一种用于幕墙龙骨安装的C 型卡槽组合式预埋板免焊接施工技术

黄亚文 陈镇北 丁天盛 阳素苹 李 鹏

幕墙即帷幕墙，如同幕布挂在外墙上面，是一种不承重的轻质墙体，已广泛应用于现代高层建筑及大型建筑。预埋板是指建筑结构浇筑前预先埋设在隐蔽工程内部的构配件，以便搭接砌筑的上部结构。幕墙预埋板的主要作用是固定幕墙龙骨并使其与建筑主体结构连接在一起[1]。由此可见，幕墙预埋板是建筑工程的主要部件之一，所以安全性应该受到建筑设计人员的高度重视。

目前，大部分建筑的幕墙预埋板使用焊接技术使钢筋与钢板连接，需要焊接工人在高空中作业，然后通过外观来检测焊接质量，并未对其进行无损探伤检查。而且预埋板位置偏差较大，难以保证质量，容易留下安全隐患[2]。

本文针对现有技术存在的不足，提出一种用于幕墙龙骨安装的C 型卡槽组合式预埋板免焊接施工方法。此方法具有施工简便、设计合理、安全性高、应用面广、实用价值高的特点。

1 幕墙龙骨安装的C 型卡槽组合式预埋板免焊接施工技术

1.1 工程概况

本文以湖南浏阳市经开区金阳智中心项目为研究对象。该工程结构类型为框架剪力墙结构，外装饰幕墙有玻璃幕墙和石材幕墙，外幕墙预埋板全部采用C 型卡槽组合式预埋板，由C 型槽钢和锚钉2 部分组成，采用铆接的方式把锚钉和槽钢连接在一起，预埋板的抗拉强度约110 kN，抗剪承载力约80 kN。

1.2 工艺原理

安装C 型卡槽组合式预埋板时，先将C 型卡槽预埋在主体结构中，然后把幕墙的主龙骨固定在主体结构上。为了增加幕墙安装的稳固性，需使用T 型螺栓和U 型转接件，通过T 型螺栓在C 型卡槽内移动来调节安装构件的位置，增加安装便利性。

2 C 型卡槽组合式预埋板免焊接施工流程

C 型卡槽组合式预埋板免焊接施工流程如图1 所示。

图1 C 型卡槽组合式预埋板免焊接施工流程图（来源：网络）

2.1 初步定位

安置预埋板前，按照施工设计深化图初步设定预埋板的位置，根据占位布置图和标高尺寸，在板边钢筋上或钢筋网格中间画出预埋板安置控制线（最好使用红笔，更加醒目），由此初步确定幕墙预埋板的平面位置，如图2 所示。

图2 幕墙预埋板初步定位图（来源：网络）

2.2 预埋板临时绑扎

当每层楼的钢筋土建梁板绑扎完成后报验，等监理工程师验收合格后，按照上面初步定位的预埋板位置，用铁丝临时将其固定在梁、板钢筋上。在预埋板安置过程中，遇到预埋板锚钉在箍筋中间空挡位置时，可采用铁丝直接与主钢筋绑扎方法，也可采用辅助钢筋连接锚钉和主钢筋，确保绑扎牢固[4]。

2.3 梁板边模安装固定

按照施工设计图纸以及施工方案，对梁板边模实施加固操作。根据国家规范操作要求，准确定位模板位置，加固安装，模板平整度以及垂直度要完全符合要求。

2.4 预埋板分格及编号

安置预埋板前，要对其进行分格，把预埋板分隔线留在底模外檐口处。对预埋板编号，从轴线左边起第1 个预埋板开始编号并记录在验收单中，以便施工监理验收。

2.5 预埋板定位放线

为保障预埋板的线性排列，埋设过程必须在拉线时操作。按照幕墙C型卡槽组合式预埋板的设计图纸，对预埋板进行多轴线埋设，因为单轴线定位时，丈量尺寸误差会累计，易导致预埋板偏位。采用多轴线方式进行埋设可大幅度提高放线准确度，精准设定预埋板平面位置和标高尺寸。定位预埋板位置时，可用经纬仪和垂准仪把主控制线引测到该施工楼层，通过控制线确定预埋板的平面位置和标高尺寸，用红色油漆标注在边模板上，以便于安装时能快速找到准确位置。

