行合理設(shè)計。機具的安全系數(shù)須經(jīng)過核算，并采用試驗測試重要部件的可靠性。板塊卸車及存放須進行提前設(shè)計并在首層圖紙中標出。

4 單元式玻璃幕墻施工

4.1 測量放線

幕墻安裝必須對建筑物外輪廓測量放線，根據(jù)測量結(jié)果修正幕墻方案。在主體結(jié)構(gòu)上根據(jù)幕墻分格圖和軸線位置、標高控制點、進出口線測量并標記幕墻平面、立柱、分格及轉(zhuǎn)角基準線，測量結(jié)束后用全站儀復(fù)測調(diào)整。幕墻分格軸線應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)配合進行測量放線，逐層從地面開始引測，防止累積誤差。當誤差超過允許偏差時，在征得監(jiān)理、設(shè)計人員同意后，才可以對幕墻軸線適當調(diào)整。

測量時風(fēng)力不得大于四級。若按測量放線施工進度計劃，遇風(fēng)力大于四級的天氣，應(yīng)即時報告項目經(jīng)理部，項目經(jīng)理部應(yīng)按程序?qū)M度進行調(diào)整。測量放線應(yīng)定時進行。質(zhì)量檢驗人員及時復(fù)核測量放線情況并填入記錄表。

為了減少安裝時的累積誤差，確認主體結(jié)構(gòu)誤差在可控范圍內(nèi)，標準層每4層設(shè)置控制線，進行復(fù)核和控制，達到安裝精度的控制。該工程將幕墻劃分為多個控制單元，單元形式劃分為九宮格，其形式如圖2所示。

圖2 九宮格的形式

圖中九宮格邊緣圓點為9片玻璃幕墻的尺寸精度控制點，尺寸控制應(yīng)按照單元對玻璃從測量放線到結(jié)構(gòu)安裝進行調(diào)整[1]。由于設(shè)計圖紙對于細部構(gòu)造得處理不明確，需要技術(shù)員結(jié)合現(xiàn)場情況處理，因此放線是幕墻施工中難度較大的一個步驟。尤其當建筑幕墻立面復(fù)雜時，放線難度更大，精度要求更高。

4.2 單元式幕墻轉(zhuǎn)接件安裝

該工程采用槽式埋件，槽式埋件采用螺栓連接。轉(zhuǎn)接件的安裝將采用吊籃進行。鍍鋅轉(zhuǎn)接件在與埋件固定過程中采用先臨時固定，經(jīng)過測量校核后再進行最終固定，以確保轉(zhuǎn)接件安裝精確到位，在螺栓擰緊過程中必須注意力度的大小適中，力矩太大容易造成螺紋變形失效。轉(zhuǎn)接件施工完畢后，對熱浸鋅防腐層破壞部分進行二次防腐處理，以保證鋼件的防腐功能。

4.3 單元式掛座安裝

該工程單元式幕墻掛座采用了鋁合金鑄件的形式，并通過M12不銹鋼螺栓與轉(zhuǎn)接件連接，轉(zhuǎn)接件螺栓孔為長圓孔設(shè)計，可以通過該設(shè)計調(diào)節(jié)掛座的進出位外置，掛座上設(shè)計了不銹鋼螺栓及托板可以實現(xiàn)單元式板塊的高低位調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)了整個單元板塊的多向調(diào)節(jié)功能，該鋁合金掛座的安裝利用吊籃進行。安裝將在準確定位測量后進行，安裝順序?qū)⒆裱扰R時固定，待同一標高位置掛座安裝完畢進行整體校核驗收后，再進行最后的緊固工作，以確保幕墻的安裝精度。同樣，在安裝過程中由于緊固螺栓破壞的防腐層要及時進行二次防腐，保證幕墻的防腐功能。

4.4 單元板塊吊裝

幕墻單元板塊安裝時，在板塊存放區(qū)域使用轉(zhuǎn)運架，將幕墻板塊從板塊存放架轉(zhuǎn)運到吊裝底部，然后將單元板通過炮車卷揚機進行起吊，為了確保安全，在單元板吊裝的同時要系好安全導(dǎo)入繩，如圖3所示。首先使用轉(zhuǎn)運架，將幕墻板塊轉(zhuǎn)運到吊裝區(qū)域上，單元板塊室外面向上，室內(nèi)面向下，將板塊的清潔處理干凈。吊裝前必須確認安全鋼繩與主體建筑端是否固定牢靠。將吊裝的單元固定，由專用卷揚機放下吊繩，吊裝人員將吊繩與幕墻板塊固定好。吊裝應(yīng)在樓層配合人員及地下控制纜風(fēng)繩人員到位的前提下，指揮人員通過對講機進行指揮吊裝提升，嚴格控制提升速度，防止單元板塊與結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，造成構(gòu)件的損傷。

垂直吊裝時要配合使用安全導(dǎo)引鋼絲繩（作為單元板塊在吊裝過程中防止板塊擺動的保險繩索用）拉緊單元板塊，吊運到安裝單元板塊指定層后換鉤水平吊運，水平吊運時使用軌道電動葫蘆將板塊安裝。板塊吊裝按照單元板塊編號進行，吊裝時施工人員應(yīng)按照編號圖進行編號確認。

