超高层建筑玻璃幕墙与主体结构穿插施工技术的应用实践

发表时间:2020/12/24   来源:《工程管理前沿》2020年29期   作者:蒋欣恒1 杨颖谦2 代发明3
[导读] 中建新疆建工(集团)有限公司华南分公司 广东深圳 518101
        蒋欣恒1   杨颖谦2   代发明3
        中建新疆建工(集团)有限公司华南分公司  广东深圳  518101
        摘要:结合某工程实例,通过研究玻璃幕墙与主体结构的施工技术,加强施工测量的控制和变形的监测,优化玻璃幕墙与主体结构之间的连接节点,合理划分施工区段,有效组织流水作业,使玻璃幕墙与主体结构的施工有条不紊地穿插进行,体现出超高层建筑的施工特点,解决安装玻璃幕墙对超高层工程的工期制约,整体建筑效果美观。
        关键词:超高层建筑;玻璃幕墙;主体结构;穿插施工技术
        引言
        在这数据集中处理、事件快速反应的云时代,建筑行业也是日新月异,新材料和新技术不断地推陈出新,如果你稍有不慎,就会被时代落下。特别是随着城市的飞速发展,土地资源的日益紧张,超高层建筑更是现代建筑业的主导,未来城市的方向。在超高层建筑中,建
筑玻璃幕墙又有着巨大的优势,因为它是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来的新型墙体,被全世界各大国家建筑师和设计大师们推崇备至。因此,随着国家在建筑行业的越来越规范,高层与超高层建筑玻璃幕墙与主体结构之间的穿插施工技
术就尤为重要,更是在这个行业被人关注的热点。
1  工程概况(如图1所示)
工程名称:龙岗天安数码创业园5号厂房及配套公交站房 。
工程性质:戊类超高层厂房 。
工程地址:龙城街道(龙平西路以南,黄阁北路以西) 总占地面积 1.5781万㎡ 总建筑面积 11.4479万㎡ 。
建设单位:深圳市龙岗天安数码新城有限公司 。
设计单位:奥意建筑工程设计有限公司。
勘察单位:深圳地质建设工程有限公司
质量:合格,符合国家及省市现行验收规范,达到合格标准,并满足合同要求 。
监理单位:深圳市竣迪建设监理有限公司
工期/计划开工日期:2019年5月16日;计划竣工日期:2021年3月21日;总工期676日历天。
质量监督单位:深圳市龙岗区工程质量监督检验站
绿色施工:5号厂房确保通过“美国LEED绿色建筑认证”金级;
工程主要功能或用途:戊类厂房

       
2  施工方案确定
        该工程地处龙城街道,经专家会审与综合论证,主体结构施工过程中,根据工程特点将各楼座分为若干区段,按验收区段进行进度控制;同时,外立面玻璃幕墙根据主体结构的施工进度,将竖向结构分为若干施工段,组织流水作业,与主体结构穿插同步施工。
3  超高层建筑玻璃幕墙竖向分段施工的测量技术应用
        对于超高层建筑的竖向分段施工,要预先实施施工测量,要对超高层建筑的平面、高程等施工内容进行测量控制,为了满足施工测量精度的要求,要充分考虑超高层建筑的基坑变形和沉降的因素,要选用现代化测量仪器,在“内外控结合”的测量原则之下,实现精准测量施工。其中选用的现代化测量仪器要采用精度较高的测量仪器,如GTS-310全站仪、DJD2-1GJ电子经纬仪、DS3自动水准仪等。为了确保测量的垂直精度偏差≦H/1000且≦30mm,要核对基准点、轴线、标高、角度等,并主要对以下内容进行测量:
3.1 轴线和高程的引测。
