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装饰工程异形幕墙要点分析
发布时间:2016年5月13日 信息来源:扬州市装饰行业协会

                                                       耿广祥
                                         (扬州日模邗沟装饰工程有限公司)

    【摘要】本文研究了一个2.6万平米钢化玻璃及铝塑混合幕墙的安装过程,通过本文研究,发现了复杂幕墙安装过程中遇到的一系列问题,使用个案研究法和经验总结法对该实例进行了相关研究。通过本文研究发现异形玻璃幕墙安装中通过强化现场管理可以杜绝绝大部分安全隐患,实现高标准的施工。
    【关键词】装饰工程;异形幕墙;要点分析;
    幕墙技术是当前大跨度钢结构建筑和框架结构房屋最常用的幕墙形式。特别是在南方地区,因为冬季取暖和保温压力不大,其建筑物中使用幕墙作为外墙的比例明显增加。
1. 工程实例
    某企业办公楼采用了框架剪力墙结构,外墙立面采用了弧形异形结构设计就,楼层立面高度69米,幕墙总长度375米,幕墙总面积约2.6万平米。幕墙使用金属骨架支撑铝合金面板及染色钢化玻璃板形成。
本文施工中,因为幕墙采用了垂直支线和水平曲线的方式进行布置,所以,为了得到更加平滑的曲线,所有幕墙板采用了专门设计,幕墙板高度2.45米,宽度0.8米。幕墙板之间栓接后使用专用胶条密封连接。铝合金幕墙板与墙体之间使用铝合金型材制作的骨架连接。钢化玻璃幕墙板与墙体之间使用不锈钢型材制作的骨架连接。
2. 技术现状分析
    幕墙技术的施工过程目前分为三个阶段:
   (1)针对框架结构无外墙填充墙直接上幕墙的南方常见施工方法,应该在楼层间布置方管龙骨。方管龙骨采用厚度2mm的30mm×50mm截面的不锈钢制成。对于有填充墙的部分可以直接上轻钢龙骨。
   (2)在轻钢龙骨上部署连接架。连接架负责将幕墙螺丝孔与龙骨连接。铝合金幕墙块上有部署好的螺丝孔。而钢化玻璃龙骨需要在预先穿孔上部署孔心保护套和专用螺丝。
   (3)幕墙块安装到位后,按照预先设计的方案使用连接器将幕墙块边缘进行固定连接,进一步使用密封胶条进密封,防止出现水渍连接件造成锈蚀和脱落的情况。异形幕墙条件下,密封条应该按照异形幕墙的特殊要求进行设计。
3. 技术问题分析
    目前现状条件下,施工如此大规模的异形幕墙,对任何公司都是不小的挑战。本文工程实际施工中出现了较多的问题,虽然这些问题并没有给施工质量带来最终的影响,但较具有讨论价值。
   (1)方管龙骨固定不实的问题。
方管龙骨负责在楼层板之间架设在楼层板之间的空裆形成较均匀密实的支撑支持。本文项目中,方管龙骨的间距设定为400mm。但方管龙骨使用螺丝与混凝土墙板之间连接,因为混凝土墙板的厚度约为450mm,450mm的距离内,方管要进行3次有效连接,而此三次有效连接要支撑大约2800米的高度的悬空桥结构,虽然此悬空桥结构为垂直结构,但本文实际施工中,发现此悬空桥结构的自重与混凝土与金属膨胀螺丝之间的持力之间形成较大的挑战。本文实际施工中,出现了约15%的金属膨胀螺丝与墙壁结构之间的持力不不足以提供足够大的拉拔力的情况。这种情况造成了方管龙骨的松动。
   (2)连接件不完好的问题。
    本文采用X型连接件进行连接,X连接件细小零件较多,5个连接栓仅用于连接玻璃幕墙的零件就达到了40个,用于连接铝合金幕墙的零件稍少,但也达到了28个。细小零件的日常管理中往往会出现较多的问题。正常安装过程中,虽然多数小件都能按照总需求量的1.3~1.5倍配置,但实际高空作业小件掉落和遗失的情况较为常见。同时,连接件X型架本身在物流过程中也有受压弯曲和加工瑕疵存在。施工过程中经常出现因为连接件不完好率较高而等待补货而停工的现象。
   (3)加工尺寸偏离的问题。
    玻璃幕墙使用了数控技术钻孔成型后进行烧制,安装中为了防止玻璃孔位置出现应力集中,会在玻璃孔中套入树脂孔心用于与螺栓的接触。烧制过程中玻璃发生了多晶体反应导致了钻孔位置可能发生偏离,这种偏离会导致树脂孔心一侧出现压缩变形。
铝合金幕墙的连接孔设计配合间隙也较大,一般达到了2mm级别,此种配合间隙下,螺栓连接咬丝现象较为明显,而实际幕墙安装过程中,不允许采用条形孔进行调整,所以,实际安装过程加工尺寸的偏离问题较为严重。
   (4)施工占位及路线问题。
    因为本文项目使用的幕墙板高达2.45米(标准板材通长),所以在实际安装过程中,会出现幕墙板高度大于脚手架间隙的情况。幕墙板无法在脚手架上方实现直立而需要悬空定位安装,这是本文工程中遇到的最大施工占位问题。本文解决方案中,通过在脚手架布置专用挑台对幕墙板进行保护。
