超高层建筑单元式幕墙质量监控要点

周竞天

（北京兴电国际工程管理公司，北京 100048）

1 工程概况

中国国际贸易三期工程位于北京市朝阳区CBD 核心区域，总建筑面积近30万 m2，包括超五星级酒店、高档写字楼、国际精品商场、电影院等多种设施。该建筑主塔楼高度为330 m，共 74层(1～6层作为商业用途，7～53层为写字楼，56层以上为超五星级酒店，74层为停机平台)，该建筑是北京 CBD 地区的地标性建筑。

本工程主体结构采用钢-混凝土组合结构，抗侧力体系为筒中筒结构，外筒为型钢混凝土框架筒体，内筒为型钢混凝土框支核心筒体，整栋楼呈四面棱台结构，每个立面上下整体呈弯弧形，幕墙表面规则波浪结构。每两个立面相接处运用凹陷设计相连，自上而下凹陷拗口呈收缩状。平面外轮廓尺寸在底层约为50.1 m×50.1 m，至层顶时收到约 35.6 m×35.6 m。幕墙面积约 87000 m2，单元板块约 10600 块。

2 单元式幕墙系统介绍

2.1 玻璃幕墙形式一(办公楼和酒店部分玻璃幕墙)

此部分玻璃幕墙是在单元式玻璃幕墙的基础上进行优化、改进而成的，使之更适用于国贸三期工程。每个单元的玻璃用硅酮结构胶安装，单元包括透明部分玻璃和阴影盒部分。水平框分隔透明部分和阴影盒部分。系统还包括垂直的玻璃遮阳片和角部的金属遮阳片，遮阳片用铝合金型材固定在幕墙竖向主龙骨上并与组合单元框对中。LED 灯具安装在遮阳玻璃翼的金属保护盖上。幕墙单元通过单元幕墙挂件系统和预埋件固定在楼板边缘。针对地震和风荷载引起的变形，在设计时保证幕墙单元始终处于矩型。幕墙的挂件系统能保证地震位移时幕墙始终平行于建筑外墙立面。

2.2 玻璃幕墙形式二 (28～29机电层、54～55机电层)

与玻璃幕墙形式一基本类似。玻璃倾斜于主框料系统，两侧有开口。在主框料系统上有垂直布置的防鸟网，用水平格栅将主框料系统和倾斜系统隔开。

2.3 玻璃幕墙形式三 (第5层机电层)

与玻璃幕墙一基本类似。单元幕墙采用铝合金龙骨垂直分成三份，中间一份外表面无玻璃以便空气流通，这里的玻璃后退，以形成视觉上封闭的效果，但空气可以从两侧流通，两侧安装有防鸟网。

2.4 玻璃幕墙形式四 (塔基和楼冠的金属板包柱和包装饰构架)

幕墙四的单元系统为四周由水平和竖向的结构方钢管支撑，面板主要选用单层铝板，表面喷涂氟碳。

2.5 幕墙主要材料一览

表1 幕墙主要材料

3 施工质量监控要点

3.1 工程测量放线的质量控制

由于本工程为超高层建筑，受风荷载影响建筑振动位移频繁，受温度影响阳面变形较大。且相邻层之间单元体成相反的夹角，各层内外凹凸尺寸变化，这些给施工测量放线带来了一定的难度。而测量质量好坏直接关系到今后各分项工程施工和安装质量。

3.1.1 确保放线精度

为保证测量放线精度，确保工程质量，克服多轴线为基准存在偏差的难题，首先要求施工单位在本工程的轴线确认无误的前提下，利用幕墙公差，在合适的位置设立参照基准轴线，反复核对无误后，确立为辅助基准轴线，以此来达到施工的高质量。

3.1.2 消化累积误差

考虑到温差对计量的误差，以及地面不平造成的误差，通过全站仪复核相互之间的几何关系，搞清楚点线之间的关系以及相互间的几何尺寸，通过点线的精度来提高幕墙施工精度；在确保门洞口以及沉降缝的宽度的前提下，使各种累积误差在大面幕墙内消化。

