建筑幕墻預埋件施工質量問題及控制措施

梁新亞 王 珍 何飛龍 汪銀偉

(1.中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000；2.黃河交通學院交通工程學院，河南 焦作 454900)

建筑幕墻作為建筑主體的重要組成部分，在保證建筑美觀性的同時還起到圍護結構作用，其質量直接影響結構的安全性。幕墻工程在設計和施工的過程中需要考慮自重、地震作用、風荷載等影響。高層建筑的幕墻工程中使用的埋設件可以根據設置時間分為預埋件和后置埋件，主要起到銜接、承重等作用。埋設件質量未達到設計要求的需要增設螺栓和鋼板，造成了材料的浪費以及施工成本的增加。預埋件相比于后置埋件而言具有與主體連接更加牢固、成本更低等優點，因此預埋件是幕墻與主體結構連接的主要形式，其施工質量直接影響到幕墻結構的安全性和使用壽命[1-3]。

由于預埋件和幕墻的施工采用不同的施工單位，預埋件通常是主體施工時施工單位根據設計圖紙進行預埋作業，幕墻的連接則是由幕墻單位進行作業。預埋件在施工過程中常因設計圖紙、施工工藝等原因造成質量問題[4-6]。

1 預埋件種類及特征

預埋件用于連接幕墻單元與建筑主體結構，具有連接可靠、承重性能以及防雷接地性能良好等優點。預埋件可分為槽型埋件、爪型埋件以及錨板帶預留槽型埋件。

1.1 槽型埋件

槽型埋件主要由成型帶槽鋼板和鑄件焊接而成或者一次加工成型，在模板支設時固定即可，一般工人即可完成安裝作業，具有安裝簡單、連接可靠，靈活性大的特點。

1.2 爪型埋件

爪型埋件主要由錨筋以及錨板焊接制成，錨筋可根據工程情況采用彎鉤型或直型，錨筋可采用鋼筋，具有取材方便、連接可靠等優點。

1.3 錨板帶預留槽型埋件

錨板帶預留槽型埋件是錨板上增加了預留槽的抓型埋件，在與預埋件設計位置偏差較大的情況下焊接固定，具有連接簡單、靈活性大等特點。

2 預埋件設計

在對不同形式的幕墻進行設計時，需要從實際需求出發，保證結構性能充分發揮，預埋件需要承受幕墻所傳遞的荷載，因此要求預埋件自身強度以及與之相連的主體結構構件具有足夠的承載能力。并且與主體結構相連的連接件強度在設計值上要高于其自身的承載設計值，預埋件位置應設計合理。

2.1 設計要求

在對幕墻預埋件進行設計前，首先應對預埋件進行力學性能試驗，確定其承載能力，同時要留有一定的安全儲備，以保障預埋件能夠與幕墻單元連接的可靠性，防止出現預埋件先破壞的情況，提高幕墻結構的整體安全性。

在對預埋件進行力學性能試驗后，需要對錨筋直徑、焊縫厚度、錨板長度和規格進行設計，并且需要對錨筋規格、間距以及與錨板邊緣距離進行驗算。設計過程中各參數取值精度的高低會影響結構整體承載能力，從而造成重大安全隱患。

2.2 受力分析設計

在對幕墻預埋件進行力學性能試驗和分析的基礎上需要對其抗剪性能、抗彎性能以及抗拉性能進行分析設計。

2.2.1 抗剪性能

預埋件往往需要承受剪力作用，其抗剪性能大小受預埋件錨固面積、錨固件型號以及混凝土強度等因素綜合影響。因此，需要結合施工安裝要求對預埋件的數量、型號以及錨固長度進行設計。

2.2.2 抗彎性能

對需要抵抗彎矩作用的預埋件而言，其受壓合力點的位置往往會超過受壓區邊排筋。因此，需要充分考慮結構安裝過程中的安全要求，同時考慮力臂的折減系數，進而提高設計的科學性和準確性。

