高层建筑单元式幕墙施工技术的应用

史坤，苗伟

（河北雄安商务服务中心有限公司，河北 雄安 071700）

0 引言

近年来单元式幕墙在国内的许多大、中型城市被广泛运用。根据住建部下发的《关于发展节能型住宅和巩固建筑的指导意见》中作出的中长期规划，到2020 年要求我国北方和沿海经济发达地区新建建筑实现节能65%的目标。在建筑行业大力提倡节能减排的背景下，单元式幕墙迎来了广阔的发展前景。徐仁海[1]等人对超高层建筑中单元式玻璃幕墙的施工技术要点展开了分析，并提出重点加强单元板材质量检查、严格单元板材吊装与安装管理等建议；田伟[2]等人介绍了一种适用于超高层建筑单元式幕墙的多段同步施工技术，对进一步加快幕墙施工效率有积极帮助。本文在总结前人经验的基础上，结合工程项目的实际情况，创新性地提出了单元板块注胶加固、开展整体防水试验和做好收口处理等施工技术内容，为进一步优化单元式幕墙的施工质量提供了技术支撑。

1 工程概况

某地新建一座金融大厦，位于高新区东北侧，靠近地铁站，周边交通便捷，建成以后将加快本地传统金融机构和互联网金融公司的交流与整合，在促进金融市场健康发展、不断壮大的同时，也能解决地方企业的融资难题，对促进实体经济发展大有帮助。根据设计方案，该项目的总建筑面积11.7 万m2，包括3 层地下室、5 层商业裙房以及30 层办公楼。办公楼外墙采用单元式玻璃幕墙，共用3 680 块单元体，幕墙面积约4.7 万m2，投资总额22.6 亿元人民币。

2 项目重难点分析

本工程中单元式幕墙施工的重难点主要有（1）所需单元板块数量较多，并且每块单元板块的重量均在500kg 以上，幕墙吊装的工程量以及操作难度较大。吊装过程中很有可能因为风力影响导致玻璃幕墙板块晃动，发生碰撞事故，因此对吊装作业提出了严格的技术要求。（2）单元式幕墙拼装后，在连接处容易发生雨水渗漏问题，长此以往将会对整个幕墙的结构稳定性和使用寿命产生不良影响，在单元式幕墙的施工中如何提高整体防渗效果也是需要关注的重点内容。（3）单元式幕墙施工中会使用到大量的转接件，对转接件的定位精度提出了严格要求。现场施工人员要选择合适的检查工具对各项目（如轴线水平距离、插孔件直径与厚度等）进行测量，保证实际偏差在允许范围之内。

3 施工流程

3.1 施工准备

参考设计图纸，在建筑外墙上进行测量放线，标记出预埋件的安装位置。之后安排施工个人原因进行复核，保证位置精确。本次工程中所用的单元板块均由预制厂统一制作，并且严格落实好“三检”制度，确保单元板块无质量问题。在出厂前进行一次抽样检验，抽检合格率达到95%以上方可装车运输；单元板块卸车入库前，进行第二次检查，保证运输途中没有因为颠簸发生损坏；单元板块入场前进行第三次检查，确保吊装使用的单元幕墙板块无质量缺陷。

3.2 安装预埋件和转接件

本次工程中采用铝合金槽式预埋件。在安装时，重点加强预埋件安装位置精度的控制，要求预埋件在垂直方向上的偏差应小于10mm，在水平方向上的偏差应小于15mm。同时，预埋件露出混凝土外墙的部分应当进行切割，保证外墙的平整，为下一步单元幕墙板块的安装创设有利条件。预埋件还要与工程主体结构的防雷接地系统进行焊接，保证良好的导电性。所有预埋件安装完毕后，还要进行抽样检测，抽样数量不应少于预埋件总数的10%，对样品进行拉拔试验。对于试验不合格的，要采取补救措施，保证预埋件固定可靠。转接件与预埋件的安装如图1 所示。

