浅谈玻璃幕墙中膨胀螺栓施工技术研究

吕斌

摘  要：“膨胀螺栓”是一种后锚固措施，在玻璃及石材幕墙施工中，通常采用膨胀螺栓连接的方式来使幕墙整体与结构进行有效的连接。“膨胀螺栓”的使用提升了安全系数，也改进了幕墙施工技术，这项技术在当前的施工环境中广受欢迎。该文通过分析上汽长风项目中膨胀螺栓在玻璃幕墙中的使用技术研究，希望能给相关施工人员提供一些有效的参考建议。

关键词：玻璃幕墙;膨胀螺栓;施工技术

中图分类号：TU382              文献标志码：A

随着我国建筑化的不断推进，建筑的外立面设计效果越来越作为评价一个工程的重要指标，而外立面的主要载体—玻璃及石材幕墙也得到了前所未有的发展，但是幕墙结构在应用中存在某些特殊的性质，同时施工中所涉及的种类繁多，在这个以“安全”作为绝对控制点的大环境下，对幕墙施工技术也提出了非常高的要求，在过程中需要对其进行科学合理、精确的计算，同时在施工过程中需要进行更好的质量控制，此外在现场操作人员方面必须具备专业素质，因此，我们需要采取有效的措施对膨胀螺栓的施工技术进行全面控制。

1 工程概况

上海现代汽车服务产业集聚区（上汽长风）项目位于上海市普陀区丹巴路以东，云岭东路以北，华师大附属四中以西及锦鹏置业住宅项目以南所合围的区域内。该项目的工程效果图如图1所示。基地面积45 802 m2，建筑高度51.65 m，总建筑面积：190 940 m2。建筑单体主要包括4栋11层的办公楼，命名分别为A#1楼、A#2楼、A#3楼、B楼，建筑标高55.8 m和1栋4层，命名A#4楼，建筑标高23.6 m的展示中心。

图1 工程效果图

幕墙体系主要由整体中空玻璃幕墙搭配层间金属板为主体，每层以石材线条装饰组成。玻璃幕墙设计使用年限不少于25年，其支承结构设计使用年限不少于50年。

2 膨胀螺栓设计及应用说明

2.1 工作原理

通过螺纹的轴向移动使圆锥部位移动，进而使膨胀管的外周面形成很大的正压力，加之圆锥的角度很小，从而使墙体、膨胀管及圆锥间形成摩擦自锁，从而起到固定作用。

2.2 设计说明

根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 02—96的要求，玻璃幕墙立柱与混凝土结构宜通过预埋件连接，预埋件应在主体结构混凝土施工时埋入。在没有条件采用预埋件连接措施时，应采用可靠的连接措施并应通过试验决定其承载力。预埋件分预埋件和后置预埋件，后置预埋件的锚固作用一般通过膨胀螺栓来实现，但由于其工作可靠性较差，因此在工程设计中对后者的要求更高，它除要求其锚固结构要合理，选用材料要正确，施工质量达到规范要求外，还规定主体结构的混凝土强度不低于C30。

3 膨胀螺栓工艺应用

3.1 钻孔过程

首先，在钻孔之前必须严格按照图纸的要求在混凝土结构面定位出膨胀螺栓安装的位置。二者，施工中冲击钻的钻头直径一定要和膨胀螺栓的膨胀管完全相同。三者，钻孔的深度必须得到严格把控，一般情况下比膨胀螺栓埋入深度多10 mm。四者，钻孔过程中必须保证钻机垂直度。如钻头施工中与钢筋相碰，使钻头深度无法达到设计要求，其错孔必须采用适当的材料进行封堵，新的位置应距离错孔处有3倍钻头直径。如果错孔未进行填孔措施，其新的位置需将距离控制在钻孔深度2倍以上。

3.2 清洁孔穴

在钻孔完成后，需将孔穴进行全面的清理，只有将孔穴中的灰尘及碎片杂质进行全面的清理，才能更好地保证膨胀管膨胀后产生足够的摩擦力。

3.3 放置膨胀螺栓

（1）安装过程中，在敲击过程中保证螺母不被破坏，之后再将垫圈和螺母按照相关的要求安装完成，用力将螺母紧固，这样就可以有效地保证膨胀管底部能够处在外胀的状态下，从而使其能够和混凝土孔壁紧密地结合在一起。

（2）安装铁件过程中，先将膨胀螺栓的平垫、弹垫和螺母完整拆下，再进行铁件安装，待铁件进行有效地调整后，扭动扳手直到垫圈和固定物表面齐平，如果没有特殊要求，一般拧紧程序为“用手拧紧后再用扳手拧三到五转”，在此过程中，可采用扭力扳手进行控制扭力，保证膨胀管涨开，这样一来就完成了整个安装的过程。

（3）膨胀螺栓埋入深度以其固定用螺栓直径4倍为计算基准，膨胀螺栓固定深度会对膨胀螺栓固定的承受能力产生十分重大的影响，很多膨胀螺栓在固定过程中都采取了最小的固定深度，在施工的过程中可以选择加大膨胀螺栓的长度来减少固定物自身的厚度。

（4）边缘之间的距离是膨胀螺栓固定深度的1.25～1.35倍。对于不同种类的膨胀螺栓，在固定的时候一定要按照最小边缘距离的要求来设定，这样就可以有效地保证膨胀螺栓在膨胀过程中建材的边缘位置不会产生严重破坏。

（5）2个膨胀螺栓之间的安全距离极限值是膨胀螺栓固定深度的0.5～2倍。幕墙工程中所要固定的铁件或支架的负荷多由固定系统中的几个膨胀螺栓共向承担，较小的膨胀螺栓固定间距会减小单个膨胀螺栓的极限负荷。如果膨胀螺栓之间的距离≤规定值，极可能造成混凝土的锥形断裂影响相邻的膨胀螺栓。

4 过程管理与控制

4.1 原材料控制

根据设计图纸严格控制膨胀螺栓进货渠道，进场后要求提供型式检验报告、产品合格证、厂家资质，明确产品自身拉拔及其他受力系数。

4.2 加强施工人员操作素质

人为性的操作工序往往存在不确定性，特别在于受力构件的把控。进场后需加强施工人员管理，规范操作流程，增强质量意识，加大抽查力度，保证整体膨胀螺栓拧紧。

4.3 拉拔试验

进行现场拉拔试验。根据设计图纸提供的拉拔值，使用拉拔仪随机对现场膨胀螺栓进行拉力、剪力等试验。幕墙上膨胀螺栓的现场拉拔不仅针对膨胀螺栓的试验，同时也是对其建筑的土建结构、混凝土标号，整个建筑物的框架结构、膨胀螺栓的质量、膨胀螺栓的安装工艺、安装位置等进行全面的综合检测。

5 结语

随着幕墙工程的不断发展，越来越多的新型设计及想法会体现在建筑外观，而作为外幕墙的主要受力构件，理应受到越来越多的关注。该文通过分析上汽上风项目膨胀螺栓的技术研究及质量控制，为以后类型工程及膨胀螺栓的使用积累了经验，同时也让干过的工程人了解其重要性。

參考文献

[1]王珊珊，何良.建筑幕墙中膨胀螺栓的应用及设计中注意的问题[J].才智，2010（8）：31.

[2]金晨.一种镁合金压铸系统小型设备安装用新型膨胀螺栓设计及应用[J].管理技术，2018（11）：174-176.