浅析曲面造型组合幕墙施工技术

发表时间:2021/1/29   来源:《建筑科技》2020年8月上   作者:李史哲
[导读] 幕墙工程作为体现建筑物整体观感的重要子分部工程,在房屋建筑工程中起着至关重要的作用。因建筑物高度、造型等各不相同,外墙装饰的做法也花样迭出,根据社会需求在不断地创新。幕墙作为一种普遍使用、技术成熟的外立面装饰建筑,也取得了突破性的发展。从单一面板的玻璃幕墙、石材幕墙、铝板幕墙,以及其他特殊材料面板的建筑幕墙,开始向两种及两种以上面板的组合幕墙发展。曲面幕墙施工技术亟待革新,需要对幕墙安装技术和方法

汕头市建安(集团)公司   李史哲

        幕墙工程作为体现建筑物整体观感的重要子分部工程,在房屋建筑工程中起着至关重要的作用。因建筑物高度、造型等各不相同,外墙装饰的做法也花样迭出,根据社会需求在不断地创新。幕墙作为一种普遍使用、技术成熟的外立面装饰建筑,也取得了突破性的发展。从单一面板的玻璃幕墙、石材幕墙、铝板幕墙,以及其他特殊材料面板的建筑幕墙,开始向两种及两种以上面板的组合幕墙发展。曲面幕墙施工技术亟待革新,需要对幕墙安装技术和方法进一步分析探讨。
        该技术主要针对幕墙预埋焊接件精度偏差、常被混凝土掩埋等普遍问题,用焊接的方式把预埋焊接件焊脚与梁、柱副筋连接牢固,保证焊接件定位精准保证幕墙结构与主体结构连接的可靠性;幕墙主次龙骨安装遵循“先主后次,由内向外”的原则,连接部位采用螺栓或焊接连接,螺栓连接强度及焊缝强度满足承载要求。
        通过在组合幕墙面板施工技术上进行创新突破,提出了石材幕墙与玻璃幕墙、石材幕墙与铝板幕墙、玻璃幕墙与铝板幕墙节点的连接处理等技术措施,解决了组合幕墙面板施工时中的连接节点质量安全问题。
        风帆造型异面组合弧形幕墙施工关键技术适用于幕墙等工程施工,特别适用于异面组合幕墙工程中。
        针对异面组合弧形幕墙的施工技术进行研究,幕墙结构与主体结构连接的焊接件定位精准,确保幕墙结构与主体结构连接的可靠性;主次龙骨通过转接件与焊接件连接,螺栓连接强度及焊缝强度满足承载要求;石材幕墙与玻璃幕墙、石材幕墙与铝板幕墙、玻璃幕墙与铝板幕墙节点的连接处理,解决了组合幕墙面板施工时中的连接节点质量安全问题。该技术提高了施工质量,确保项目整体的施工速度。
        风帆造型异面组合弧形幕墙施工工序:

        幕墙结构与主体结构连接的预埋件,应在主体结构施工时按设计要求埋设。以设计图纸为依据,精确预埋焊接件。主体结构施工期间,在每层梁板钢筋安装完成后,模板安装之前,将焊接件预埋至楼面梁内,用绑扎及焊接方式使焊接件焊脚与楼面梁连接牢固,并保证焊接件定位精准。模板安装完成后,对预埋的焊接件进行复查,焊接件钢板面紧贴模板内侧面,混凝土浇筑成型后焊接件钢板面与楼面梁外侧面在同一平面上。
        梁柱侧面预埋安装工艺流程:定位放线——梁柱钢筋绑扎(非承包项)——预埋件就位及固定——侧模板安装(非承包项)——预埋件复查及加固——隐蔽验收——混凝土浇筑(非承包项)——跟踪检查及处理。方案要点:梁柱模板安装时应当留出室外预埋件安装一侧的模板(即只安装底模和室内一侧的侧模),待梁柱钢筋及预埋件安装完毕后封闭室外一侧模板。
        在每一层楼土建梁柱模板安装过程中,根据预埋件布置图及标高尺寸,根据土建梁柱尺寸控制线,在模板或钢筋上视具体情况用红笔划出预埋件埋设定位标记点或控制线。如下图示:

