高層建筑玻璃幕墻施工技術(shù)的應(yīng)用分析

馬旭國

（中鐵建工集團(tuán)北方工程有限公司，天津 300451）

0 引言

幕墻是建筑審美不斷提高的產(chǎn)物，其具有采光性能好、體積小、重量輕、美觀度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代大型及高層建筑中發(fā)揮著一定的裝飾性效果。玻璃幕墻是建筑行業(yè)近幾年發(fā)展起來的一種新型外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其結(jié)合了建筑學(xué)與美學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各自的優(yōu)勢，將玻璃的多種功能充分地表現(xiàn)出來。而幕墻施工作為超高層施工的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，其施工技術(shù)也得到了快速發(fā)展。

1 玻璃幕墻概述

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，建筑行業(yè)對(duì)工程質(zhì)量、功能以及美觀性、節(jié)能性等提出了更高的要求。近年來，高層建筑中玻璃幕墻得到了推廣應(yīng)用，其指的是采用鋁合金或其他金屬軋制而成的骨架，將玻璃密封形成的空腹型桿件支撐的建筑圍護(hù)墻。玻璃幕墻具有單層與雙層玻璃墻體之分，可將適量的彩色金屬鍍膜均勻地涂在幕墻外層玻璃的內(nèi)側(cè)。

玻璃幕墻的優(yōu)勢眾多，在提高高層建筑美觀度的同時(shí)，可有效發(fā)揮玻璃自身抗壓力、抗侵蝕能力，避免外墻長期受到各種自然災(zāi)害、雨水的侵襲，可減少后期保養(yǎng)、維護(hù)費(fèi)用，提高建筑結(jié)構(gòu)安全性、可靠性，延長建筑項(xiàng)目使用壽命。

2 高層建筑玻璃幕墻類型與施工技術(shù)特征

2.1 玻璃幕墻類型

根據(jù)玻璃幕墻的構(gòu)造特點(diǎn)，將玻璃幕墻分為如下幾種類型：

（1）框支撐式玻璃幕墻，其也可以被細(xì)化為明框、隱框與半隱框支撐幕墻，將金屬框架安置在玻璃板面周邊起到支撐作用。

（2）全玻璃幕墻，主要由玻璃板面、玻璃肋組成。點(diǎn)支式全玻幕墻是全玻璃幕墻的一個(gè)新的發(fā)展分支，與全玻璃幕墻相比，點(diǎn)支式玻璃幕墻克服了傳統(tǒng)全玻超過6m 高度時(shí)無法選用鋼化玻璃的缺點(diǎn)。

（3）單元式玻璃幕墻，主要利用預(yù)埋于主體結(jié)構(gòu)的槽式埋件，通過鋼角碼、鋁合金組合掛件與單元式玻璃幕墻相連，達(dá)到結(jié)構(gòu)安全要求。一般還可以細(xì)分為單元式、半單元式和小單元式。

2.2 高層建筑玻璃幕墻施工技術(shù)特征

高層建筑工程中，玻璃幕墻不僅起到簡單的外圍護(hù)、裝飾美觀作用，其在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、合理調(diào)配與利用能源方面也表現(xiàn)出良好效能。既往有統(tǒng)計(jì)資料記載，在整個(gè)建筑能耗中，幕墻占比約25%，因此為優(yōu)化建筑施工質(zhì)量，就可以考慮從幕墻節(jié)能方面著手，不斷完善設(shè)計(jì)方案，并在整個(gè)幕墻施工過程做好協(xié)調(diào)工作，使幕墻的實(shí)用價(jià)值充分發(fā)揮出來。目前，很多業(yè)主對(duì)建筑的外形美觀性提出更高要求，由此對(duì)玻璃幕墻的安裝技術(shù)提出較高要求，且施工操作需考慮美觀性、安全性等問題，因此玻璃幕墻施工也是一門綜合性較高的技術(shù)。

隨著玻璃幕墻施工技術(shù)的進(jìn)步單元式幕墻以其構(gòu)造形式多樣、便于現(xiàn)場安裝、結(jié)構(gòu)牢靠等特點(diǎn)更多的應(yīng)用到超高層建筑中。

