单元式梁柱造型石材幕墙施工技术

许一崖

（广东省粤建装饰集团有限公司 广州 510635）

0 引言

近年来，随着我国城市化的高速发展和建筑科学技术水平的不断提高，超高层建筑在全国各地发展迅速［1］，超高层幕墙也越来越多，但由于传统玻璃幕墙在节能、安全性、防眩光（光污染）方面存在一些问题，住建部和国家安全监管总局要求限制部分建筑使用全玻璃幕墙，因此金属窗幕墙+梁柱造型石材幕墙的组合幕墙成为新发展趋势，经过多年发展，玻璃幕墙单元化程度相对成熟，但梁柱造型石材幕墙大多还是焊接构件式骨架+现场切割石材干挂法施工，存在效率低、粉尘污染大等问题，是当下亟需解决的问题［2］。

1 工程概况

安徽某大学实验教学综合楼幕墙工程（见图1）幕墙面积约3 万m2，结构形式为框剪结构，抗震设防烈度为7 度。由主楼和裙楼两部分组成：主楼地面以上26 层，檐口高度为108.1 m，主要功能为教学科研。裙楼地面以上6 层，主要功能为办公，总高度为28.5 m，本工程地面以下2层，主要功能为停车、人防设施及设备用房等。

图1 安徽某大学实验教学综合楼Fig.1 Experimental Teaching Complex Building of a University in Anhui Province

本工程大量应用单元式石材幕墙、单元式玻璃幕墙、点式玻璃遮阳百页幕墙、门窗及钢结构雨蓬等。

2 系统构造设计

大型单元石材板块在工厂加工拼装［3］，先焊接钢架结构，做好防腐处理，然后采用不锈钢背栓连接固定。大型单元石材板块形状主要是U 槽形，包结构柱的单元石材板块在工厂加工成U槽形（两侧面+正面），如图2所示，在现场可直接吊装；包结构梁的单元石材板块在工厂先加工成L 形（正面+底面），如图3 所示，但其钢架需先焊接成U 槽形，在单元石材板块（包梁）吊装定位后，完成防火层或防雷系统安装，才能装配上面的石材单元块。石材单元块在工厂加工处理步骤完成以后通过大型载重汽车运往工地，采用塔吊从地面转运至楼层，再分多组同时从多个面采用卷扬机安装。单元石材板块吊装前，需根据放线记录，安装好钢支座，钢支座通过T 型螺栓与槽式埋件连接，单元石材板块吊装到位后，将单元石材板块钢架上面的挂钩挂在钢支座上面的L 形连接件上，然后通过不锈钢调节螺栓完成单元石材板块的调位安装［4］。最后完成单元石材幕墙的防火层封堵和打胶密封。

图2 单元式石材幕墙包柱节点Fig.2 Node of Wrapped Column of Unit Stone Curtain Wall

图3 单元式石材幕墙包梁节点Fig.3 Node of Wrapped Beam of Unit Stone Curtain Wall （mm）

3 主要施工技术

3.1 施工工艺流程

预埋件安装➝测量放线➝单元板块工厂化加工➝单元板垂直转运➝连接件安装➝单元板吊装➝打胶密缝➝淋水试验➝验收

3.2 施工工艺要点

3.2.1 预埋件安装

⑴幕墙预埋件安装精准度将会影响幕墙后续所有安装进度和精准度，因此，预埋件安装应注意下列事项：

①施工前应做好深化设计，将预埋件BIM 模型与主体结构模型作碰撞检查，及时发现问题，并通过BIM的4D模拟安装对施工人员进行技术交底［5］。

②配备专职技术员，对预埋件定位、安装、验收和混凝土浇筑全程跟进。

③仔细校核确保对应安装预埋件的位置准确无误后，按照深化图纸的要求安装预埋件。预埋件的安装位置偏差要符合设计要求。设计没有具体要求时，预埋件的垂直向误差不应大于±10 mm，水平向误差不应大于±10 mm，表面进出误差不应大于5 mm。

④预埋件安装要有防歪、斜、倾等措施，防止预埋件出现偏移、错位的情况。

⑤混凝土浇筑前要核查预埋件是否走位、稳固；浇筑过程技术员要跟进，确保埋件水平面和垂直面的平直，并对偏差埋件及时校正。

⑵当结构边缘线出现过大的尺寸偏差时，首先修正结构；当预埋件出现较大的位置偏差时，宜选取与预埋件材质厚度相当的钢板来补板，或者采用其他的连接方式。

⑶偏位的预埋件的处理方法：

①废弃原先不符合设计要求的偏差过大的预埋件。原无误的设计位置采用锚板加化学锚栓埋设后置埋件。

②后置埋件应符合相关标准规定。

③给后置预埋件钻孔时，要注意避开主体结构的钢筋，钻孔的深度应满足后置埋件的有效长度，并清理钻孔。

3.2.2 施工测量放线

⑴为确保幕墙安装的质量，在进场前，应对土建单位提供的轴线基准线和标高基准线进行复查，并办理移交手续。

⑵放标准线：先校核每层土建的室内标高线并将其移至外墙的施工面上，然后检查复核；在放线之前，为了准确定位，应采用全站仪先测量建筑物外形尺寸，与图纸比较看是否出现偏差，再依据最终测量的结果，确定基准线。

