超高层超大型单元板块幕墙施工技术——以海西商务大厦超大型单元式幕墙安装技术为例

金冠楠

(1.中建海峡建设发展有限公司 福建福州 350001；2.福建工程学院管理学院 福建福州 350118)

0 引言

近年来，单元式幕墙在高层建筑中的应用越来越广泛，随着生产技术的提升及对建筑外观美观的要求，超大型的单元式玻璃幕墙也随之诞生。

超高层超大型的单元式幕墙，一般体型大、重量大，再加上楼层高，需要避免板块碰撞；其施工流程较为复杂，对技术水平要求较高，应当对其安装技术进行详细分析和探讨。

基此本文以福州超高层项目——海西商务大厦为例，论述该超大型单元式幕墙的安装技术，以丰富超高层超大型单元式幕墙的安装经验，提高幕墙的安装技术水平。

1 工程概况

海西商务大厦位于五四路商业中心地段，施工作业场地狭小，地下4层地上39层。其中，地上建筑面积78 943.79m2，地下建筑面积15 621.69m2，建筑高度达173m，单元板块幕墙面积约31 000m2，幕墙形式为镀膜钢化中空双银LOW-E超白玻璃，幕墙工程单元板块数量多、体型大，一般分格为(1580mm×4000mm)，重量约623kg，超大单元板块分格为(1580mm×6000mm)，重量约815kg，外增加重约50kg的外装饰线条。

该程位于市中心地段，场地狭小，所有单元板块都转运至层间，还要再从层间导出安装。但楼层高度越高，风的流速越大，吊装难度也随之增加。

2 超高层超大型单元板块幕墙施工技术的特点

(1)单元板块起吊点设置在挂具上，受力可靠，操作简便，灵活多变。

(2)单元板块导入层间，节约施工场地，提高施工效率，合理安排作业人员，机动灵活。

(3)现场安装环形轨道移动小吊车，360°无死角运行，可同时运行多台吊装设备进行板块安装工作，极大地节省了空间加快了安装效率。

(4)现场安装可自动松紧的缆风绳设备，合理地优化了人工，完全避免了单元板块运入层间时的一系列碰撞，同时可满足现场4个班组的安装进度。

(5)不受天气的影响(暴雨、台风除外)，白天晚上都可作业，安全可靠。

3 技术原理

3.1 选择合理的单元板块起吊点

一般来说，单元板块的起吊点设置在上横梁，平衡平稳。但该工程超大超重单元板块，上横梁不足以承受其重量。在样板阶段，选择试验过多种起吊点，如另设吊具、夹具及吸盘等一系列方案，最终通过计算比选，采用了直接在单元板块两边挂钩上开孔插入U型承插环，再通过扁担分配均衡受力的一套起吊装置吊装单元板块[1]。

3.2 设置环形轨道

充分利用现场已经埋设的槽型预埋件及现场单元板块安装的成套配件，将通过力学计算的工字钢利用现有配件从层间均匀悬挑出去，再在上一层斜拉悬挑工字钢的另外一端，悬挑工字钢上安装可供电动葫芦行走的一圈环形轨道，通过调试、运行、报验后投入使用[2]，如图1所示。

3.3 采用可自动松紧缆风绳

一般来说，单元板块起吊下方，通过人工从单元板块上斜拉两根缆风绳避免层间碰撞，但该工程楼层超高、板块超大，下方人工斜拉缆风绳根本无法避免板块碰撞。该工程在下方基座上，依据单元板块宽度固定两个滑轮，如图2所示。在楼层上方，同样宽度悬挑两个带滑轮的工字钢，再用一根钢丝绳穿过4个滑轮，通过楼层内固定的卷扬机进行松紧钢丝绳，紧时吊运板块，松时拉至层间，达到缆风的作用，如图3所示。

图1 电动葫芦在环轨上360°无死角行走

图2 依据单元板块宽度在基座上固定两个滑轮

图3 超大单元板块幕墙起吊

4 工艺流程及操作要点

4.1 施工工艺流程(图4)

图4 工艺流程图

4.2 操作要点

4.2.1前期准备工作

(1)经过设计结构计算，选择钢丝绳直径、螺栓型号、电动葫芦及卷扬机型号，环形轨道构件型号，画出环形轨道及吊装设备的施工图纸，为现场所有工装设备提供理论依据及技术指导，如图5～图7所示。

