騰訊濱海大廈魚鱗式傾斜單元體幕墻施工技術

程志軍 王順雨 張滿江紅 張 多 翟英帥

1. 中國建筑第二工程局有限公司華南分公司 廣東 深圳 518048；

2. 廣州江河幕墻系統工程有限公司 廣東 廣州 511340

1 工程概況

騰訊濱海大廈位于深圳市，分為南北2座塔樓，南塔樓50層，建筑高度244.10 m，北塔樓39層，建筑高度194.85 m，總建筑面積34萬 m2。

本工程采用四邊玻璃構造的壓腔單元式玻璃幕墻，南塔樓南立面采用豎向鋸齒單元式幕墻，南北塔樓東、西面及北塔樓北立面采用水平鋸齒單元式幕墻，南北塔樓之間相對的立面和連廊區域采用的是橫隱豎明的單元式幕墻。幕墻整體外形呈鱗次櫛比的魚鱗狀，通過鋸齒狀的單元式幕墻偏離一定角度，避開太陽直射，起到自動遮陽的效果，減少外界的熱輻射，如圖1所示。

圖1 豎向鋸齒狀單元式幕墻

2 重難點分析

豎向鋸齒單元式幕墻為超大超厚的異形單元體板塊，最重單元體2 t，高6 520 mm、寬1 800 mm、厚1 300 mm。由于系統模塊的外懸挑距離設計為定值，在不同樓層高度的分布下，必然會出現不同的斜率。水平鋸齒單元式幕墻同樣為超大超厚的異形單元體板塊，最重單元體2.5 t，高7 200 mm、寬2 250 mm、厚700 mm。如何在運輸與吊裝過程中做好成品保護，是本工程的最大難點之一。

南塔北面31層以下以及北塔南面27層以下為外傾立面，南塔北面31層以上以及北塔南面27層以上為內傾立面。由于南北塔樓之間相對的立面的傾角變化，單元體板塊在吊裝過程中的準確定位、板塊插接是影響幕墻物理性能以及立面平整度的重要因素，同時也影響幕墻單元板塊的吊裝方式，是本工程幕墻施工的難點之一。

本工程位于城市中心區，周邊道路為城市主干道，交通繁忙，施工場地特別狹小，加之工期緊，任務重，施工單位多，專業工程交叉作業，大量的施工材料短時間進場，如何科學合理地規劃材料的運輸、卸貨、存放和周轉，對保證幕墻施工進度至關重要[1-3]。

3 施工總體部署

1）豎向施工段劃分。南塔樓分為4個施工段：1～15層、16～30層、31～46層，47～屋面層；北塔樓分為3個施工段：1～15層、16～33層、34～屋面層。豎向以層為單位，從下往上流水作業施工。每個樓層幕墻安裝順序：北塔樓東面順時針安裝、北面逆時針安裝，南塔樓西面和南面逆時針安裝、東面順時針安裝，最后施工兩塔之間相對的立面。

2）本工程北塔樓33層以下及南塔樓46層以下的幕墻單元體板塊主要采用索道、塔吊和活動小吊車進行垂直運輸，選用軌道進行水平運輸。水平運輸軌道包括用于幕墻安裝用的樓外懸挑軌道和樓層內單元體轉運使用的水平轉運軌道，如圖2所示。

圖2 單元板塊垂直運輸與水平運輸方案示意

由于本工程建筑立面有外突和內縮，為避免幕墻板塊在垂直運輸過程中與結構發生碰撞，隨著主體結構與施工進度的進行，依次分別在南塔17層、32層、48層南面與北塔17層、31層設置垂直運輸索道系統。南北塔之間的相對立面，采用活動小吊車架設在各樓層輔助幕墻單元體安裝。