        它主要包括以下几个方面:①对超高层建筑物的十字轴线控制和高程,要建立并校验测量控制网,在形成主控轴线的控制网之下,考虑基坑变形和沉降的因素,设立三个测量控制点,实现复核和检验。②轴线的延伸。在先进而精准的测量仪器———激光垂准仪的应用下,可以将1层的轴线控制点延伸至作业施工层,然后,再应用经纬仪等仪器,进行平面放线,待一定层高施工完成之后,即可以将此层的轴线控制点作为幕墙施工轴线向上延伸的前提和基础。③标高的延伸。利用水准仪设备,引测超高建筑的核心幕墙,并向上延伸,然后,再利用全站仪设备对各楼层的标高控制点,实现复核和校验。
3.2测量施工偏差调控。
为了确保超高层建筑的测量精度,要对超高层建筑的测量偏差进行调控,它主要包括以下几个方面:①立面误差的调控。在进行调整的过程中,主要采用校正或调节连接构件进行调控。
        ②平面内误差的调控。这也即分割误差,它是对玻璃幕墙立柱连接件的三维误差的调整,要综合考虑各种因素的影响,用经纬仪进行精密的测量和调差,从而确保其垂直精度。
3.3基坑变形沉降的调控。
        在进行玻璃幕墙和主体结构穿插施工的技术应用中,要关注基坑变形沉降的因素,要对建筑的变形沉降进行观测和控制,观测部位由基础底板开始,逐步对每层楼层进行观测,还要设置不同的沉降观测点,从不同的沉降观测点加以现场监测,并且还要采用施工沉降的有限元模拟分析方法,将实测数据与模拟数据相对比,在数据相互吻合的条件下,实现观测验证,准确地反映出建筑物变形沉降的状态变化情况,从而实现对超高层建筑变形沉降的有效观测和调控。同时,为了减少超高层建筑物的位移和变形,还要运用全站仪设备对超高层建筑的主体结构外围,进行实地的跟踪观测,最大限度地减少玻璃幕墙与主体结构施工中的误差,从而合理分配玻璃幕墙施工的偏差,确保水平标高的准确和连畅。
4 玻璃幕墙与主体结构的节点连接
4.1连接节点
        在进行主楼结构施工时,安排专人对玻璃幕墙的预埋件进行控制,并在模板拆除后立即进行检查核对,先将幕墙立柱和转接件连接起来,然后在和主体预埋件连接好,并进行固定。利用特制的螺栓将槽式埋件和转接件连接起来,然后利用垂直钢丝线对转件的前后左右情况进行检查和控制,转接件的标高利用水准仪进行控制,误差不能超过1mm,保证转件安装精度能够达到要求。
4.2调节伸缩变形
        幕墙主要使用玻璃和铝合金等材料,由于这些材料的热膨胀系数有所差异,随着气温和日照的变化,材料也会出现伸缩移动的情况,例如温度升高60℃时,铝材大概会伸长1.4mm/m,而玻璃只能伸长0.5mm/m,如果抑制了这些膨胀变形,会导致材料内部出现非常大的应力,从而使幕墙产生摩擦噪音,甚至会导致结构出现损坏变形,为了将建筑温差和主体挠度产生的变形消除,要立即采取相应的控制措施:
(1)立柱安装节点和幕墙连接件之间要空出三维调节余梁,将调节范围保持在40mm,并避免出现松脱的情况。
(2)幕墙立柱要预留出宽度为8~10mm的伸缩缝,并使用密封胶将缝隙填塞好。
(3)立柱要悬挂在主体结构上,并保持在受拉的情况下,主体和上端固定好,下端利用滤管和下部立柱连接起来,立柱和滤管使用椭圆形孔进行连接,保证铝合金立柱能够进行自由伸缩,保证主体结构的侧移和温度变形能够达到要求。
(4)立柱和横梁两端的连接位置要布置弹性橡胶垫,为了能够达到消除横向温度变形的目的,橡胶垫块要保持20%~25%的压缩性。
5 玻璃幕墙与主体结构同步施工工艺
5.1 工序安排
        为确保工期,提高施工效率,降低施工费用,便于组织管理,该工程划分了3个施工区域,10个施工段,各区段组织流水施工。
5.1.1 施工区域划分
