異形鋁板幕墻施工技術(shù)探討

施凱峰

摘 要：異形鋁板幕墻的出現(xiàn)，讓幕墻的藝術(shù)表現(xiàn)力得到了極大的提升，也進(jìn)一步拓展了幕墻的性能。從異形鋁板幕墻的使用來看，其具有良好的質(zhì)感與色彩，外觀形狀多樣，同時與玻璃幕墻和石材幕墻可以巧妙地結(jié)合。該文為了進(jìn)一步明確異形鋁板幕墻施工技術(shù)，從具體案例出發(fā)，重點(diǎn)從異形鋁板幕墻設(shè)計(jì)特點(diǎn)、施工重難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用等方面對異形鋁板幕墻施工技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)地分析探討，期望可以為相關(guān)的施工單位和從業(yè)人員提供建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：異形鋁板幕墻;幕墻施工;3D虛擬技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：TU767? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

就現(xiàn)階段來看，異形鋁板幕墻憑借其優(yōu)良的品質(zhì)和精美的外觀，已經(jīng)得到諸多業(yè)主和設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可與青睞，在實(shí)際應(yīng)用中不僅可以有效提升建筑物的穩(wěn)定性、安全性，大幅度減少基礎(chǔ)負(fù)荷，也不需要投入較高的后期維護(hù)成本，性價比很高。因此，對異形鋁板幕墻施工技術(shù)進(jìn)行更深層次地分析和探討是十分必要的。

1 項(xiàng)目概況

藥網(wǎng)辦公室設(shè)計(jì)裝修工程位于張江科技園區(qū)，屬于甲方的一期工程，設(shè)計(jì)耐火等級為2級，耐久年限5年，工程包括門衛(wèi)、配套用房、倉庫和室外堆場，一期建筑面積2 000 m2，總造價約為93萬元。因?yàn)樵擁?xiàng)目屬于辦公室整體裝修工程，因而在施工過程中需要在不影響樓上樓下正常辦公的前提下順利開展施工作業(yè)，這為該次施工增加了難度。另外，由于室內(nèi)存在很多的空間異形鋁板，鋁板之間的連接關(guān)系變化無序，所以會對施工的工期和質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，同樣為該項(xiàng)目建設(shè)增加了較大的難度，需要重點(diǎn)對待。

2 異形鋁板幕墻設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

該次幕墻施工采用異形鋁板幕墻設(shè)計(jì)方案，極大地提升了異形鋁板成品與施工現(xiàn)場實(shí)際的契合度，提升了施工質(zhì)量。異形鋁板幕墻設(shè)計(jì)特點(diǎn)體現(xiàn)在以下3個方面。1）鋁板在工廠直接成型，施工現(xiàn)場不需要進(jìn)行裁切，固定在骨架上即可，整體施工方便快捷。2）異形鋁板單板系統(tǒng)堅(jiān)固，重量較輕，同時有強(qiáng)度優(yōu)異、抗水性高、抗腐蝕性高和不燃性等特點(diǎn)，產(chǎn)品制作完成后平整均勻，應(yīng)用到幕墻施工中可以提升耐久性和耐腐蝕性[1]。3）該次工程堅(jiān)持從節(jié)能環(huán)保角度出發(fā)，所選用的異形鋁板可以再回收再利用，不同于玻璃、石材和陶瓷，回收殘值很高，有利于環(huán)保。

3 施工流程與難點(diǎn)分析

3.1 施工流程

異形鋁板幕墻的施工順序可以劃分成以下5個步驟。1）開展測量放線工作。2）開展后置埋板的安裝工作。3）按順序?qū)χ鼾埞且约案饼埞沁M(jìn)行安裝。4）保溫和鋁板的安裝工作。5）對異形鋁板幕墻進(jìn)行打膠清理。

3.2 施工難點(diǎn)