3）南塔樓47層、北塔樓34層以上部位幕墻單元板塊利用屋面的軌道式擦窗機進行吊運和安裝。

4 單元式幕墻轉運與吊裝技術

4.1 垂直運輸索道

本工程施工場地狹小，場內地面無法設置幕墻材料堆放場，因此幕墻卸貨后，直接通過垂直索道轉運至塔樓樓層內堆放。在每條索道的附近設置面積約8 m×8 m幕墻材料吊運暫存區，使用叉車將幕墻材料轉運暫存區等待吊運。為保證轉運效率，南塔樓東面、西面分別架設1條索道，北塔樓西面架設1條索道。南塔樓第1層索道懸臂吊安裝在18層，斜拉至20層；第2層索道懸臂吊安裝在35層，斜拉至37層；第3層索道懸臂吊安裝在48層，斜拉至50層。北塔樓第1層索道懸臂吊安裝在18層，斜拉至20層；南塔樓第2層索道懸臂吊安裝在35層，斜拉至37層。

索道懸臂吊采用22a工字鋼和直徑16 mm鋼絲繩，懸挑工字鋼端部距離結構邊緣1.8 m，懸挑工字鋼根部通過M16螺栓與主體結構樓面固定，工字鋼端部下方固定滑輪組鋼支架，工字鋼端部上方焊接耳板用直徑26 mm鋼絲繩拉結在上兩層主體結構預埋件上，工字鋼端部前方焊接耳板，用直徑12 mm以上鋼絲繩連接地面和鋼支架作為索道，以便單元體吊裝時順著索道向上走，防止擺動。索道鋼絲繩底部用花籃調節螺栓與地面鋼板固定，使索道處于受力拉緊狀態。懸挑工字鋼下一樓層架設小型卷揚機控制滑輪組鋼絲繩進出，用卷揚機執行單元體吊裝任務，如圖3所示。

圖3 垂直運輸索道安裝

4.2 單元板塊垂直運輸吊裝

將單元體運至索道轉運區，將單元板塊放置在帶輪的平板車上，用繩索將單元體底部與平板車拴緊，安裝單元體頂部的吊具、專用索道滑槽等。將卷揚機掛鉤掛在吊具上，將索道鋼絲繩卡入索道滑槽，開動卷揚機，順著板塊移動方向滑動平板小車，使單元板塊緩緩豎起后，解開單元體底部繩索。單元板塊離開地面且板塊平穩后，安裝單元體底部索道滑槽，并將索道鋼絲繩卡入索道滑槽，緩慢、平穩、勻速提升至指定樓層。

若a>λ1或d>λ1,則μ<0。由引理2可知,存在大于1的特征值,因此indexW(F,(0,0))=0。

索道懸臂吊下方1層主體結構安裝室外水平軌道，待單元體垂直運輸至安裝樓層，控制活動小吊車調整單元體位置，與軌道進行換鉤，并拆除滑槽，進行單元體水平運輸。

4.3 樓層外單層軌道

隨著主體結構施工進度與幕墻安裝進度，依次在南塔17層、34層、47層和北塔17層、34層設置環形軌道，即索道懸臂吊的下一樓層。環形軌道為工字鋼組合成的懸挑架，環樓層設置一圈。橫梁下方設置軌道，電動葫蘆可沿軌道行走。

本工程南塔樓、北塔樓樓層外懸挑軌道均采用單層軌道，軌道主要包括懸挑支臂和路軌兩部分，采用22a工字鋼與厚12 mm鋼板加工而成。軌道懸挑支臂總長1 350 mm，布置間距為2 500 mm，挑出長度1 000 m，軌道中心線至結構邊800 mm。懸挑工字鋼與鋼板滿焊，并用4個M16高強螺栓加強固定；鋼板又與軌道工字鋼滿焊，并用4個M16高強螺栓加強固定，焊縫高度均為10 mm，三級角焊。軌道工字鋼4 m一段，在2個平面轉角處，需彎折成平滑的彎弧，軌道必須調平，軌道工字鋼下翼緣掛電動葫蘆。懸挑工字鋼端部上翼緣設置耳板，鋼絲繩穿過耳板，用花籃螺栓固定，斜拉至上方2層主體結構上。另外，需在軌道層的上方1或2層結構周邊搭設安全防護棚，防止高空墜物，保證幕墻施工人員的安全，如圖4所示。

