高層建筑單元式幕墻施工技術的應用

史坤，苗偉

（河北雄安商務服務中心有限公司，河北 雄安 071700）

0 引言

近年來單元式幕墻在國內的許多大、中型城市被廣泛運用。根據住建部下發的《關于發展節能型住宅和鞏固建筑的指導意見》中作出的中長期規劃，到2020 年要求我國北方和沿海經濟發達地區新建建筑實現節能65%的目標。在建筑行業大力提倡節能減排的背景下，單元式幕墻迎來了廣闊的發展前景。徐仁海[1]等人對超高層建筑中單元式玻璃幕墻的施工技術要點展開了分析，并提出重點加強單元板材質量檢查、嚴格單元板材吊裝與安裝管理等建議；田偉[2]等人介紹了一種適用于超高層建筑單元式幕墻的多段同步施工技術，對進一步加快幕墻施工效率有積極幫助。本文在總結前人經驗的基礎上，結合工程項目的實際情況，創新性地提出了單元板塊注膠加固、開展整體防水試驗和做好收口處理等施工技術內容，為進一步優化單元式幕墻的施工質量提供了技術支撐。

1 工程概況

某地新建一座金融大廈，位于高新區東北側，靠近地鐵站，周邊交通便捷，建成以后將加快本地傳統金融機構和互聯網金融公司的交流與整合，在促進金融市場健康發展、不斷壯大的同時，也能解決地方企業的融資難題，對促進實體經濟發展大有幫助。根據設計方案，該項目的總建筑面積11.7 萬m2，包括3 層地下室、5 層商業裙房以及30 層辦公樓。辦公樓外墻采用單元式玻璃幕墻，共用3 680 塊單元體，幕墻面積約4.7 萬m2，投資總額22.6 億元人民幣。

2 項目重難點分析

本工程中單元式幕墻施工的重難點主要有（1）所需單元板塊數量較多，并且每塊單元板塊的重量均在500kg 以上，幕墻吊裝的工程量以及操作難度較大。吊裝過程中很有可能因為風力影響導致玻璃幕墻板塊晃動，發生碰撞事故，因此對吊裝作業提出了嚴格的技術要求。（2）單元式幕墻拼裝后，在連接處容易發生雨水滲漏問題，長此以往將會對整個幕墻的結構穩定性和使用壽命產生不良影響，在單元式幕墻的施工中如何提高整體防滲效果也是需要關注的重點內容。（3）單元式幕墻施工中會使用到大量的轉接件，對轉接件的定位精度提出了嚴格要求。現場施工人員要選擇合適的檢查工具對各項目（如軸線水平距離、插孔件直徑與厚度等）進行測量，保證實際偏差在允許范圍之內。

3 施工流程

3.1 施工準備

參考設計圖紙，在建筑外墻上進行測量放線，標記出預埋件的安裝位置。之后安排施工個人原因進行復核，保證位置精確。本次工程中所用的單元板塊均由預制廠統一制作，并且嚴格落實好“三檢”制度，確保單元板塊無質量問題。在出廠前進行一次抽樣檢驗，抽檢合格率達到95%以上方可裝車運輸；單元板塊卸車入庫前，進行第二次檢查，保證運輸途中沒有因為顛簸發生損壞；單元板塊入場前進行第三次檢查，確保吊裝使用的單元幕墻板塊無質量缺陷。

3.2 安裝預埋件和轉接件

本次工程中采用鋁合金槽式預埋件。在安裝時，重點加強預埋件安裝位置精度的控制，要求預埋件在垂直方向上的偏差應小于10mm，在水平方向上的偏差應小于15mm。同時，預埋件露出混凝土外墻的部分應當進行切割，保證外墻的平整，為下一步單元幕墻板塊的安裝創設有利條件。預埋件還要與工程主體結構的防雷接地系統進行焊接，保證良好的導電性。所有預埋件安裝完畢后，還要進行抽樣檢測，抽樣數量不應少于預埋件總數的10%，對樣品進行拉拔試驗。對于試驗不合格的，要采取補救措施，保證預埋件固定可靠。轉接件與預埋件的安裝如圖1 所示。

