建筑幕墙预埋件施工质量问题及控制措施

梁新亚 王 珍 何飞龙 汪银伟

(1.中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000；2.黄河交通学院交通工程学院，河南 焦作 454900)

建筑幕墙作为建筑主体的重要组成部分，在保证建筑美观性的同时还起到围护结构作用，其质量直接影响结构的安全性。幕墙工程在设计和施工的过程中需要考虑自重、地震作用、风荷载等影响。高层建筑的幕墙工程中使用的埋设件可以根据设置时间分为预埋件和后置埋件，主要起到衔接、承重等作用。埋设件质量未达到设计要求的需要增设螺栓和钢板，造成了材料的浪费以及施工成本的增加。预埋件相比于后置埋件而言具有与主体连接更加牢固、成本更低等优点，因此预埋件是幕墙与主体结构连接的主要形式，其施工质量直接影响到幕墙结构的安全性和使用寿命[1-3]。

由于预埋件和幕墙的施工采用不同的施工单位，预埋件通常是主体施工时施工单位根据设计图纸进行预埋作业，幕墙的连接则是由幕墙单位进行作业。预埋件在施工过程中常因设计图纸、施工工艺等原因造成质量问题[4-6]。

1 预埋件种类及特征

预埋件用于连接幕墙单元与建筑主体结构，具有连接可靠、承重性能以及防雷接地性能良好等优点。预埋件可分为槽型埋件、爪型埋件以及锚板带预留槽型埋件。

1.1 槽型埋件

槽型埋件主要由成型带槽钢板和铸件焊接而成或者一次加工成型，在模板支设时固定即可，一般工人即可完成安装作业，具有安装简单、连接可靠，灵活性大的特点。

1.2 爪型埋件

爪型埋件主要由锚筋以及锚板焊接制成，锚筋可根据工程情况采用弯钩型或直型，锚筋可采用钢筋，具有取材方便、连接可靠等优点。

1.3 锚板带预留槽型埋件

锚板带预留槽型埋件是锚板上增加了预留槽的抓型埋件，在与预埋件设计位置偏差较大的情况下焊接固定，具有连接简单、灵活性大等特点。

2 预埋件设计

在对不同形式的幕墙进行设计时，需要从实际需求出发，保证结构性能充分发挥，预埋件需要承受幕墙所传递的荷载，因此要求预埋件自身强度以及与之相连的主体结构构件具有足够的承载能力。并且与主体结构相连的连接件强度在设计值上要高于其自身的承载设计值，预埋件位置应设计合理。

2.1 设计要求

在对幕墙预埋件进行设计前，首先应对预埋件进行力学性能试验，确定其承载能力，同时要留有一定的安全储备，以保障预埋件能够与幕墙单元连接的可靠性，防止出现预埋件先破坏的情况，提高幕墙结构的整体安全性。

在对预埋件进行力学性能试验后，需要对锚筋直径、焊缝厚度、锚板长度和规格进行设计，并且需要对锚筋规格、间距以及与锚板边缘距离进行验算。设计过程中各参数取值精度的高低会影响结构整体承载能力，从而造成重大安全隐患。

2.2 受力分析设计

在对幕墙预埋件进行力学性能试验和分析的基础上需要对其抗剪性能、抗弯性能以及抗拉性能进行分析设计。

2.2.1 抗剪性能

预埋件往往需要承受剪力作用，其抗剪性能大小受预埋件锚固面积、锚固件型号以及混凝土强度等因素综合影响。因此，需要结合施工安装要求对预埋件的数量、型号以及锚固长度进行设计。

2.2.2 抗弯性能

对需要抵抗弯矩作用的预埋件而言，其受压合力点的位置往往会超过受压区边排筋。因此，需要充分考虑结构安装过程中的安全要求，同时考虑力臂的折减系数，进而提高设计的科学性和准确性。

2.2.3 抗拉性能

在剪力、弯矩作用下，当预埋件出现变形弯曲时，锚筋同时承受拉力和剪力的复合受力状态。因此，在对预埋件进行设计时，还需要考虑锚板弯曲变形，提高结构整体性和安全性。

3 预埋件施工的特点及常见质量问题

由于幕墙工程施工时，预埋件的施工和幕墙往往由不同单位承担，预埋件通常由施工单位在主体结构施工过程中同时开展，幕墙单元与预埋件的连接则通常由幕墙施工单位完成。幕墙单元承载能力是否符合要求取决于预埋件施工质量，而预埋件的施工质量受多种因素复合影响，当预埋件施工质量难以达到幕墙单元安装要求时，还需要采取措施进行加固处理，从而造成成本和工期的增加。

3.1 施工特点

预埋件的埋设通常在土建作业施工过程中穿插进行，安装简单。预埋件与主体结构通常采用焊接连接的方式进行固定，通过将预埋件与主体结构钢筋或者槽型钢进行焊接，其施工具有以下特点。

(1)幕墙单元与主体结构间具有特殊的关联性，幕墙单元虽然与主体结构相连接，但是却相互独立，幕墙单元自身结构并不帮助主体结构承担压力。

(2)建筑幕墙除了围护作用外，还能够增加建筑的美观性，从而提升建筑整体的视觉感受。建筑幕墙单元与主体结构通过连接装置进行连接，完成幕墙单元与主体结构的可靠连接，同时可以与主体结构进行分离，以达到使用功能。

(3)建筑幕墙因其结构以及安装作业的特殊性，导致其施工作业中具有一定的危险性。因此在幕墙单元整体安装过程中，应当制定完整的施工方案，从而在施工过程中充分保障施工工人的安全。