圖4 單軌道制作示意

4.4 樓層內水平轉運

本工程分別在南塔樓的16層、31層、47層和北塔樓的16層、34層設置樓層內的環形水平轉運軌道。將進場的單元板塊通過索道和塔吊快速轉運至樓層，通過設置在樓層內的轉運軌道實現樓層內的轉運和存放，將樓層內空間作為幕墻單元板塊的暫存區。

本工程2棟塔樓均為核心筒-鋼框架結構形式，建筑外框采用工字鋼梁，樓層內適合設置環形水平轉運軌道。軌道采用22a工字鋼，通過連接件，將軌道掛于結構工字鋼梁的下翼緣，在軌道上安裝電動葫蘆，便可實現樓層內幕墻單元板塊的轉運。水平轉運軌道一直延伸至接料平臺，幕墻材料卸至接料平臺后，便可通過環樓層的軌道運輸至合適位置存放。

當采用塔吊轉運幕墻單元板塊時，采用專用的單元體轉運架，一次轉運多塊幕墻板塊。在樓層內安裝卸料平臺，在距離卸料平臺高度小于0.5 m的位置上先懸停，由工作人員緩慢將裝有單元板塊的轉運架移動到卸料平臺上。

4.5 活動小吊車

活動小吊車主要用于索道懸臂吊安裝、室外水平軌道安裝、南北塔樓之間的相對立面幕墻單元板塊安裝和幕墻局部收邊收口單元板塊的安裝，如圖5、圖6所示。活動小吊車安裝由車身、吊裝系統和配重組成，采用方鋼管焊接而成。小吊車底盤下部安裝尼龍萬向輪，便于移動。小吊車工作時，要展開底盤下方的4個支腿，同時要將小吊車后端設置的固定支撐牢牢頂緊樓板與天花板，穩定吊車，防止吊機傾覆。吊裝系統由卷揚機、前吊臂和拉桿組成，前吊臂采用方鋼焊接而成，并使用銷釘固定在車身前部，可以轉動。當吊車轉移到其他施工段時能收起前吊臂，便于轉運。吊車后部設置配重水泥塊，增強吊車穩定性。

圖5 活動小吊車側視

圖6 活動小吊車俯視

4.6 超大單元板塊吊裝方法

本項目有部分超大板塊，單元體質量超過2 t，高度超過6.5 m，地面起吊時，平板小車承載力和空間均不足以放置超大板塊的幕墻單元，需將板塊靜置于改良后的起吊平臺車上，對板塊的起吊起到保護作用，防止板塊過長造成中間部位變形，影響幕墻性能。

5 傾斜幕墻安裝技術

5.1 測量放線技術

本工程有大量不規則楔形單元體板塊，幕墻系統模塊的外懸挑距離設計為定值，在不同樓層高度的分布下，必然會出現不同的斜率。單元體安裝精度要求十分嚴格，需要選擇合理和可靠的高精度測量技術，不但要重視其空間絕對位置，更需精確控制各施工環節的相對精度。

1）采用BIM技術確定坐標。單元體施工時，控制點的通視條件難以保證，需在施工前采用BIM技術進行三維模擬，考慮周全。本工程幕墻單元體較復雜，隨著高度不斷變化，施工前需確定單元體控制點的坐標。

2）起底水槽的控制線。選取水槽料接縫后端作為單元體測量控制點，在起底水槽料布置平面圖中依據基準點建立坐標系，標注所有水槽料控制點的坐標，形成水槽料放樣圖，用全站儀坐標放樣功能將控制點標識在結構樓面上。

3）測放測量控制網。以高精度全站儀測放測量控制網，進行單元體控制點的平面放樣，使用高精度垂準儀和全站儀來傳遞施工基準點，采用懸掛鋼尺法傳遞高程控制網。采用在每一層單元體的接縫處進行調整的辦法逐節消除測量累積誤差。在設計值的基礎上加上預變形值后形成測量數據，并根據施工同步監測數據，及時調整預變形值。