3 實(shí)例探析高層建筑玻璃幕墻施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程概況

本項(xiàng)目為昆明地鐵線網(wǎng)控制中心，主樓地上33 層，其中裙房5 層，局部6 層，裙房建筑高度23.95m，建筑首層層高5.1m，2~11層層高4.8m，12~33 層層高4.1m，其中設(shè)備避難層4.3m，屋頂層6m。幕墻面積約30000m2。幕墻最高點(diǎn)標(biāo)高為150m。本工程幕墻包含以下系統(tǒng)：裙樓半隱框玻璃+豎向石材線條幕墻系統(tǒng)，裙樓玻璃雨棚，塔樓單元式幕墻系統(tǒng)（玻璃+石材），塔樓單元式鋁合金百葉系統(tǒng)，塔樓明框玻璃幕墻，塔樓單元式幕墻系統(tǒng)（玻璃+蜂窩鋁板），塔樓屋頂單元式幕墻系統(tǒng)，幕墻埋件為土建前置。施工現(xiàn)場多利用土建升降機(jī)、塔吊，卸貨轉(zhuǎn)運(yùn)使用叉車、吊車等機(jī)械設(shè)備，而軌道式吊裝設(shè)備的應(yīng)用大幅提高了玻璃幕墻的安裝效率，尤其是塔樓單元式幕墻安裝的施工的效率。本文主要圍繞玻璃幕墻施工技術(shù)的應(yīng)用展開詳細(xì)分析。

3.2 單元式玻璃幕墻系統(tǒng)和構(gòu)件玻璃幕墻系統(tǒng)主要分析

（1）質(zhì)量方面：單元式玻璃幕墻系統(tǒng)中，由工廠完成單元板塊加工、組裝工作，施工精度、質(zhì)量可控；構(gòu)件式玻璃幕墻各道安裝工序全部在現(xiàn)場完成，精度、質(zhì)量控制不如單元幕墻。

（2）工期方面：單元式玻璃幕墻系統(tǒng)中現(xiàn)場工作量少，可有效縮短工期，其安裝過程中無須腳手架、吊籃，相對(duì)獨(dú)立，不會(huì)因配合問題影響工期；構(gòu)件式玻璃幕墻系統(tǒng)以現(xiàn)場施工為主，需使用腳手架或吊籃，因此與土建方必須密切配合，工期容易受到影響。

（3）技術(shù)能力方面：單元式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)性能優(yōu)異，是目前發(fā)展主要方向；構(gòu)件式玻璃幕墻系統(tǒng)已經(jīng)成熟，在市場上依舊是常用結(jié)構(gòu)。

（4）造價(jià)方面：單元式玻璃幕墻系統(tǒng)中單位面積型材用量大，附件多、施工復(fù)雜，需使用專用的機(jī)械設(shè)備，造價(jià)相對(duì)較高；構(gòu)件式玻璃幕墻系統(tǒng)中單位面積型材用量小，附件少，造價(jià)較低。

3.3 高層建筑單元式玻璃幕墻施工技術(shù)

本工程玻璃幕墻包括單元式玻璃幕墻系統(tǒng)和構(gòu)件玻璃幕墻系統(tǒng)，其中，塔樓6~33 層為單元式玻璃幕墻；構(gòu)件式玻璃幕墻系統(tǒng)包括兩個(gè)部分：裙樓1~6 層構(gòu)件式玻璃幕墻，塔樓東西兩側(cè)凹進(jìn)部位。

單元式玻璃幕墻通過公母料的銜接，實(shí)現(xiàn)幕墻的整體吊裝。板塊的拼裝、注膠等工序均在加工車間完成，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，也能有效提高現(xiàn)場的安裝效率。詳細(xì)施工技術(shù)措施如下：

（1）測量放線：熟悉圖紙與施工現(xiàn)場，完成水準(zhǔn)測量與平面、高程控制網(wǎng)的建立工作，測得幕墻控制線、主體結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件偏差，并報(bào)總包、監(jiān)理，做好成果整理與存檔工作。

（2）單元體掛件安裝：本工程單元式玻璃幕墻采用槽式埋件、鍍鋅鋼制掛件，通過M16 鋼制T 型螺栓，使掛件與主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固連接。支座掛件調(diào)整到位，安裝完成后，及時(shí)將螺栓擰緊。支座的安裝一般采用先臨時(shí)固定，待整層或者整段的掛件安裝完成調(diào)整校核標(biāo)高及進(jìn)出位后，進(jìn)行最后的緊固，以確保幕墻的安裝精度。

（3）防雷系統(tǒng)的安裝：在本工程中，塔樓自9 層開始設(shè)置防雷均壓環(huán)，每兩層設(shè)置一道防雷均壓環(huán)，屋頂設(shè)置一道防雷均壓環(huán)，用?12mm 的鍍鋅圓鋼與主體結(jié)構(gòu)的防雷引下線可靠連接，在結(jié)構(gòu)的外圍連通成環(huán)。單元體吊裝完成后，通過防雷銅導(dǎo)線將單元體公母料與均壓環(huán)進(jìn)行連接，上下層立柱也通過防雷銅導(dǎo)線進(jìn)行連通，形成幕墻自身的防雷系統(tǒng)。幕墻頂部設(shè)置均壓環(huán)，并與主體防雷可靠連接，鋁立柱通過銅導(dǎo)線與均壓環(huán)連接。安裝完成后及時(shí)進(jìn)行防雷電阻測試，隱蔽前進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收及電阻值的測試。