3.2 幕墙单元体加工制造精度的质量控制

3.2.1 加工质量控制

(1)铝型材的下料、加工偏差严格执行规范及设计图纸要求。

(2)在加工过程中，由于型材表面处理颜色较浅，要求注意型材表面的防护。

(3)型材加工完毕后，必须清理毛刺、油污、铝屑。

(4)加工首批单元体扣盖时，要先进行试装，验证图纸尺寸是否符合装配要求。

(5)在半成品型材运输过程中，注意型材表面不要划伤，要求型材之间垫木条，型材与运输车之间做好防护。

(6)铝板龙骨的焊接，要求平整度、垂直度、强度及焊角的打磨应符合设计图纸要求。

3.2.2 组框质量控制

(1)要求长、宽、对角线、高低差、间隙偏差符合质量标准。

(2)组框时注意各型材的方向性及位置。

(3)要求横梁型材端头涂胶，组框完毕后，将余胶清干净，攻钉时，自攻钉垫三元乙丙胶垫，并注意胶垫的脱落。

3.2.3 组装、注胶质量控制

(1)扣面板前，注意铝框、玻璃注胶部位的清擦。

(2)扣玻璃时，注意玻璃的正反面及玻璃垫块的放置位置。

(3)玻璃四周注胶与型材粘接的部位打底漆，并且注意底漆要有 10 min左右的干燥时间，禁止打完底漆立刻注胶。

(4)装铝板要注意角码的定位，以保证铝板的平整度符合±1 mm的规范。

(5)注胶时，胶的深度要符合工艺要求，禁止虚胶出现。

3.2.4 单元组装的质量控制

由于《建筑幕墙》(JG3035)对单元组件框未作专门规定，参照 JG3035 及 JGJ102的有关规定，驻厂监理工程师制定了单元组件框允许偏差表及单元组件组装允许偏差表，以此为依据对单元组装进行质量检查。

表2 单元组件框允许偏差表

表3 单元组件组装允许偏差表/mm

3.3 幕墙预埋件质量控制

3.3.1 要求施工单位提供埋件的质保资料

埋件的质保资料主要包括钢材材质证明单；镀锌质量检测报告；埋件出厂合格证；埋件的拉拔试验报告。

3.3.2 预埋件进场报验时检查要点

预埋件进场报验时检查要点包括焊缝高度是否达到设计要求；焊角有没有咬边现象；防锈漆涂刷是否均匀；所用材料是否符合设计要求；加工尺寸与图是否一致。

3.3.3 避免预埋件累计误差

预埋件在埋设过程中，若以单轴线定位，丈量过程中尺寸误差会积累，造成埋件的偏位，因此要提醒施工单位以多轴线进行埋设，相对来说轴线之间的精确度足以满足埋件的几何尺寸。

3.3.4 预埋件的埋设要求

幕墙与主体结构连接的预埋件，应在主体结构施工时按设计要求埋设；预埋件位置偏差上下不应大于10 mm，上下测量依据底模用卷尺进行测量。

预埋件在埋设过程中，一定要紧贴模板，监理工程师重点对埋设的偏差进行检查，上下、左右偏差在 20 mm 以内，避免前后倾斜，因为前后倾斜将造成角码与埋件之间接触减少，以后采取加垫铁块等措施均为点接触，受力将受影响。造成施工周期长、成本增加。

3.3.5 混凝土浇筑对埋件的质量控制

埋件埋设好以后，在浇捣混凝土时，要注意保护埋件。混凝土施工的振动棒在埋件边应延长振捣时间，埋件周边的混凝土一定要浇捣密实，避免产生漏浆及空鼓现象，影响埋件的质量。

预埋件在墙面埋设时，在浇混凝土时，应跟踪进行检查，若埋件高出混凝土应立即往下打，使埋件与混凝土面一样平。

3.4 幕墙单元体转接件安装的质量控制

3.4.1 控制放线精度

先对整个大楼进行测绘控制线，依据轴线位置的相互关系将十字中心线弹在预埋件上，作为安装支座的依据。

3.4.2 检查转接件偏差

要求施工单位在临边垂直放钢丝线，依据钢丝线来检查一次转接件的垂直度与左右偏差。

3.4.3 确保安装精度

为保证转接件安装精度，除控制前后左右尺寸后，还要控制每个转接件标高，监督施工单位用水准仪进行跟踪检查标高，监理工程师进行抽测。

3.4.4 转接件的连接与紧固

待一次转接件各部位校对完毕后即进行螺栓初步连接，连接时严格按照图纸要求及螺栓紧固规定。

转接件安装完毕后，再进行码件安装，安装前垫上隔离垫，安装好进行前后左右调节，完毕后进行固定，用水准仪检查标高。监理工程师进行抽测。

3.4.5 连接件安装精度要求

标高偏差 ±1.0 mm(有上下调节时±2.0 mm)；连接件两端点平行度偏差≤1.0 mm；距安装轴线水平距离偏差≤1.0 mm；垂直偏差(上下两端点与垂线偏差)±1.0 mm；两连接件连接点中心水平距离偏差±1.0 mm；相邻三连接件(上下、左右)偏差±1.0 mm。