2.2.3 抗拉性能

在剪力、彎矩作用下，當預埋件出現變形彎曲時，錨筋同時承受拉力和剪力的復合受力狀態。因此，在對預埋件進行設計時，還需要考慮錨板彎曲變形，提高結構整體性和安全性。

3 預埋件施工的特點及常見質量問題

由于幕墻工程施工時，預埋件的施工和幕墻往往由不同單位承擔，預埋件通常由施工單位在主體結構施工過程中同時開展，幕墻單元與預埋件的連接則通常由幕墻施工單位完成。幕墻單元承載能力是否符合要求取決于預埋件施工質量，而預埋件的施工質量受多種因素復合影響，當預埋件施工質量難以達到幕墻單元安裝要求時，還需要采取措施進行加固處理，從而造成成本和工期的增加。

3.1 施工特點

預埋件的埋設通常在土建作業施工過程中穿插進行，安裝簡單。預埋件與主體結構通常采用焊接連接的方式進行固定，通過將預埋件與主體結構鋼筋或者槽型鋼進行焊接，其施工具有以下特點。

(1)幕墻單元與主體結構間具有特殊的關聯性，幕墻單元雖然與主體結構相連接，但是卻相互獨立，幕墻單元自身結構并不幫助主體結構承擔壓力。

(2)建筑幕墻除了圍護作用外，還能夠增加建筑的美觀性，從而提升建筑整體的視覺感受。建筑幕墻單元與主體結構通過連接裝置進行連接，完成幕墻單元與主體結構的可靠連接，同時可以與主體結構進行分離，以達到使用功能。

(3)建筑幕墻因其結構以及安裝作業的特殊性，導致其施工作業中具有一定的危險性。因此在幕墻單元整體安裝過程中，應當制定完整的施工方案，從而在施工過程中充分保障施工工人的安全。

3.2 質量問題

影響預埋件施工質量的因素主要分為設計和施工兩個方面。

3.2.1 設計問題

在對幕墻預埋件進行設計時，由于設計人員原因造成設計缺乏合理性，導致預埋件與結構鋼筋位置沖突的情況，造成無法按圖施工；同時，由于未對幕墻材料的力學性能進行檢驗，可能造成材料安全儲備較低等問題，從而影響結構的整體性和安全性。

3.2.2 與主體焊接質量問題

預埋件與主體結構焊接時，由于電焊工的工作面較小，一定程度上限制了對預埋件的有效施焊，造成預埋件與主體結構焊接質量不合格的問題；另外由于電焊工焊接參數以及焊條型號選擇不當，也會造成焊接過程中出現焊縫的質量缺陷等問題，造成預埋件過早脫落。

3.2.3 預埋件定位問題

在施工過程中需要對預埋件進行準確定位，因測量失誤以及焊接、施工時造成預埋件發生滑移，都會導致預埋件位置出現較大偏差，造成后期無法按施工圖進行施工，而必須進行維修、返工等問題。另外，在模板支設過程中，由于個別部位支撐不夠牢固，在澆筑混凝土時易產生變形，造成預埋件位置偏差超過規定值。

3.2.4 預埋件質量問題

預埋件在加工成型過程中，受工人、加工環境以及加工工藝等因素影響，造成預埋件出廠時的幾何尺寸不統一，導致無法精準安裝等問題。

3.2.5 主體施工質量問題

主體結構的施工質量直接影響預埋件定位的準確性，當主體結構的垂直度或軸線出現較大偏差時，導致預埋件位置偏差過大，從而出現嚴重的質量問題。

3.2.6 施工人員問題

施工過程中，受施工人員綜合素質等因素影響，經常出現不按圖紙要求施工，并且由于現場管理人員技術交底不夠詳盡，施工工人在安裝預埋件時出現錯裝、漏裝等問題，同時，工人對于成品保護意識薄弱也會導致成品損壞等問題。