5.2 地臺碼的安裝

用全站儀將單元體定位中心線彈在預埋件焊接的扁鋼上，作為安裝支座的定位依據。在樓層內將地臺碼與埋件初步連接后，依據定位扁鋼來檢查一次地臺碼的進出、左右偏差。地臺碼校對完畢后，緊固螺栓。

5.3 起底水槽安裝

起底水槽嚴格按照編號圖對號就位，然后將集水槽放入起底水槽腔內，再按照控制線調整好起底水槽進出、左右及標高后，將起底水槽與U形鋼件用螺栓點焊連接。完成首層起底水槽點焊安裝后，再根據控制線進行核對，確保起底水槽的進出、左右及標高無偏差后方可滿焊。

5.4 單元板塊安裝

將單元體掛進地臺碼上，先對單元體左右、出入進行細微調整，然后通過旋轉單元體的高度調節螺栓調整標高，使新裝單元體的三維坐標達到圖紙要求。單元板安裝后，對單元板標高以及縫寬進行檢查，相鄰兩單元板標高差小于1 mm，縫寬允許偏差±1 mm。可通過微小地橫向移動板塊進行細微調節，然后進行單元體左右位置掛碼限位螺絲安裝。

5.5 傾斜幕墻安裝方法

南塔樓北面31層以下以及北塔樓南面27層以下為外傾立面，南塔樓北面31層以上以及北塔樓南面27層以上為內傾立面。在這些部位單元體板塊的吊裝難度大，難以保證單元體板塊安裝插接的精準性。為此，項目部采用了傾斜幕墻的輔助安裝裝置。該裝置為采用方通焊接成的三角形支架，支架高度約1.5 m，寬度約0.8 m，包括立柱、斜拉桿、水平拉桿、上部和底部橫梁，立柱的下部和上部各設有可伸縮的螺栓，螺栓端部設有橡膠頭。支架腿底部焊有方形鋼板，增加與樓板的接觸面，支架底部設有放置砂包的筐子，用砂包保證支架穩定性，如圖7所示。

圖7 傾斜幕墻單元板塊安裝示意

傾斜幕墻安裝時，先將幕墻單元板塊與結構里預埋的錨件進行臨時固定，吊索暫不脫鉤，輔助安裝支架置于樓層外邊緣固定好，調節螺桿橡膠頭頂住單元板塊配合測量儀器精確調整單元板塊的傾斜角度，調整好后，擰緊幕墻板塊的固定螺柱。當安裝上層幕墻單元板塊時，可預先調整好支架下部和上部螺柱的長度，使其與幕墻斜角保持一致，幕墻單元板塊緊貼螺栓的橡膠頭向下層單元板塊的上端口插入，進行臨時固定，再次確認單元板塊的傾斜角度，無誤后擰緊單元板塊與主體結構間的固定螺栓。

6 結語

騰訊濱海大廈南北塔樓共采用了2 414塊豎向鋸齒幕墻、2 840塊水平鋸齒幕墻、3 034塊整體傾斜式單元式幕墻，具有一定傾斜角度的單元體幕墻可避開太陽直射，起到自動遮陽的效果。但是幕墻單元體體積大、質量大、項目工期緊、施工場地狹小等問題為幕墻的吊運和安裝帶來了困難。

本工程采用主體結構與單元體幕墻施工交叉進行，隨主體結構施工進展而進行分段吊裝的幕墻安裝主體思路。幕墻單元體板塊主要采用索道、塔吊和活動小吊車進行垂直運輸，采用布設在樓外單層軌道進行水平運輸，采用室內環形軌道進行單元板塊的暫存和轉運。項目通過BIM技術和高精度測量技術，合理設置安裝流程和質量控制關鍵點，解決了異形超大單元板塊、傾斜單元板塊的安裝精度問題；采用可拆卸活動滑輪架，保證傾斜單元體板塊快速精準插接。本工程魚鱗式傾斜單元體幕墻的吊裝技術保證了工程的施工進度與質量，得到了業主及建設主管部門的好評，并獲得了國家優質工程獎。