3.2 质量问题

影响预埋件施工质量的因素主要分为设计和施工两个方面。

3.2.1 设计问题

在对幕墙预埋件进行设计时，由于设计人员原因造成设计缺乏合理性，导致预埋件与结构钢筋位置冲突的情况，造成无法按图施工；同时，由于未对幕墙材料的力学性能进行检验，可能造成材料安全储备较低等问题，从而影响结构的整体性和安全性。

3.2.2 与主体焊接质量问题

预埋件与主体结构焊接时，由于电焊工的工作面较小，一定程度上限制了对预埋件的有效施焊，造成预埋件与主体结构焊接质量不合格的问题；另外由于电焊工焊接参数以及焊条型号选择不当，也会造成焊接过程中出现焊缝的质量缺陷等问题，造成预埋件过早脱落。

3.2.3 预埋件定位问题

在施工过程中需要对预埋件进行准确定位，因测量失误以及焊接、施工时造成预埋件发生滑移，都会导致预埋件位置出现较大偏差，造成后期无法按施工图进行施工，而必须进行维修、返工等问题。另外，在模板支设过程中，由于个别部位支撑不够牢固，在浇筑混凝土时易产生变形，造成预埋件位置偏差超过规定值。

3.2.4 预埋件质量问题

预埋件在加工成型过程中，受工人、加工环境以及加工工艺等因素影响，造成预埋件出厂时的几何尺寸不统一，导致无法精准安装等问题。

3.2.5 主体施工质量问题

主体结构的施工质量直接影响预埋件定位的准确性，当主体结构的垂直度或轴线出现较大偏差时，导致预埋件位置偏差过大，从而出现严重的质量问题。

3.2.6 施工人员问题

施工过程中，受施工人员综合素质等因素影响，经常出现不按图纸要求施工，并且由于现场管理人员技术交底不够详尽，施工工人在安装预埋件时出现错装、漏装等问题，同时，工人对于成品保护意识薄弱也会导致成品损坏等问题。

4 控制措施

建筑幕墙施工质量的好坏需要多部门共同协作控制，不仅需要从设计阶段控制质量，更需要在施工过程中加强技术交底、严查工人是否按图纸施工。因此需要对各个流程的施工质量进行严格的控制。

4.1 重视前期准备工作

施工前应仔细核对全套施工图纸，从多角度检查是否存在锚筋至预埋件边缘不满足实际要求等设计问题，同时可以利用BIM软件对结构进行辅助分析，论证设计的合理性。

在正式施工前发现图纸中存在的问题后要及时和设计人员沟通，然后在规范允许的范围内进行设计变更，针对已经开始施工的情况，要采取适当的补救措施。当主体结构钢筋与预埋件锚筋位置存在碰撞问题时，对于主体结构能够适当调整的应对其进行适当的调整，对于主体结构不能调整的，应该根据工程实际提出相应调整措施，在允许范围内进行调整。

4.2 加强技术交底

在进行施工前需要组织模板工、电焊工等需要协作的不同工种参与技术交底，同时还要协调其他工种为电焊工预留足够的工作面，当预埋件与主体结构无可靠的连接点时，可用多余钢筋连接主体结构和锚筋。

在安装作业进行前需要对施工班组进行技术交底，严格要求工人按照图纸要求进行施工，重点强调预埋件几何尺寸和安装位置，从而确保预埋件实际安装与图纸设计一致，避免因技术交底不清晰影响后期施工作业的开展。

4.3 多手段保证预埋件定位准确

施工前运用BIM技术建立三维模型，对施工人员进行三维可视化交底，并在三维模型中标注预埋件位置，保证施工的准确性。施工人员在固定预埋件前需要使用墨线在模板上对预埋件位置进行标记，以保证位置偏差控制在误差允许范围内。

4.4 加强作业人员教育

加强作业人员思想教育工作，提高工人成品保护意识，预防在支设模板以及浇筑混凝土的过程中因作业人员原因造成预埋件偏位，对于恶意破坏成品的作业人员实行严格的惩罚措施。

4.5 加强主体结构与预埋件位置检测

在预埋件施工前要加强主体结构与预埋件位置的碰撞检测，同时加强主体结构施工过程检测监督。在预埋件安装前，对主体结构的垂直度以及轴线位置进行复测，保证复测结果符合图纸要求，进而确保预埋件位置的准确性，当确定预埋件位置满足设计要求时可进行电焊固定。

同时，在施工的过程中也要掌握预埋件施工放样的准确性，加强施工过程质量控制，在控制主体结构施工质量的同时也能够快速检测预埋件位置是否与设计一致，当复测结果满足设计要求时方可继续后续的工序，否则需要及时整改，经检查满足要求后，方可进行下道工序。

4.6 保证预埋件质量

在具有相应资质的工厂进行预埋件的采购，在进场时要严格抽检进场预埋件的质量，避免由于预埋件质量问题影响施工进度。

5 结 语

综上所述，幕墙工程施工中，由于建筑幕墙整体施工难度较大，这就要求施工单位从容易出现的建筑问题出发，从前期施工图纸审查到后期施工过程的规范性与科学性，严格控制建筑幕墙施工中质量问题的出现。为提高预埋件施工质量，要在了解预埋件类型以及设计中需要注意的问题，根据施工要求做好预埋件的埋设工作。预埋件的主要作用为承受幕墙构件所施加的荷载，预埋件的施工质量会直接影响幕墙的施工质量和使用寿命，为提高建筑幕墙施工质量，需要重视幕墙预埋件的设计、施工以及成品保护，有针对性的采取措施进行优化，以满足工程要求。本文以幕墙预埋件在施工过程中易出现的质量问题为背景，结合已有工程经验提出针对性解决措施，为相关的工程技术人员提供参考。