        第1施工区域:裙楼部分构件式幕墙、点支撑幕墙、实体墙的铝板幕墙及2栋主楼1~2层构件式玻璃幕墙;
        第2施工区域:办公楼主楼幕墙;
        第3施工区域:公寓楼主楼幕墙。
5.1.2 施工段的划分
        根据工程区域划分为10个施工段。
        第1施工区域即裙楼部分划分为3个施工段:办公楼1~2层为1个施工段,公寓楼1~2层为1个施工段,裙楼部分为1个施工段。
第2施工区域即办公楼划分为3个施工段:3~20层为1个施工段,21~38层为1个施工段,38层及以上楼冠部分为1个施工段。第3施工区域即公寓楼划分为4个施工段:3~17层为1个施工段,18~34层为1个施工段,35~49层为1个施工段,50层及以上楼冠部分为1个施工段。
5.1.3 施工顺序
        根据工程特点,合理安排施工顺序,第1施工区域内采用面流水施工,第2、3施工区域内采用层流水施工。先主楼后裙楼,先大面后细部,自下而上按各施工段平行流水作业,最后进行施工电梯部位的安装。
5.2 施工进度控制
        玻璃幕墙安装处于整个工程的关键线路上,若与主体结构同步施工,不占用装饰装修主导工期,能加快施工进度。该工程设计有型钢混凝土结构和GBF空心薄壁管现浇楼板,结构施工较复杂。经过优化工序,进行大范围的流水施工,提高了主体施工速度。2个主楼各配备4套模板进行周转。待主体结构混凝土达到强度要求、允许拆除模板后,迅速拆除梁板模板及支撑,腾出工作面,在楼板上安装吊装设备,进行拆模楼层以下的幕墙测量与安装。外脚手架的拆除同步进行,为安装幕墙的快速跟进创造有利条件。随着主体结构施工进行幕墙埋件预埋、测量放线及埋件偏差处理,及时提供合格的安装作业面,就能加快后期玻璃幕墙安装速度。安装顺序:主体施工期间埋件安装→测量放线复核与控制→转接件安装与调整→单元体板块安装→清洗验收。当幕墙进场安装时,最高的公寓楼施工至26层,22层及以下楼层已拆除支撑模板,为玻璃幕墙的安装提供工作面。此时,办公楼施工至16层,12层及以下楼层也已拆除模板,可进行玻璃幕墙的测量安装。2个主楼结构施工相差10层。至此,主体施工已转入标准层施工,型钢结构、钢筋、模板、混凝土等工序流水施工已进入相对成熟的阶段,幕墙安装可全面展开。
6  安全保护措施
        超高层建筑主体结构和玻璃幕墙进行交叉施工时,需要在幕墙施工区域以及结构施工层的下方架布置硬防护,并布置水平安全网,安全网要挑出平面6m以上。此外,需要搭设可以移动的钢防护平台和竖向安全平网,保证施工安全。幕墙施工期间,采用的机具要带有防脱落装置,并将临边防护工作做好。
        施工完成后,在幕墙玻璃内侧和立框距离下框上沿1000mm高的区域内贴满保护膜,玻璃幕墙立框和上沿900mm的高区域采用5cm夹板“U”型罩进行反扣。制定详细的清扫方案,在进行清洗之前要对玻璃棉和全面合金的中性清洁剂进行清洗,并在清洗完成后立即使用清水进行冲洗。
结束语
        通常高层建筑主体结构封顶后,自上而下安装玻璃幕墙,而该工程在主体施工时分段分层进行玻璃幕墙安装,体现了超高层建筑的施工特点。主体施工期间,通过对主体结构施工工序和玻璃幕墙安装技术的优化,在主体施工阶段穿插玻璃幕墙安装,合理调整玻璃幕墙安装与主体结构各工序间的关系,重点控制埋件精度、施工测量与沉降变形,提高玻璃幕墙安装的工效,减少围护结构占用的施工时间,能保证工程质量。
参考文献
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