（4）單元式板塊吊裝：①單元板塊安裝時(shí)，在板塊存放區(qū)使用門字架將單元板塊從板塊存放架轉(zhuǎn)運(yùn)到平板車上，將平板車推到吊裝位置；②單元板塊室外面向上，室內(nèi)面向下。由專用卷揚(yáng)機(jī)（懸挑機(jī)）放下吊繩，吊裝人員將吊繩與單元板塊固定好，緩慢起吊提升，嚴(yán)格控制提升速度，防止單元板塊與結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，造成表面損壞；③垂直吊裝時(shí)要配合使用導(dǎo)軌線（作為單元板塊在吊裝過程中防止板塊擺動(dòng)的保險(xiǎn)繩索用）拉緊單元板塊，吊運(yùn)到安裝單元板塊指定層。然后換鉤進(jìn)行水平吊運(yùn)，水平吊運(yùn)采用軌道電動(dòng)葫蘆將板塊就位安裝。單元板塊在工廠里預(yù)制完成，按板塊編號(hào)圖安裝即可。

（5）塔樓單元式玻璃幕墻塔吊口、電梯口收口：塔樓單元式玻璃幕墻塔吊口、電梯口收口一般是將此處的單元板塊預(yù)留4~5個(gè)單元板塊，先裝兩邊單元板塊，中間留一個(gè)單元板塊最后安裝，6~33 層采用最后一個(gè)單元板塊從空位上方插入，最后一個(gè)單元板塊在插入前先檢查中間預(yù)留空間尺寸能否滿足安裝要求，如不能滿足安裝要求需提前調(diào)整到位，另左右單元板塊上橫梁頂板在工廠加工時(shí)做切豁處理，便于最后一個(gè)單元板塊從空位上方插入。33 層電梯口、塔吊口收口最后一個(gè)單元板塊如利用軌道及移動(dòng)小吊車由于受高度限制，單元板塊都無法從空位上方插入方式來收口，只能采用平推方式進(jìn)入空位收口。安裝方式是最后一個(gè)單元板塊安裝前先將空位左右各三個(gè)單元板之間公母料縫隙進(jìn)行調(diào)，至少保持每邊有25mm 多余空間來保證單元板塊平推進(jìn)入，單元板塊平推進(jìn)入之后，再將左右兩邊三個(gè)單元板塊縫隙調(diào)回正常縫隙。塔吊口、電梯口的單元板收口采用移動(dòng)小吊車進(jìn)行從下到上的安裝。

3.4 超高層幕墻施工技術(shù)

根據(jù)工程特點(diǎn)，吊裝設(shè)備確定布置兩道圈外懸軌道。第一圈外懸軌道布置在塔樓16 層，在18 層搭設(shè)硬防護(hù)措施，單元板塊吊裝與主體結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行；第二圈軌道布置在塔樓屋頂，等主體結(jié)構(gòu)封頂之后實(shí)施。軌道系統(tǒng)懸挑縱向工字鋼采16#工字鋼，16#工字鋼間距按2m 布置，橫向軌道工字鋼采用18#工字鋼，軌道離樓板邊緣的距離為500mm。單元板塊可用移動(dòng)小吊車吊裝至電動(dòng)葫蘆下面，板塊換鉤到軌道電動(dòng)葫蘆吊鉤上，然后運(yùn)輸至安裝部位。單元板塊也可以用塔吊將單元板吊至卸料平臺(tái)，再運(yùn)到樓層內(nèi)放置，在樓層把板塊轉(zhuǎn)運(yùn)到電動(dòng)葫蘆吊鉤上，然后用軌道將板塊運(yùn)輸至吊裝位置。

通過此吊裝系統(tǒng)施工，有效避免了卷揚(yáng)機(jī)更改吊裝位置產(chǎn)生的費(fèi)用及時(shí)間，節(jié)約了人力及施工時(shí)間，降低了成本。本吊裝系統(tǒng)所采用的施工材料均可周轉(zhuǎn)使用，避免浪費(fèi)原材料，保護(hù)了環(huán)境。通過纜風(fēng)繩裝置的運(yùn)用，避免吊裝板塊與成品板塊發(fā)生碰撞，避免后期返修人工和材料的浪費(fèi)。

該工法適用于高層、超高層幕墻裝飾面積比較大的辦公樓、寫字樓等建筑工程。尤其適用于結(jié)構(gòu)形式較為單一，外立面規(guī)則的超高層單元式幕墻工程。

施工中使用合理的選擇吊裝設(shè)備，并且提前穿插幕墻施工，可以明顯加快施工進(jìn)度，降低成本，同時(shí)還能保障施工安全。

4 結(jié)語

綜上所述，在工程實(shí)踐中，需根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況合理選擇幕墻形式，規(guī)范施工工藝，合理組織施工活動(dòng)，降低施工成本，保障玻璃幕墻工程建設(shè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，為后期高層建筑安全可靠運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。