圖1 轉接件與預埋件的連接示意圖

對于經檢查符合施工要求的預埋件，還要進行清潔處理。將預埋件周邊或插槽內的雜物清理出來，然后按照施工方案安裝鋁合金轉接件。轉接件的定位控制要求見表1。

表1 轉接件定位控制要求

3.3 單元板塊的進場

在施工現場劃出一片長度為25m、寬度為10m 的矩形區域，專門用于臨時存放和吊裝單元板塊。單元板塊進場后，開展一次質量檢查。檢驗人員需要仔細核對單元板塊的型號、尺寸是否正確，觀察單元板塊表面有無劃痕，邊角處有無缺損，整體顏色是否保持一致，轉角處的密封膠條是否緊密貼合等。經過一系列的認真檢查，對于存在質量瑕疵的要及時聯系調換，對于不存在質量問題的方可安裝。由專用吊機將單元板塊從地面吊升到指定樓層，在現場施工人員的配合下完成單元板塊的安裝。

3.4 單元式幕墻板塊安裝

單元板塊的安裝是單元式幕墻施工的重中之重，要求現場施工人員不僅要熟悉安裝流程，還要加強質量管控意識，加強安裝操作的細節處理，保證單元式幕墻板塊一次性通過驗收。

3.4.1 單元板塊的起吊

在單元板塊的短邊側有兩個對稱分布的掛鉤，將吊繩的一端分別穿過掛鉤，另一端固定在吊車的吊鉤上。吊車啟動運行后，先將單元板塊的一側緩慢抬起，直到單元板塊達到垂直狀態。然后勻速提升單元板塊，使其從地面提升到指定樓層。本工程中使用懸臂吊車完成單元板塊的吊裝，如圖2 所示。

圖2 懸臂吊車示意圖（單位：mm）

3.4.2 單元板塊的安裝

移動單元板塊，直到單元板塊與轉接高度之間距離為200mm 時停止移動。在現場施工人員與吊車駕駛員的相互配合下，讓單元板塊掛到主體結構的掛點上，在板塊沒有與轉接件固定之前，吊具不得撤走。單元板塊在掛點上臨時固定以后，現場施工人員要仔細檢查前后、左右、上下6 個方位，如果發現尺寸不對，要進行微調，直到每個方位的位置精度都能達到要求。在安裝單元板塊時，要注意不要對單元板塊施加額外荷載，防止因為受力不均而出現扭轉、彎曲的現象。對于個別確實難以對齊的板塊，不得使用錘擊等方式強行安裝，應當將單元板塊拆下后檢查問題，如果是轉接件不垂直導致的，要及時調整轉接件；如果是單元板塊自身存在質量問題，則需要更換新的材料。單元板塊采用焊接方式與轉接件固定，為提高固定效果，要求連接處必須焊透。經檢查無焊接質量問題后，清除焊渣，并在焊接位置涂刷一層防銹漆。

3.4.3 單元板塊的注膠加固

相鄰兩個單元板塊之間存在一定的縫隙，如果處理不到位容易出現雨水滲漏等情況。因此在單元板塊安裝后，還要及時在縫隙之中注膠，起到封堵縫隙、提高密封性能與隔音性能的效果。為保證注膠封堵效果，對注膠環境、注膠操作也有著嚴格的要求。注膠前，應使用干凈不掉毛的清潔布擦除縫隙內的雜質。注膠宜在溫度0℃～30℃、相對濕度30%～70%的環境下進行，既可以加快膠水的固化，同時又能提高注膠效果[3]。注膠前，施工人員還要仔細核對膠水的牌號、顏色以及保質期，確保膠水不存在過期、摻雜等質量問題。在注膠時，應保證均勻灌注，讓膠水填滿縫隙，并且與單元板塊的平面保持平齊。注膠結束后，如果表面有多余的干固膠水，可以使用抹布蘸取二甲苯、75%酒精進行擦拭。

3.4.4 單元板塊的試驗

單元板塊安裝完畢并且膠水凝固后，進行單元式幕墻的整體防水試驗。對單元板塊的上邊框進行淋水試驗，觀察有無滲漏情況。如果發現局部滲漏，要查明問題所在，并重新打膠封堵；未出現滲漏現象，說明施工質量過關，可以進行整體質量驗收。