图1 转接件与预埋件的连接示意图

对于经检查符合施工要求的预埋件，还要进行清洁处理。将预埋件周边或插槽内的杂物清理出来，然后按照施工方案安装铝合金转接件。转接件的定位控制要求见表1。

表1 转接件定位控制要求

3.3 单元板块的进场

在施工现场划出一片长度为25m、宽度为10m 的矩形区域，专门用于临时存放和吊装单元板块。单元板块进场后，开展一次质量检查。检验人员需要仔细核对单元板块的型号、尺寸是否正确，观察单元板块表面有无划痕，边角处有无缺损，整体颜色是否保持一致，转角处的密封胶条是否紧密贴合等。经过一系列的认真检查，对于存在质量瑕疵的要及时联系调换，对于不存在质量问题的方可安装。由专用吊机将单元板块从地面吊升到指定楼层，在现场施工人员的配合下完成单元板块的安装。

3.4 单元式幕墙板块安装

单元板块的安装是单元式幕墙施工的重中之重，要求现场施工人员不仅要熟悉安装流程，还要加强质量管控意识，加强安装操作的细节处理，保证单元式幕墙板块一次性通过验收。

3.4.1 单元板块的起吊

在单元板块的短边侧有两个对称分布的挂钩，将吊绳的一端分别穿过挂钩，另一端固定在吊车的吊钩上。吊车启动运行后，先将单元板块的一侧缓慢抬起，直到单元板块达到垂直状态。然后匀速提升单元板块，使其从地面提升到指定楼层。本工程中使用悬臂吊车完成单元板块的吊装，如图2 所示。

图2 悬臂吊车示意图（单位：mm）

3.4.2 单元板块的安装

移动单元板块，直到单元板块与转接高度之间距离为200mm 时停止移动。在现场施工人员与吊车驾驶员的相互配合下，让单元板块挂到主体结构的挂点上，在板块没有与转接件固定之前，吊具不得撤走。单元板块在挂点上临时固定以后，现场施工人员要仔细检查前后、左右、上下6 个方位，如果发现尺寸不对，要进行微调，直到每个方位的位置精度都能达到要求。在安装单元板块时，要注意不要对单元板块施加额外荷载，防止因为受力不均而出现扭转、弯曲的现象。对于个别确实难以对齐的板块，不得使用锤击等方式强行安装，应当将单元板块拆下后检查问题，如果是转接件不垂直导致的，要及时调整转接件；如果是单元板块自身存在质量问题，则需要更换新的材料。单元板块采用焊接方式与转接件固定，为提高固定效果，要求连接处必须焊透。经检查无焊接质量问题后，清除焊渣，并在焊接位置涂刷一层防锈漆。

3.4.3 单元板块的注胶加固

相邻两个单元板块之间存在一定的缝隙，如果处理不到位容易出现雨水渗漏等情况。因此在单元板块安装后，还要及时在缝隙之中注胶，起到封堵缝隙、提高密封性能与隔音性能的效果。为保证注胶封堵效果，对注胶环境、注胶操作也有着严格的要求。注胶前，应使用干净不掉毛的清洁布擦除缝隙内的杂质。注胶宜在温度0℃～30℃、相对湿度30%～70%的环境下进行，既可以加快胶水的固化，同时又能提高注胶效果[3]。注胶前，施工人员还要仔细核对胶水的牌号、颜色以及保质期，确保胶水不存在过期、掺杂等质量问题。在注胶时，应保证均匀灌注，让胶水填满缝隙，并且与单元板块的平面保持平齐。注胶结束后，如果表面有多余的干固胶水，可以使用抹布蘸取二甲苯、75%酒精进行擦拭。

3.4.4 单元板块的试验

单元板块安装完毕并且胶水凝固后，进行单元式幕墙的整体防水试验。对单元板块的上边框进行淋水试验，观察有无渗漏情况。如果发现局部渗漏，要查明问题所在，并重新打胶封堵；未出现渗漏现象，说明施工质量过关，可以进行整体质量验收。