4 控制措施

建筑幕墻施工質量的好壞需要多部門共同協作控制，不僅需要從設計階段控制質量，更需要在施工過程中加強技術交底、嚴查工人是否按圖紙施工。因此需要對各個流程的施工質量進行嚴格的控制。

4.1 重視前期準備工作

施工前應仔細核對全套施工圖紙，從多角度檢查是否存在錨筋至預埋件邊緣不滿足實際要求等設計問題，同時可以利用BIM軟件對結構進行輔助分析，論證設計的合理性。

在正式施工前發現圖紙中存在的問題后要及時和設計人員溝通，然后在規范允許的范圍內進行設計變更，針對已經開始施工的情況，要采取適當的補救措施。當主體結構鋼筋與預埋件錨筋位置存在碰撞問題時，對于主體結構能夠適當調整的應對其進行適當的調整，對于主體結構不能調整的，應該根據工程實際提出相應調整措施，在允許范圍內進行調整。

4.2 加強技術交底

在進行施工前需要組織模板工、電焊工等需要協作的不同工種參與技術交底，同時還要協調其他工種為電焊工預留足夠的工作面，當預埋件與主體結構無可靠的連接點時，可用多余鋼筋連接主體結構和錨筋。

在安裝作業進行前需要對施工班組進行技術交底，嚴格要求工人按照圖紙要求進行施工，重點強調預埋件幾何尺寸和安裝位置，從而確保預埋件實際安裝與圖紙設計一致，避免因技術交底不清晰影響后期施工作業的開展。

4.3 多手段保證預埋件定位準確

施工前運用BIM技術建立三維模型，對施工人員進行三維可視化交底，并在三維模型中標注預埋件位置，保證施工的準確性。施工人員在固定預埋件前需要使用墨線在模板上對預埋件位置進行標記，以保證位置偏差控制在誤差允許范圍內。

4.4 加強作業人員教育

加強作業人員思想教育工作，提高工人成品保護意識，預防在支設模板以及澆筑混凝土的過程中因作業人員原因造成預埋件偏位，對于惡意破壞成品的作業人員實行嚴格的懲罰措施。

4.5 加強主體結構與預埋件位置檢測

在預埋件施工前要加強主體結構與預埋件位置的碰撞檢測，同時加強主體結構施工過程檢測監督。在預埋件安裝前，對主體結構的垂直度以及軸線位置進行復測，保證復測結果符合圖紙要求，進而確保預埋件位置的準確性，當確定預埋件位置滿足設計要求時可進行電焊固定。

同時，在施工的過程中也要掌握預埋件施工放樣的準確性，加強施工過程質量控制，在控制主體結構施工質量的同時也能夠快速檢測預埋件位置是否與設計一致，當復測結果滿足設計要求時方可繼續后續的工序，否則需要及時整改，經檢查滿足要求后，方可進行下道工序。

4.6 保證預埋件質量

在具有相應資質的工廠進行預埋件的采購，在進場時要嚴格抽檢進場預埋件的質量，避免由于預埋件質量問題影響施工進度。

5 結 語

綜上所述，幕墻工程施工中，由于建筑幕墻整體施工難度較大，這就要求施工單位從容易出現的建筑問題出發，從前期施工圖紙審查到后期施工過程的規范性與科學性，嚴格控制建筑幕墻施工中質量問題的出現。為提高預埋件施工質量，要在了解預埋件類型以及設計中需要注意的問題，根據施工要求做好預埋件的埋設工作。預埋件的主要作用為承受幕墻構件所施加的荷載，預埋件的施工質量會直接影響幕墻的施工質量和使用壽命，為提高建筑幕墻施工質量，需要重視幕墻預埋件的設計、施工以及成品保護，有針對性的采取措施進行優化，以滿足工程要求。本文以幕墻預埋件在施工過程中易出現的質量問題為背景，結合已有工程經驗提出針對性解決措施，為相關的工程技術人員提供參考。