    幕墙板采用横向进入法,在货梯中横向放置,两侧使用插板箱保护,人员进入货梯后,将插板箱直接拉出,放置在楼板平台上。幕墙板在楼板侧进入安装空间。脚手架上两个工人负责配合幕墙板在安装空间内的调向。幕墙板进入安装空间后,首先挂接幕墙板保护绳,然后将幕墙板转向到安装位置,下方垫入保护钢管。使用撬棒进行安装定位后由楼板侧工人负责穿丝和上紧螺丝。楼板侧工人至少2人,其中一人负责专职安全监督。
此安装过程虽然可以在较短时间内完成一块幕墙板的安装,但实际安装过程较为复杂,存在脚手架上大件搬动转向的流程,施工风险极大。
4. 解决方案及对策
    通过本文项目的经验总结,解决以上问题应该在渠道管理和现场管理两方面入手,使用渠道管理确保零件质量问题,使用现场管理完善安装强度和安装工艺问题。
   (1)使用树脂注浆法和加筋法解决方管龙骨的安装问题。
    使用冲击钻进行方形龙骨的安装孔钻孔工作,而不是使用较大功率的电锤进行钻孔,可以有效防止钻孔过程中对安装孔的掏蚀作用,使得安装孔的钻孔精度达到了±2mm以内。因为本文工程使用的首选紧固件为金属管膨胀螺丝,金属管膨胀螺丝在钻孔精度超过±2mm时会发生较严重的持力不足现象。
    而造成钻孔偏大的主要原因来自混凝土楼板侧面施工质量的问题。而楼板侧面因为倒模方式的影响,其实际施工质量出现瑕疵的原因较为常见。在本文实际施工过程中,发现一次钻孔不合格率约为37.6%,而在钻孔不合格现象发生后,本文采用了两种方式进行处理:
    首先,当钻孔偏差小于+2mm时,通过树脂注浆的方式安装金属膨胀管螺丝。树脂注浆法可以填补局部混凝土震荡裂隙,使得有问题的混凝土部分变的密实且获得应有持力。此种模式下,直接在未凝固的树脂中植入金属膨胀管螺丝,会让金属膨胀管螺丝受到的持力达到要求。在后续的拉拔试验中,此种方式植入的金属膨胀管螺丝抗拉力普遍超过了设计抗拉力。
其次,当钻孔偏差大于+2mm时,通过植筋法安装专用植筋丝。植筋螺丝长度为300mm,使用8mm圆钢加工制成。植筋注浆剂采用合成树脂锚固剂,通过植筋建立的较复杂混凝土块的安装丝抗拉强度也达到了工程设计要求。
   (2)对连接件进行筛选,并在安装过程中加强现场管理。
    连接件上脚手架之前,必须经过严格的筛选。实际工程台账信息统计,13.6%的原材料不合格率中,92.3%来自连接件的不合格。连接件加工过程以冲压为主,小件来自标准件供应商提供的标准螺丝、螺母、垫圈、孔心、弹簧垫圈、橡皮垫圈、工艺丝等。因为标准件供应商的进货、仓储、销售转运过程均采用的是混装包装,所以难免标准件出现较大比例的瑕疵和损伤。而冲压形成的X型支架在冲压过程中也容易出现偏线,且在转运过程中容易受到挤压变形,甚至发生折断和缺损等症状。
    因为连接件的瑕疵问题在供应链条上无法得到有效的遏制,所以在发料过程中,必须保证上脚手架的连接件的完好率,这样才可以在安装过程中减少突发事件,防止出现幕墙板等大件悬空而连接件无法对齐影响安装的事故。
   (3)幕墙板上操作台前进行前期筛选,防止出现高空调度补偿的安全隐患。
虽然幕墙板的加工误差对本文研究工程的影响并不显著,但本文施工中仍然出现了因为幕墙板误差导致的12块幕墙板无法合拢的安装特情,其中包括两块玻璃幕墙板。因为本文采用的12mm玻璃幕墙板每平方米达到了107.3千克,每块质量达到了200千克,一单出现了无法正常安装需要高空悬空时间超过预期时间时,整个工地都处于较危险的状态。本文实际施工中,在施工地点下方设置长宽各25米的安装隔离带,防止含施工人员在内的任何人进入,防止出现高空坠落伤人的事故。
   (4)对人员和材料的进出场路线进行优化和分别管理。
   本文实际工程中,通过对人员和材料的进出场通道,特别是大件幕墙板的进出场通道进行单独管理,有效减少了施工隐患。本文研究中,人员从行人升降机进入现场,在楼板侧进入脚手架。幕墙板及其他货物从货用升降机进入现场,在楼板侧堆放,在人员和安全绳保护下从楼板侧方形龙骨间隙递出。
5. 结束语
    本项目发现了复杂幕墙安装过程中遇到的一系列问题,使用个案研究法和经验总结法对该实例进行了相关研究。通过本文研究发现异形玻璃幕墙安装中通过强化现场管理可以杜绝绝大部分安全隐患,实现高标准的施工。
【参考文献】
[1]王小庆; 金先龙; 杨颜志; 王建.超高层建筑幕墙施工过程分析.[J].防灾减灾工程学报,2013.12(12):13-15
[2]韦书参.论隐框玻璃幕墙施工方法.[J].中国建筑金属结构 ,2013.10(10):21-23

 

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