3.5 幕墙角位安装的质量控制

国贸三期工程平面为方形，四角凹进，整个大楼的方正，均在头角上显示。如角位安装不好，影响整个幕墙的外观形象。因此，角位安装是本工程的控制重点。相对来说，转角承受的风力荷载较大，一般设计在转角处相对加大、加多支承点，这样就增加了施工难度。

经过监理与施工单位的反复研究，决定采取角位先行的方式解决这个难题，角位先行可以减少误差积累，打开工作面。

转角位安装后，已经给整个楼的单元体安装定了型，工人施工也有了基准面，安装产生的误差可在有限区段内消化，减少误差积累。

3.6 玻璃翼安装的质量控制

由于国贸三期工程的玻璃幕墙外采用了大量的竖向遮阳的彩釉夹胶玻璃翼，安装过程中，如何保证总高 330 m的玻璃翼在一个垂直平面上，如何进行玻璃翼安装的质量监控，这些问题是本工程的难点。安装控制不好，玻璃翼会上下不在一条线上，凹凸起伏，产生蛇游一样的曲线。

为了避免玻璃翼安装过程中产生蛇游曲线，经过反复的论证和实验，发现将单元板块与玻璃翼在工厂内组装在一起，整体进行安装，可以有效防止玻璃翼凹凸曲线的产生。监理工程师要求施工单位通过测量放线、单元体加工及安装精度确保玻璃翼安装误差控制在 ±2 mm 内。

3.7 主塔楼楼冠的施工质量控制

楼冠部位主要有单元式内倾幕墙，铝板包柱、钢格构不锈钢板装饰网格三种形式构成，制作工艺很复杂，型号多，技术数据较难控制。由于楼冠部位标高在 294.99 m～330 m 之间，且幕墙形式复杂。一般的吊篮或普通的吊装设备或单一的施工方法，均无法满足楼冠部位的施工。楼冠部位施工采取了搭设外挑脚手架进行不锈钢包柱及钢格构不锈钢板装饰网格的安装。最后利用活动小吊车安装内倾单元式幕墙。脚手架的搭设有一定的难度，斜幕的斜度难于控制。

针对以上的施工特点，监理工程师对塔冠施工质量重点控制以下几点。

(1)严格控制放线精度，在所放线闭合后，以总包所提供的标高及结构变型作为参考。

(2)严格控制钢结构的制作安装精度焊缝质量，使误差控制在设计值允许范围内。

(3)控制外包铝板分格缝符合设计及规范要求，胶缝宽度一致，胶面光滑无毛刺。

(4)泛水坡度符合设计及规范要求。

(5)铝板与钢结构或龙骨接触面加胶垫。

3.8 收边、收口是幕墙施工的质量控制的重中之重

收边收口对每个幕墙施工工程来说都是重点，收边收口的好坏直接影响幕墙施工的质量，幕墙施工有 30%～40%的工作量在收边、收口，而且收边收口处理若处理不好，很容易产生漏水。因此，在收边收口处，如不同类型幕墙交接处、幕墙本身的收口处、沉降缝等地方都是监理工作中的重点控制对象，要求施工单位必须一丝不苟，精益求精，严格按施工工艺及采取科学有效的方法施工，并确保安装质量及安装精度。

4 结 语

玻璃幕墙工程是一项跨行业的综合性工作，由于玻璃幕墙结构的特殊性，涉及设计、材料、加工、组装、施工等各个环节，它不仅技术含量高，专业性强，而且要求产品必须具备足够的安全度，如果有一个环节质量控制不严，就会留下质量安全隐患，因而对玻璃幕墙的质量控制是一个系统工程。国贸三期工程在质量控制的系统过程中，监理部严格执行国家的有关标准、规范，重点加强了对幕墙材料的质量控制，对单元体生产组装过程的质量控制，对玻璃幕墙施工安装的质量控制，同时还对影响幕墙实体质量的几个重要因素方面，即对施工人员，施工材料，施工设备、施工方法以及环境因素等进行了全面的控制。国贸三期幕墙质量监控的实践证明，通过对预埋件、转接件、单元体等环节施工过程和施工质量进行的严格监控，幕墙施工取得了非常的好的质量效果，本工程先后取得了鲁班奖及詹天佑奖等国家级大奖。