該項(xiàng)目實(shí)際施工難點(diǎn)可以分為以下3類。1）異形鋁板幕墻放線定位較為耗時耗力且相對難以把控。針對該項(xiàng)目來說，所涉及的異形鋁板幕墻平面囊括了4角倒圓弧，中部則是內(nèi)弧，每一層的弧度也都各有差異。菱形板的貫通弧線并不規(guī)律，幕墻每一層之間都存在明顯的進(jìn)出錯位關(guān)系。預(yù)計(jì)在主體鋼結(jié)構(gòu)之上安裝幕墻龍骨需要單獨(dú)進(jìn)行放樣測量，如此既會導(dǎo)致實(shí)際測量工作任務(wù)加重，也會使其難度相對提升。2）此次幕墻主鋼結(jié)構(gòu)龍骨采用圓鋼管，經(jīng)焊接成為菱形分格的單元，由于每一個單元的大小和弧度均不同，所以如何確保焊接精度是本次工作重點(diǎn)。另外，鋼龍骨單元極易出現(xiàn)焊接冷卻收縮變形、承載面重量與溫度變化后的系統(tǒng)變形、運(yùn)輸振動以及平地組裝后立面吊裝拉伸變形的情況，對實(shí)際的施工安裝質(zhì)量有很大的影響。3）異形鋁板規(guī)格眾多，很難輕易下單。異形鋁板幕墻造型相對復(fù)雜，最明顯的特征就是它的整體造型并不是一個規(guī)則的弧面。此外，鋁板規(guī)格種類也是數(shù)不勝數(shù)，實(shí)際加工的花費(fèi)巨大，如果根據(jù)常見的下料方法，無法有效確保加工精度。4）異形鋁板幕墻制作安裝難度大。異形鋁板制作過程中需要對拼接角度、穿孔圖樣及尺寸等進(jìn)行詳細(xì)的分析和調(diào)整，在后期安裝的過程中必須及時調(diào)整好安裝角度和進(jìn)出位置，較為棘手的是其整體排列沒有規(guī)律性，導(dǎo)致實(shí)際安裝過程中存在很大的難度。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 3D虛擬技術(shù)應(yīng)用

3D虛擬預(yù)建造所使用的技術(shù)包括3種，即3D模擬技術(shù)、3D掃描對比技術(shù)和3D模擬下單技術(shù)。現(xiàn)對這3種技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用作如下的分析介紹。1）為了明確每一塊鋁板的參數(shù)，在該次施工中選擇了Rhino+Grasshopper軟件，專門對所有的鋁板都開展了動態(tài)化的模擬檢測工作，將異形鋁板優(yōu)化為平行四邊形穿孔折板，4個端點(diǎn)均在完成面上，不僅可以確保安裝位置準(zhǔn)確，而且可以在保證外觀效果的同時最大限度控制鋁板的使用量，大大節(jié)省了加工材料的使用成本，也縮短了鋁板加工周期。2）3D掃描對比技術(shù)。3D掃描對比技術(shù)通常都是被運(yùn)用到已經(jīng)順利安裝好的主體鋼結(jié)構(gòu)檢測當(dāng)中，通過對比3D掃描出的主體鋼結(jié)構(gòu)，可以得到數(shù)字化的現(xiàn)實(shí)模型，然后技術(shù)人員會仔細(xì)研究對比實(shí)際模型與設(shè)計(jì)模型，從而總結(jié)出主體鋼結(jié)構(gòu)和幕墻兩者的關(guān)系，然后方便采取措施調(diào)整[2]。例如在對比過程中發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)弧形偏差過大，技術(shù)人員可以及時將這一情況告知相關(guān)施工單位，避免發(fā)生由于鋼結(jié)構(gòu)偏差所導(dǎo)致的后期安裝延誤問題。此外，依靠3D掃描對比技術(shù)，也能夠?qū)崿F(xiàn)建立最外圈跟幕墻龍骨兩者連接實(shí)體模型的目的，在明確施工現(xiàn)場控制點(diǎn)與軸網(wǎng)之間的關(guān)系后可以將其導(dǎo)入到Rhino軟件，方便為后期施工提供現(xiàn)場指導(dǎo)。3）3D模擬下單技術(shù)。在異形鋁板幕墻的施工過程中，圓鋼龍骨施工是最為關(guān)鍵的，同時也是最為困難的。這是因?yàn)閳A鋼龍骨的造型復(fù)雜，很難進(jìn)行空間定位，如果想在誤差合理控制情況下開展下料工作，存在很大的難度。針對這類問題，技術(shù)人員經(jīng)過研究大膽采用了Grasshopper軟件，形成了龍骨、批量統(tǒng)計(jì)、批號及生成材料加工數(shù)據(jù)。這樣不僅可以節(jié)約時間，而且提高了加工精度。另外，因?yàn)樵擁?xiàng)目主體結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)，所以在立面上拼接龍骨的時候必須采用逐根拼接的方式，如此肯定會對龍骨安裝位置的精度產(chǎn)生影響，而借助3D模擬下單技術(shù)可以解決這個問題。首先可以通過建立BIM模型進(jìn)行現(xiàn)場模擬和演示，確定最終的施工方案。其次，在工廠拼接過程中可以組成單元式的榀架，然后用吊機(jī)進(jìn)行整體的吊裝施工，再運(yùn)用BIM數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)定位，從而確保焊接圓鋼龍骨榀架的精準(zhǔn)性。