图5 环轨斜拉钢丝绳节点

图6 环轨节点

图7 炮车安装示意图

4.2.2环轨及炮车吊运设备安装、调试、报验

按照图纸及设计技术指导对现场吊装设备进行安装，安装完成后对设备进行空载运行试验、荷载运行试验。经过反复试验后报送监理验收(图8)，确保设备在安全状态下运行。

图8 炮车等吊点设备报验

4.2.3测量放线、挂座安装

(1)熟悉图纸→熟悉施工现场→联系业主、确定基准点→水准测量→平面控制网的建立→测得幕墙控制线→报请业主、监理验线→测量主体结构的预埋件偏差→报业主、监理→修改结构偏差→复测→测量成果的整理、存档。

(2)依据设计图纸标定的建筑结构各轴线与外轮廓尺寸的关系，分别用经纬仪的水平度盘确定出控制幕墙内径周长处于同一垂直面的二级基准点控制网络及其连线的距离。基准点的垂直误差，控制在直径为5mm的投影范围内。

(3)轮廓线是整个结构外形尺寸唯一符合设计要求的正确标志，务必注意妥善保护不被消除与覆盖。所以，该工程以基准控制网络为基础用仪器分别测放出结构轮廓线，确定建筑结构的实际尺寸与设计尺寸之间的偏差程度。对于大于或小于设计偏差要求的结构区域，由深化设计师从外径周长尺寸予以调整。

(4)挂座安装

①挂座安装前将地面清理干净以保证其平整度；

②根据槽型埋件的深度选用长度合适的T型螺栓，T型螺栓与槽埋连接处要保证咬合，坚决杜绝虚连；

③挂座与楼面之间垫1mm橡胶垫，如图9所示；

④挂座安装后，其进出及左右偏差在1mm以内，交圈闭合尺寸偏差小于3mm，扁担型材的标高与理论标高偏差不得大于1mm；

⑤原则上，挂座和扁担型材安装完成后，在后期安装板块的过程中不允许再做调整。

图9 挂座安装

4.2.4单元板块调运安装

(1)板块安装顺序由下向上依次安装。在条件允许的情况下，安装完下一层楼层的全部板块后，再进行上一层楼层的板块安装。

(2)板块安装适当安装设备(安装车)。板块安放在安装车上时,设置软垫衬，以防止板块被划伤。

(3)板块吊具固定牢靠，保证吊运中的安全。

(4)每一板块安装前，仔细清洗先行安装的下一楼层板块上的横型材，并安装好两板块上横型材之间的滑槽和尼龙胶垫，滑槽处应严格密封。

(5)安装板块时，严禁用铁榔头等硬物直接敲击板块。

(6)每一板块安装后，都进行测量，以保证幕墙的水平度和垂直度均不大于 1/4000。建筑幕墙安装质量允许偏差如表1所示。

表1 建筑幕墙安装质量允许偏差 mm

4.2.5打胶、闭水及淋水试验

(1)十字缝打胶处理

①下层单元体安装调整完毕后，对该层单元板块16mm接口上横梁范围内填塞20mm泡沫棒，注密封胶，打胶厚度4mm～6mm；水槽内放好滑槽并四周打胶封闭，打胶宽度10mm,单元体接口外侧单元体上横梁范围内打胶粘L接防水胶皮。此时，特别注意在打胶之前将水槽内用干布擦干净，不得有水、灰尘、油污等，铝滑槽应在单元体吊装后打胶之前穿在水槽内，不要漏放。

②转角位置两个相邻板块上横梁未交接，此位置在上横端头放入铝合金滑槽以增强受力，在端头用L型尼龙垫堵上并四周打胶封闭。

③单元体下口横向发泡海绵一端外露100mm，保证单元体十字缝部位的气密性。

(2)闭水试验

在下排单元体安装调整、打胶完成4h～6h后，将水槽内泻水孔堵起来，每层抽查5～10个点注水做闭水试验，闭水12h无渗漏后，再继续安装上一排单元体。

(3)淋水试验

在完成一层的单元板块安装浇圈后，在单元板块外侧布置喷淋系统对一个点进行喷淋5min后(图10)，再进行下一个试验点淋水，确保该层不漏水后再进行上一层的单元板块安装。