5 單元式幕墻吊裝技術(shù)及控制要點分析

5.1 單元幕墻板塊的運輸

根據(jù)該工程單元玻璃幕墻面積大等特點，單元板塊的運輸和現(xiàn)場施工過程中的水平、垂直運輸具有較大難度。為此，該工程決定采取以下2點措施： 1）為了避免廠家發(fā)貨到工地的長距離運輸導(dǎo)致板塊損壞，單元組件運輸至工地附近具有組裝能力的加工廠進行單元組件加工，以減少單元板塊整體運輸距離。2）單元板塊組裝完成運抵現(xiàn)場后，通過單元吊裝機將單元板塊提升到指定層間，指定層間根據(jù)建筑體實際情況及運輸成本決定。該工程因板塊的高度無法利用升降機運輸至樓層且成本較高，減少單元式構(gòu)件的水平及垂直運輸，降低損耗。結(jié)合現(xiàn)場實際情況：A軸-F軸、F軸-A軸、1-7軸無裙樓，構(gòu)件堆放至一層；7-1軸因有裙樓，采用汽車吊，直接從汽車吊運至裙樓屋面。構(gòu)件堆放嚴格按照材料進場計劃安排。

圖3 層間單元板塊吊裝

5.2 單元幕墻轉(zhuǎn)接件的安裝

轉(zhuǎn)接件的安裝精度對單元板塊的安裝質(zhì)量有直接的影響，其安裝偏差不應(yīng)大于1 mm 。轉(zhuǎn)接件安裝的初步調(diào)整需要注意以下3點： 1）轉(zhuǎn)接件應(yīng)橫平豎直，保證中心掛軸的精度。2）轉(zhuǎn)接件支撐軸水平偏差可控，水平相鄰掛軸須同軸，上下相鄰掛軸共面，中心線要在1條直線上。3）一個柱間距中轉(zhuǎn)接件累積誤差不得大于1 mm。

5.3 單元幕墻板塊的吊裝

單元幕墻安裝中的板塊吊裝工作量大，也是單元式幕墻的重要特點。吊裝工作的難點在于板塊運輸、起吊和插接以及板塊調(diào)整。該工程垂直運輸采用公司設(shè)計的單元吊裝機將板塊送入指定的層間或指定的吊裝位置。由于該工程要求的單元板塊大、重量大，在運輸及吊裝過程中，單元板塊的整體剛度和穩(wěn)定性決定吊裝安全及板塊的損壞與否。為了保證單元板塊尺寸精度和整體性，單元體板塊在運輸和吊裝情況下均不得發(fā)生形變，因此該工程在板塊吊裝點設(shè)置專用吊裝夾板，加強板塊局部剛度和穩(wěn)定性。板塊起吊處及吊裝所經(jīng)樓層設(shè)置人員采取單元板塊保護措施，防止單元式板塊與結(jié)構(gòu)碰撞。插接時，板塊上下方都要設(shè)置安裝人員，先進行左右接縫豎框?qū)?，再進行上下接縫對接。初步對接完成后，對板塊進行6個自由度方向上的調(diào)整，使板塊與轉(zhuǎn)接件連接安全可靠[2]。

5.4 單元幕墻收口的施工

部分單元式幕墻在塔吊和電梯拆除后才可以安裝。由于常規(guī)結(jié)構(gòu)的限制，單元式幕墻層間最后一個板塊的插接難度極高，因此，該工程對收口部分采用專用設(shè)計，收口處最后一個板塊平推進入。板塊調(diào)節(jié)完成后，其密封和固定采用“工”字型插接桿。

5.5 單元組件吊安裝控制要點

針對單元式玻璃幕墻吊裝問題，為了保證施工質(zhì)量，該工程制定了以下5個吊裝注意事項：1）運輸及吊裝時，注意保護單元板塊，防止型材表面及玻璃破壞。2）單元板塊插入插槽后，防止型材安裝的密封膠條滑出或部分損壞。發(fā)現(xiàn)膠條損壞應(yīng)及時更換。3）單元式板塊間水槽密封良好并保證槽內(nèi)清潔。4）水槽泄水孔處海綿條不得漏裝，接口立柱底部氣密海綿堵頭必須安裝在設(shè)計所在的位置，并嚴格檢查。5）單元板塊安裝完成后，須復(fù)查調(diào)整螺釘擰緊度。

單元板塊安裝過程中的控制標準包括以下9個。1）單元板塊左右偏差≤1 mm。2）單元板塊進出偏差≤1 mm。3）單個板塊兩端標高偏差≤0.5 mm。4）左右相鄰板塊進出，標高方向偏差≤1 mm。5）單個板塊垂直度≤1.5 mm。6）上下相鄰板塊直線度≤2 mm。7）相鄰板塊接縫寬度偏差±1.0 mm。8）同層板塊標高偏差3 mm。9）幕墻總高度垂直偏差≤10 mm。

6 結(jié)語

建筑玻璃幕墻提升了建筑的美觀和整體性，增加了建筑物的采光面積，因此目前高層建筑大量采用玻璃幕墻技術(shù)。單元式玻璃幕墻施工關(guān)鍵在于測量放線、連接掛件安裝、幕墻板裝配、尺寸校核。在施工過程中嚴格控制其施工步驟是建筑幕墻質(zhì)量的重要保障。該文通過對某超高層建筑單元式玻璃幕墻施工的吊裝技術(shù)及其控制要點進行了分析，希望通過此施工研究為相關(guān)工程人員提供參考。