3.5 電梯處單元式幕墻的收口處理

在單元式幕墻施工中，存在一些比較特殊的部位，對板塊安裝技術提出了更為嚴格的要求。對于這些特殊位置，要采取特殊的處理方式。例如，對于結構柱靠近樓層邊緣的部位，建筑室內幾乎沒有多余的操作空間，增加了單元板塊安裝的難度。這種情況下要求施工人員借助于吊籃，在室外進行安裝。同樣的，因為結構柱的存在，導致吊車無法直接將單元板塊吊升到安裝位置，這種情況下需要在安裝樓層的上一層布置電動葫蘆，輔助完成單元板塊的吊裝。人貨電梯位置處的單元板塊通常放在工程收尾時安裝，收口處理也是單元式幕墻施工中的難點之一。在本次工程中采取了以下施工方法：根據電梯處的結構特點設計了專用的單元板塊，起始單元板的左右邊直料為雙公，而封口單元板的左右邊直料為雙母，這樣既可以降低安裝難度，將兩種單元板對齊、扣壓后即可完成收口；同時又能保證收口處單元式幕墻有良好的氣密性[4]。

4 注意事項

高層建筑的外墻施工中選擇單元式幕墻工藝，既要加強施工質量管理，同時還必須做好高空施工中的安全管理。因此，在單元式幕墻施工中要重點關注質量與安全這兩個方面。

4.1 施工質量方面

加強對材料質量的把關，嚴禁不符合施工要求的材料入場使用。在單元式幕墻施工中，所用材料種類較多，除了單元板塊外，還包括預埋件、轉接件，以及密封膠和五金配件等。施工人員應當對這些材料仔細進行檢查，保證不存在質量缺陷。對于單元板塊，重點檢查表面有無劃痕、邊角有無缺損，是否存在彎曲、翹邊等情況；對于預埋件和轉接件，要檢查是否有生銹情況，尺寸、規格是否符合施工標準。只有從源頭上加強了材料質量管理，才能提高單元式幕墻的施工質量。另外，在單元板塊的吊裝期間，也要做好防護，避免單元板塊與建筑外墻或其他構筑物發生碰撞。密切關注施工天氣，如果風力較大則不宜進行吊裝施工。在單元板塊安裝到指定位置后，還要兼顧上下、前后、左右的偏差是否在允許范圍內，如果偏差較大要及時進行調整。經檢查確定位置精確后，方可進行固定。在所有的單元板塊全部安裝完畢后，再整體檢查一遍幕墻安裝情況，并開展防水試驗，保證幕墻的氣密性和防水性良好。

4.2 施工安全方面

由于本次工程為高空作業，并且個別情況下還需要施工人員乘坐吊籃在外墻進行作業，存在一定的安全風險。因此在單元式幕墻施工中還必須加強安全管理，避免發生安全事故。安全管理人員要查明施工現場的各類危險源，并根據單元式幕墻的吊裝作業特點，采取多種安全防護措施。例如，對于高空作業人員必須開展安全培訓，切實提高上崗人員的安全意識。開展技術與安全的交底工作，熟悉安全應急預案，確保在突發安全事件后也能做到妥善應對[5]。落實好安全監督工作，高空作業區域必須配備防護網或臨時圍擋，危險區域要豎立警示牌。通過實行動態化、精細化的安全管理，營造安全的單元式幕墻施工環境，實現安全事故的“0”發生。

5 結論

本項目的外墻施工中采用了單元式幕墻，通過落實精益化管理，順利通過了驗收。從工程實踐來看，單元式幕墻施工技術的應用主要取得了以下效益：

5.1 經濟效益

單元式幕墻的板塊，全部采用工廠生產線預制，在高層建筑的主體工程施工時，可以同步制作單元板塊，然后由汽車運輸到現場后，使用懸臂吊機直接吊裝。整個過程自動化程度較高，施工速度較快，可以明顯縮短施工工期，幫助建設單位節約了大量的時間成本和人力成本，取得了良好的經濟效益。另外，單元式幕墻的質量較為可靠，不容易出現安裝以后翹邊、脫落等質量問題，避免了返修作業帶來的額外支出，也能讓建設單位節約一大筆費用。

5.2 環保效益

在單元式幕墻的施工現場，只需要完成吊升、焊接即可，基本上不產生污染物和廢棄材料，符合綠色施工理念。

5.3 社會效益

單元板塊的邊緣處采用了雙膠條設計，將單元板塊拼接以后，膠條也相互咬合，從而提高了單元式幕墻的隔音和保溫效果。另外，在相鄰單元板塊的接縫中，灌注了密封膠，也能進一步提高防水效果和隔音效果，讓高層建筑的使用體驗得到了明顯提升。