图10 单元板块淋水试验

4.3 质量控制

超高层，超大型单元式幕墙板块施工，不仅技术含量高，专业性强，而且要求产品必须具备足够的安全度，如果有一个环节质量控制不严，就会留下质量安全隐患。因此，要保证该工程幕墙工程的质量，必须强化幕墙工程全过程的质量监督与控制。

4.3.1严把幕墙材料的质量关

幕墙材料是保证幕墙工程质量和安全的基础，其质量如何将直接关系到幕墙的结构安全及使用。故需加强对幕墙材料质量的抽查，对检查中不符合要求的材料，必须予以清退，杜绝不合格的材料用在工程上[3]。

4.3.2严把质量检测关

做好工程所用原材料及构配件的质量检测检验关，坚持先检测后使用的原则。检测报告必须由国家认可的检测机构进行检测提供，凡是未经检测或检测不合格的原材料及构配件，均不得进入下道工序施工。

4.3.3严把安装质量关

超高层超大型单元式幕墙板块安装是施工过程的关键环节，它涉及到多工种、多专业的交叉施工，质检人员应认真检查，做好检查记录，对不符合规范要求、施工标准的项目，要责令立即整改，不留隐患。

4.3.4立柱、横梁、单元板块安装质量的检查

(1)立柱安装的质量是幕墙安装质量的奠基石。因此，一方面，要求立柱安装须控制在允许偏差范围后，方可将转接件正式焊在预埋件上；另一方面，应检查立柱接头质量，要求立柱接头必须具备能适应温差变形、施工偏差调整的能力。

(2)立柱与横梁之间质量，要求横梁与主柱两侧需设柔性垫片，以减少两者间的摩擦变形。

(3)单元板块的插接：支座间相互咬合后，横竖框间的插接必须满足设计要求，应该到位，配合良好；否则，板块间形成内部应力，容易破坏，应通过调整机构进行调整，实现无应力拼装。

4.3.5面材安装质量检查

(1)玻璃、铝板等面材的安装质量，必须满足设计要求。

(2)玻璃、铝板等表面无残胶、无污迹。

(3)严格控制硅酮密封胶的打胶质量。

4.4 安全技术措施

4.4.1强化落实专项工作

(1)对所有高处作业人员，在作业前做好专项高处作业安全知识的教育，提高作业人员自我保护意识。

(2)特种高处作业人员，应持证上岗。

(3)作业前应进行专门的有针对性的安全技术交底，并履行签字手续。

(4)高处作业人员应经过体检，合格后方可上岗。严禁酒后高空作业。

4.4.2规范各类安全警示标志、防护设施

(1)现场施工人员必须佩戴安全帽；高空作业人员必须系安全带并正确使用，穿防滑鞋。

(2)加强对安全帽、安全带、安全网的检查验收，严防假、冒、伪、劣产品进入施工现场，督促作业人员按规定正确佩戴和使用安全防护用品。

(3)安全帽安全使用要求：

①凡进入施工现场的所有人员，都必须佩戴安全帽。

②作业中不得将安全帽脱下搁置一旁，或当坐垫使用。

③要正确使用安全帽，要系好帽带，调整好帽衬间距(一般约40～50mm)，勿使轻易松脱或颤动摇晃。缺衬缺带或破损的安全帽不准使用。

(4)安全带安全使用要求：

①使用时，要高挂低用，防止摆动碰撞，绳子不能打结，钩子要挂在连接环上。当发现有异常时，要立即更换，换新绳时要加绳套。使用3m以上的长绳要加缓冲器。

②在攀登和悬空等作业中，必须佩戴全身式安全带并有牢靠的挂钩设施，严禁只在腰间佩戴安全带，必须在牢固的设施上栓挂钩环。

③安全带不使用时要妥善保管，不可接触高温、明火、强酸、强碱或尖利物体。使用频繁的绳子要经常做外观检查；使用两年后要做抽检，抽检过的样带要更换新绳。

5 结语

超高层超大型单元板块幕墙施工技术，解决了超高层单元板块吊运的碰撞现象，有效提高了现场安装的速度和质量，减少了安装成本和材料损耗。自动遥控式控制开关，提高了施工效率从而节省了成本。同时，在施工过程中，施工单位重视施工工艺及其损伤要点的交底工作，严格把握施工全周期的每个节点，即注重于施工质量控制，又注重于施工安全技术措施落实，取得经济效益和社会效益双收益。

因此，笔者以为，该超高层超大型单元板块幕墙施工技术，对类似工程的安装具有参考价值，值得推广应用。