⑶将标准线作为一条基准线，根据图纸，在墙上弹出相应的分格线，并做好喷漆标记。

⑷风力超过4 级时，要采取避风措施，不宜测量放线。在测量放线前，主体结构的水平基准线和标高基准线应先确定。

测量放线时，幕墙分格应根据主体结构的偏差及时作出调整，避免误差累积。

⑸分格线确定后，应在其垂直和水平方向设置控制线。根据幕墙标准，垂直方向每隔20 m 设置一条控制线。

⑹放完分格线后，要进行复检，对照图纸复核预埋件的定位是否与设计相符，否则应对预埋件出现的不同情况做出及时调整和补救处理。最后，在单幅幕墙的垂直、水平方向各拉2 根φ（0.5～1.0）mm 的钢丝，作为安装的控制线，应在每层拉1根水平钢丝（宽度过宽时应每间隔20 m 设1 支点，以防止钢丝下垂），应间隔20 m拉1根垂直钢丝。

⑺其它注意事项：放线时，应整合主体结构部分的结构偏差，将偏差进行短轴分解，避免误差累积［6］；放线时，应考虑好放线部分与其他装饰面的衔接，尽量避免接口衔接不到位；应在拉好的钢丝两端的紧固点做好标记，即使钢丝断了，也能快速重拉；应严格依据图纸的要求放线；控制重点为基准线。

3.2.3 单元板加工

按照现场放线的定位复核尺寸，进行深化设计；根据BIM 4D 模拟安装顺序出具下料单、加工图及二维码编号，装配式加工厂按照下料单和加工图生产相关规格的标准单元板块，将二维码标签贴在对应标准单元块，使安装工人能快速获得单元块信息及安装技术交底，实现工厂化加工，现场快速组装。单元板块的生产、运输、存储应严格按安装顺序堆放［7］。

3.2.4 单元板垂直转运

项目通过利用塔吊将单元板块分别运输到各个楼层，予以提高运输及安装效率，单元板块进入楼层后，应依照安装顺序及部位就近分散堆放［8］，单元块不得集中堆放（见图4），避免单元板块因较大的集中荷载而造成楼面损坏。

图4 单元板由卸料平台吊入楼Fig.4 The Unit Plate is Lifted into the Building by the Unloading Platform

3.2.5 连接件的安装

⑴首先，根据标高控制线和轴网控制线放出连接件支座安装定位线，在预埋件上作出十字中心线标记，以此作为安装支座的依据。

⑵幕墙施工是临边作业，施工危险性大，要做好安全防护。应在楼层内就把螺栓与埋件连接起来并确保牢固，利用垂直钢丝线来检查转接件安装情况，看前后与左右是否有偏差，除了要控制转接件前后左右的尺寸，还要控制好每个转接件的标高，利用水准仪跟踪和检查标高，其允许偏差为±1 mm（见图5）。

图5 测绘控制线Fig.5 Mapping Control Line

⑶安装完钢适配器后，再安装铝挂钩，安装前先铺上隔离垫，安装好进行前后左右调整［9］，完成后将其固定，用水准仪检查标高（见图6、图7）。

图6 水准仪测标高Fig.6 Elevation Measurement with Level Gauge

图7 连接件安装示意图及图示Fig.7 Installation Diagram of Connector

3.2.6 单元板块吊装

⑴利用小型平板车将单元板块从运输架上转运到吊装位置，转运过程应有防止擦伤和划伤单元板措施，应提前在平板车上垫上毛毯或橡胶垫。

⑵应采用两点平衡吊装法，钢丝绳应分别钩住单元板两端，钢丝绳夹角不宜小于60°，且不得小于45°。吊装前应检查钢丝锁扣，确保稳固后，慢慢启动小吊机，让板材慢慢吊起，在离地面0.1 m时，应暂缓停留，再次检查是否稳固，应严格控制提升速度和重量。

⑶当板材吊装出楼层时，要防止单元板块突然甩出，并应注意石材表面触碰到楼板梁，防止石材损伤（见图8）。

图8 单元石材板包梁吊装Fig.8 Hoisting of Unit Stone Slab Wrapped Beam

⑷单元板块被吊出楼层外时，单元体石材板面朝外，然后吊篮安装人员将单元板块就位安装。

⑸单元板块就位后，用水平仪复合水平标高，标高不合格时，要及时进行调整，满足要求后，先清理凹槽内垃圾，然后安装防水压盖，用清洁剂将其擦拭干净再进行打胶工序，打胶过程中胶一定要连续饱满，然后进行粘合剂的刮除处理，这一环节不可疏忽，打胶结束后，等待硅胶表干燥，才能开始渗水试验，试验合格后，再进入下一道工序（见图9）。

图9 施工吊装完成侧面Fig.9 Side after Construction Hoisting

4 结语

⑴设计施工一体化对装配式结构的集成设计：充分应用设计施工一体化手段，在深化设计中按照装配式建筑的评价标准和装修的特点和基本要求［10］，系统地对梁柱造型石材幕墙装配式装修关键技术进行创新研究。

⑵装配化装修施工：根据不同梁柱造型，采用装配式钢骨架制作成单元骨架，与石材板间通过不锈钢背栓连接，将柱预制成U 型（两侧面+正面）包柱单元式石材幕墙以及L 型（底面+正面）包梁单元式石材幕墙，包梁上端石材在安装完防火层系统和避雷系统后封板。单元体通过L型钢支座+槽式固定件+T型连接件方式安装，T字连接件有可调螺栓，可用于调节平整度，采用塔吊从地面转运至楼层，再分多组同时从多个面采用卷扬机安装，解决单台塔吊效率低问题。