3.5 电梯处单元式幕墙的收口处理

在单元式幕墙施工中，存在一些比较特殊的部位，对板块安装技术提出了更为严格的要求。对于这些特殊位置，要采取特殊的处理方式。例如，对于结构柱靠近楼层边缘的部位，建筑室内几乎没有多余的操作空间，增加了单元板块安装的难度。这种情况下要求施工人员借助于吊篮，在室外进行安装。同样的，因为结构柱的存在，导致吊车无法直接将单元板块吊升到安装位置，这种情况下需要在安装楼层的上一层布置电动葫芦，辅助完成单元板块的吊装。人货电梯位置处的单元板块通常放在工程收尾时安装，收口处理也是单元式幕墙施工中的难点之一。在本次工程中采取了以下施工方法：根据电梯处的结构特点设计了专用的单元板块，起始单元板的左右边直料为双公，而封口单元板的左右边直料为双母，这样既可以降低安装难度，将两种单元板对齐、扣压后即可完成收口；同时又能保证收口处单元式幕墙有良好的气密性[4]。

4 注意事项

高层建筑的外墙施工中选择单元式幕墙工艺，既要加强施工质量管理，同时还必须做好高空施工中的安全管理。因此，在单元式幕墙施工中要重点关注质量与安全这两个方面。

4.1 施工质量方面

加强对材料质量的把关，严禁不符合施工要求的材料入场使用。在单元式幕墙施工中，所用材料种类较多，除了单元板块外，还包括预埋件、转接件，以及密封胶和五金配件等。施工人员应当对这些材料仔细进行检查，保证不存在质量缺陷。对于单元板块，重点检查表面有无划痕、边角有无缺损，是否存在弯曲、翘边等情况；对于预埋件和转接件，要检查是否有生锈情况，尺寸、规格是否符合施工标准。只有从源头上加强了材料质量管理，才能提高单元式幕墙的施工质量。另外，在单元板块的吊装期间，也要做好防护，避免单元板块与建筑外墙或其他构筑物发生碰撞。密切关注施工天气，如果风力较大则不宜进行吊装施工。在单元板块安装到指定位置后，还要兼顾上下、前后、左右的偏差是否在允许范围内，如果偏差较大要及时进行调整。经检查确定位置精确后，方可进行固定。在所有的单元板块全部安装完毕后，再整体检查一遍幕墙安装情况，并开展防水试验，保证幕墙的气密性和防水性良好。

4.2 施工安全方面

由于本次工程为高空作业，并且个别情况下还需要施工人员乘坐吊篮在外墙进行作业，存在一定的安全风险。因此在单元式幕墙施工中还必须加强安全管理，避免发生安全事故。安全管理人员要查明施工现场的各类危险源，并根据单元式幕墙的吊装作业特点，采取多种安全防护措施。例如，对于高空作业人员必须开展安全培训，切实提高上岗人员的安全意识。开展技术与安全的交底工作，熟悉安全应急预案，确保在突发安全事件后也能做到妥善应对[5]。落实好安全监督工作，高空作业区域必须配备防护网或临时围挡，危险区域要竖立警示牌。通过实行动态化、精细化的安全管理，营造安全的单元式幕墙施工环境，实现安全事故的“0”发生。

5 结论

本项目的外墙施工中采用了单元式幕墙，通过落实精益化管理，顺利通过了验收。从工程实践来看，单元式幕墙施工技术的应用主要取得了以下效益：

5.1 经济效益

单元式幕墙的板块，全部采用工厂生产线预制，在高层建筑的主体工程施工时，可以同步制作单元板块，然后由汽车运输到现场后，使用悬臂吊机直接吊装。整个过程自动化程度较高，施工速度较快，可以明显缩短施工工期，帮助建设单位节约了大量的时间成本和人力成本，取得了良好的经济效益。另外，单元式幕墙的质量较为可靠，不容易出现安装以后翘边、脱落等质量问题，避免了返修作业带来的额外支出，也能让建设单位节约一大笔费用。

5.2 环保效益

在单元式幕墙的施工现场，只需要完成吊升、焊接即可，基本上不产生污染物和废弃材料，符合绿色施工理念。

5.3 社会效益

单元板块的边缘处采用了双胶条设计，将单元板块拼接以后，胶条也相互咬合，从而提高了单元式幕墙的隔音和保温效果。另外，在相邻单元板块的接缝中，灌注了密封胶，也能进一步提高防水效果和隔音效果，让高层建筑的使用体验得到了明显提升。