        由于 “槽式埋件” 安装固定时容易倾斜造成后期T型螺栓不宜安装,且绑扎固定相对不易,但本工程采用“板槽式埋件”将“槽式埋件”与“平板埋件”结合,大大降低了施工难度、方便了质量控制。因此本工程“板槽式埋件”可按照“平板埋件”相关工艺要求进行施工。但仍然需要在预埋件安装前,使用胶带封闭槽口,避免混凝土渗入,进而影响后期施工。
        当每一层楼土建梁柱钢筋绑扎完毕后,根据预埋件点位布置图及已标注的定位点或控制线进行预埋件安装。定位安装如下图示:

        预埋件就位后,应当使用铁丝将预埋件锚固钢筋与梁柱钢筋绑扎固定,预埋件安装使用铅锤吊线,保证预埋件位置准确、横平竖直。且预埋件表面应比侧模板后退5mm,防止合模困难。(对于截面较高的梁、剪力墙、或者结构柱中间位置的预埋件施工,由于合模后出现预埋件移位将难以修正,因此预埋件应当绑扎牢固,或直接将预埋件点焊在箍筋上,防止混凝土浇筑导致其发生移位)
        若预埋件施工中碰到预埋件在箍筋的空档处,则可添加辅助钢筋,用铁丝与主筋扎牢。


        侧面模板安装完毕之后,应当对所有已经安装的预埋件进行再次复查、校正。若发现有预埋件松动、偏移、预埋件表面与侧模板贴合不紧密等情况发生,应当使用撬棍进行矫正,并再次绑扎加固,以保证预埋件定位准确,并与侧模板贴合紧密,防止预埋件表面过多嵌入混凝土之中。如下图所示:


        为进一步对预埋件进行加固,防止在混凝土浇筑、振捣过程中出现预埋件意外偏移,可将预埋件与箍筋进行点焊固定,但应当避免在结构主筋上施焊。实例如下图所示:
        预埋件安装完毕之后,应当对预埋件进行编号,并填写《预埋件检查表》。“检查表”应对预埋件的标高位置、左右偏差、前后位置等信息进行记录。同时填写《隐蔽验收单》并附《检查表》报监理验收。编号方式如下图所示:

        为保证预埋件的安装质量,混凝土浇筑、振捣过程中应进行跟踪检查,若出现,应立即进行处理。
        主体结构施工完成后,对预埋的焊接件吊通线检验,确定转接件外挑长度,保证主次龙骨的安装从同一平面上开始。转接件为12#热浸镀锌槽钢,转接件一端与预埋的焊接件焊接,另一端外挑至主龙骨安装面。转接件安装完成后安装主龙骨,主龙骨为8#热浸镀锌槽钢,与转接件焊接形成主龙骨骨架,纵横向主龙骨通过M8×25不锈钢螺栓连接,并按设计间距留设伸缩缝。次龙骨的安装是形成异面构造的关键,根据玻璃、石材、铝板幕墙面板所在平面位置的不同,通过调整次龙骨转接件长度予以定位。
        玻璃幕墙面板次龙骨以40×4热浸镀锌方钢管形成面板安装骨架,次龙骨与转接件焊接连接;石材幕墙面板次龙骨为∟50×5热浸镀锌角钢;铝板幕墙面板次龙骨为∟30×4热浸镀锌角钢。玻璃、石材、铝板幕墙次龙骨通过焊接次龙骨转接件来调整面板安装面的凸出和凹进的距离。主次龙骨安装遵循“先主后次,由内向外”的原则,连接部位采用螺栓或焊接连接,螺栓连接强度及焊缝强度满足承载要求。
        主龙骨安装步骤为:
        (1)根据调整后建筑模型,利用三维放线定位技术进行现场实际放样,确定主龙骨的上下空间位置;
        (2)主龙骨自下向上依次安装,安装时对主龙骨位置进行检查和调整,减少安装误差。
        (3)安装完毕后,对照龙骨布置图检查龙骨安装是否符合要求,做好隐蔽工程的检查和验收工作,并报监理验收,验收合格后进行下一道工序施工。
        次龙骨安装步骤为:
        (1)根据建筑三维模型和现场测量放样。
        (2)根据幕墙尺寸分割焊接次龙骨,龙骨安装完毕后检查龙骨分格情况。
        所有构件进行安装前,表面均进行喷丸除锈,除锈等级为Sa2.5级。钢结构螺栓安装部位、后补焊接部位等出现锈迹的必须进行除锈处理。除锈工艺流程为:
        (1)工艺流程:基面清理→底漆涂装→中间漆涂装→面漆涂装。
        (2)基面清理:采用手工机械除锈,机具采用砂轮机、钢丝刷、砂布进行除锈。将涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊渣、油污、尘土等杂物清理干净,做到被涂表面无锈蚀、无油污、无水渍、无灰尘,除锈完后须在12小时内刷底漆。
        (3)除锈后应立即涂环氧富锌底漆(或氟碳底漆)两道,锌粉配方含量≥80%充分搅拌均匀,刷漆时要勤沾、短刷,且涂刷方向要一致,待第一遍干燥后,再刷第二遍,第二遍涂刷方向要与第一遍涂刷方向垂直,以保证漆膜厚度均匀一致。
        (4)环氧云铁中间漆一道,干膜厚度不小于50μm,保证色泽一致、粘度及稠度不流坠、不显刷纹。在使用过程中应不断搅和,涂刷方法与底漆相同。
        主次龙骨安装完成并通过验收后,开始面板的安装。面板安装从外至内依次进行,玻璃面板、石材面板、铝板面板、铝合金百页面板的安装可同时进行。各种面板安装工艺与单一幕墙面板安装工艺相同。玻璃幕墙面板为6+12A+6钢化中空Low-E双层玻璃,通过托卡先与次龙骨拼装成的骨架连接固定,然后用发泡剂填缝;石材幕墙面板通过4㎜厚不锈钢挂件与次龙骨连接;铝板幕墙面板用托卡、小型螺栓直接与次龙骨连接。幕墙面板安装的关键点是不同面板之间节点的连接处理,石材幕墙与玻璃幕墙、石材幕墙与铝板幕墙、玻璃幕墙与铝板幕墙节点的连接方式如下图所示:

           

        (1)空间免棱镜测量确定支座位置
        幕墙结构主要固定在主体钢结构上,跟随主体钢结构的变化而变化。本幕墙工程整体造型新颖,拐角、圆角位置较多,幕墙工程准确定位,测量放线的难度较大,幕墙的准确定位是工程施工的难点。
        定位时根据模型提取每个支座点空间坐标,利用全站仪器放样出各个支座点的坐标(X、Y、Z),方法如下:
        a、根据该工程的特点和平面图的具体情况,以总包提供的施工坐标系为基准,计算各立柱中心和控制点在该坐标系下的理论坐标,运用极坐标原理对结构进行测量放样;
        b、运用全站仪对已经初步安装的结构进行三维坐标检测,检测结果与结构控制点的理论坐标进行比较,对误差超限的结构进行校正。
        在保证满足放样精度要求前提下,考虑通视条件、放样方便和数据准备时计算简单等因素,从已有控制网中选择测合适点位作为测站点。

            在现场进行放样时,按照三维坐标法的原理,其测量放样方法如上图所示。一般是在一个控制点上架设全站仪,设置好各项仪器参数,以固定点为后视方向进行定向,完成测站设置后,依次在待测结构轮廓点处立镜,全站仪照准相应轮廓点处的反射棱镜或反射贴片(采用免棱镜仪器可不必立镜),仪器立即显示出各点的三维坐标。
        安装后运用全站仪对已安装完成的支座进行三维坐标实测,运用全站仪数据采集器、接口技术使全站仪和计算机二者相联,在计算机上进行偏差比对。个别情况下因钢结构网架、脚手架等杆件影响通视时,可通过棱镜杆的长度调整,或在局部范围内进行偏心测量等方法解决各点的通视问题。
        (2)空间免棱镜测量技术确定幕墙面板安装位置
        幕墙面板的安装位置和胶缝连接的光顺度决定整个形体的美观,这也是工程重点控制的内容之一,定位方法和支座相同。
        (3)部分转角和收口位置的特殊测量处理
        幕墙面板安装完毕后,难免会在转角处积累一定的施工偏差,按理论尺寸下单就会与现场不符,利用免棱镜全站仪对已安装的铝板及龙骨检测,检测点坐标提交给设计师,对相应位置的模型进行微调,才能保证转角处的位置吻合和胶缝的均匀,满足美观要求。

               幕墙工程作为体现建筑物整体观感的重要分项工程,在房屋建筑工程中起着至关重要的作用。本技术保证了异面组合幕墙的施工质量,确保了工程的施工速度,节约了成本,在施工中经济效益十分明显。
        随着时代的变迁,全国各地相继兴建了许多规模宏大的公共建筑,如火车站、大型写字楼、会馆等,这些大型公共建筑局部采用大跨度建筑增加幕墙中的亮点方式越来越多,该成果对同类工程有较大的借鉴意义和指导作用,有较高的应用推广价值。

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