4.2 測量定位

針對施工質(zhì)量來說，最重要的一道工序就是測量定位工作，測量和定位一定要嚴(yán)格遵循施工要求進(jìn)行。該項(xiàng)目不僅包括了熟悉圖紙以及運(yùn)用常規(guī)測量步驟，還涵蓋了運(yùn)用水平儀、全站儀、鉛垂儀和電子計(jì)算機(jī)等儀器設(shè)備，確保了該次測量定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。測量定位工作包括以下4個方面。1）首層基準(zhǔn)點(diǎn)、線布置。測量人員按照基準(zhǔn)點(diǎn)、線布置圖對基準(zhǔn)點(diǎn)、線及原始標(biāo)高點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，用全站儀對基準(zhǔn)點(diǎn)軸線尺寸和角度進(jìn)行測量核對。幕墻施工時需要將控制線外移0.5 m～1.0 m，并建立幕墻首層控制網(wǎng)，然后依據(jù)內(nèi)部控制網(wǎng)安裝需求向外部移動形成外控制網(wǎng)[3]。2）投射基準(zhǔn)點(diǎn)。在開展投射基準(zhǔn)點(diǎn)工作的時候，必須安排施工人員來對測量孔部位進(jìn)行清理，處理好表面的混凝土，將底層基準(zhǔn)控制點(diǎn)作為一級控制點(diǎn)，采用鉛垂儀傳遞基準(zhǔn)點(diǎn)，確保一切如常后各自在所有樓層的樓面上測量孔位置。此外把激光接受靶安裝在樓面上定點(diǎn)，完成后施工人員會借助墨斗線在其表面彈出一個十字架，并以十字架的交點(diǎn)地方作為基準(zhǔn)點(diǎn)。3）施工現(xiàn)場外控點(diǎn)、線布置。在順利完成每一外控點(diǎn)的布置工作之后，可以借助鋼絲來對上下樓層對應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行連接，規(guī)定2點(diǎn)間的間距>50 m，在總長度1/2的對應(yīng)樓層也需要開展投測主控線。4）為了可以準(zhǔn)確收集到施工過程當(dāng)中鋼結(jié)構(gòu)位移的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，一定要經(jīng)常性對現(xiàn)場結(jié)構(gòu)開展核查工作，并且按照動態(tài)化數(shù)據(jù)及時對施工方案進(jìn)行優(yōu)化。另外，出于對施工過程中產(chǎn)生的位移變形問題的考慮，該項(xiàng)目在進(jìn)行施工的時候，會選擇全站儀來對主體結(jié)構(gòu)外圍開展相應(yīng)的跟蹤檢查工作，并且要嚴(yán)格檢查管理好施工的全部過程。

4.3 鋼龍骨安裝

鋼龍骨安裝分為主龍骨安裝和副龍骨安裝，順序是由下至上，同時在安裝過程中要全面檢查，隨時進(jìn)行調(diào)整。該項(xiàng)目鋼龍骨安裝幾乎都是選擇栓接方式，全部螺栓也都額外安裝了平墊以及彈墊。必須注意的是，針對整體墻面豎龍骨的安裝而言，務(wù)必把握好其尺寸誤差，具體的標(biāo)準(zhǔn)是外控制線的尺寸范圍，保證誤差不得向外部延伸。各個豎龍骨在進(jìn)行安裝的過程中，必須嚴(yán)格以靠近軸線控制鋼絲線為標(biāo)準(zhǔn)，選擇分格安裝的方式。鋼龍骨安裝對焊接作業(yè)質(zhì)量要求很高，因而需要將焊接作業(yè)作為鋼龍骨安裝環(huán)節(jié)中的重要環(huán)節(jié)。需要重點(diǎn)做好以下4個方面的工作。1）焊接過程中必須確保預(yù)熱溫度檢測工作的順利開展，嚴(yán)格把握好層間溫度。2）當(dāng)焊接成形后要及時開展保溫縫冷工作。3）加強(qiáng)對焊接操作全過程的管理，一次性完成連續(xù)焊縫的焊接工作，減少發(fā)生中斷焊接的狀況。4）非規(guī)定環(huán)境條件下如果涉及碳弧氣刨要在焊接前預(yù)熱。除此之外，在焊接過程中還要加強(qiáng)環(huán)境觀察，盡量將焊接時間集中于中午，提升焊接質(zhì)量。

4.4 鋁板安裝

如果要開展整個鋁板的安裝施工，就必須確鋼龍骨已經(jīng)完全安裝完畢。此外，在開展安裝工作的過程中，一定要在龍骨上再次彈設(shè)鋁板安裝中心定位線，同時還要確保所彈射的墨線具備較高辨識度，符合施工規(guī)范。在正式安裝鋁板的過程中，一定要做到拉橫向、豎向控制線，調(diào)整墊平鋁板支承部位，確保在安裝之時已經(jīng)拉好鋼線。另外，在安裝時要按照設(shè)計(jì)方案規(guī)定螺釘數(shù)量，避免出現(xiàn)漏裝現(xiàn)象，同時要考慮安裝的平整度，將安裝誤差控制在合理范圍內(nèi)。

5 施工質(zhì)量控制

施工質(zhì)量控制需要重點(diǎn)從鋼材質(zhì)量控制、板材質(zhì)量控制和鋁板安裝質(zhì)量控制3個方面展開。在鋼材質(zhì)量控制過程中，材料質(zhì)檢人員要對進(jìn)入施工現(xiàn)場的鋼材進(jìn)行質(zhì)量核驗(yàn)，抽查其長寬尺寸、厚度和平整度，檢查鋼管、形鋼和鋼板的外表面質(zhì)量，保證所有的鋼材表面不得有裂紋、折疊和分層情況，做好質(zhì)量核驗(yàn)報告，從源頭上控制施工質(zhì)量。板材表面不允許有裂紋，不能有肉眼可以看到的壓輥痕。鋁板安裝過程中極易出現(xiàn)質(zhì)量問題，常見的質(zhì)量問題有板面不平整、接縫不平有錯臺、金屬面板被劃傷、角碼漏固定和金屬板存在色差因板縫寬窄不一無法滿足施工要求等[4]。因此，在鋁板安裝過程中，要重點(diǎn)對這些容易發(fā)生的質(zhì)量問題進(jìn)行管控，確保連接件的固定，嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求架設(shè)防腐墊片，加強(qiáng)施工現(xiàn)場質(zhì)量檢查工作[5]。

6 結(jié)論

該文通過具體的案例，著重對異形鋁板幕墻施工技術(shù)作了詳細(xì)的分析闡述，重點(diǎn)講述了異形鋁板幕墻施工中的 3D虛擬預(yù)建造和測量定位，旨在強(qiáng)調(diào)測量定位于新型技術(shù)在異形鋁板幕墻施工中的重要性。另外，鋼龍骨安裝施工和鋁板安裝也是異形鋁板幕墻施工的重點(diǎn)內(nèi)容，均需要給予充分的重視，加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量檢測工作。該項(xiàng)目經(jīng)過應(yīng)用鋁板幕墻的虛擬預(yù)建造，大大提升了異形鋁板成品與現(xiàn)場實(shí)際的契合度，滿足了工期和質(zhì)量要求，順利完成了施工工作，得到了業(yè)主的認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)

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