（iv）设为专家ek（k=1，2，…，N）的个体决策矩阵，其中是专家ek（k=1，2，…，N）从评价等级集合H={H1，H2，…，Ht}选取某一等级对有属性值ui∈U的方案aj∈A进行评价的结果。其中，H={H1，H2，…，Ht}表示有 t个评价等级，Hl表示有第l个评价等级，l=1，2，...，t，例如，H 是一评分集合H={1，2，3，4，5}（1：最差；5：最好）。个体决策矩阵k=1，2，…，N）通常可转化为个体标准决策矩阵[12]。

2.6 预埋板埋设及固定

2.6.1 平梁结构预埋板埋设及固定

埋设预埋板需要先在C 型卡槽组合式预埋板上设6 个钻孔，每个孔的直径为4 ～5 mm。当梁钢筋绑扎完且在梁未合侧模时，在梁主钢筋上放置预埋件，注意水平位置要标注红色，便于以后准确找到位置。在梁侧模上50 mm 处标高控制线，按照标高线用钉子将预埋板固定在梁侧模上，钉子长度为50 mm。

2.6.2 阴阳角结构预埋板埋设及固定

按照幕墙施工规范操作要求，当预埋板埋设遇到阴角时，需要在结构边角位处向外拉开50 mm 处埋设预埋板，以免影响后续施工。按照幕墙施工规范操作要求，当预埋板埋设遇到阳角时，处理方法与阴角处相反，阳角角位的2 个预埋板与结构边紧靠在一起[5]。

2.6.3 框架剪力墙结构预埋板埋设及固定

在框架剪力墙结构中，模板合模前需要把预埋板固定好，因为合模后一旦出现预埋板位置偏差等情况无法进行调整。使用吊线方法时，为避免不影响合模操作，预埋板和线锤需要退约5 mm。

2.6.4 T型螺栓与C型卡槽连接

螺栓的任意部位都可穿入小孔装进C 型卡槽内，90°旋转后旋紧螺母才能固定，螺栓不可以安装在距离C型卡槽顶端部25 mm的铆钉外侧位置。当采用的C 型卡槽配有消栓铆钉时，可用眼睛通过槽口判断卡槽顶端铆钉的位置。

2.6.5 预埋板偏差处理方法

当C 型卡槽组合式预埋板出现偏差超出标准要求时需要补板，补板厚度及材质需要与预埋板完全相同，补板需要使用化学螺栓进行固定。

2.7 混凝土浇筑

为避免预埋板浇筑时出现位置偏差，浇筑前需先检验边模的平整度和垂直度，偏位处及时修正，保证预埋板中心标高偏差–10 ～10 mm，预埋板水平偏差–20 ～20 mm，预埋板进出结构外表面偏差–2 ～2 mm，预埋板边缘和中心倾斜偏差–3 ～3 mm，预埋板水平方向转角偏差≤1°。

结构混凝土浇筑厚度应严格遵守施工规范要求。如果浇筑厚度过大会使钢丝网模板向外凸出，就会使尺寸出现偏差。C 型卡槽组合预埋板埋设好后，要保护好预埋板，避免预埋板损坏或位移；混凝土振捣时要注意振捣器和模板的距离，避免振捣中水泥浆严重流失。振捣中要避开振捣预埋板，振捣棒在预埋板周边振捣时，要适当增加振捣时间，确保预埋板周边的混凝土充分振捣，以防漏浆或空鼓现象。

当浇筑混凝土时，在施工现场的看管人员，应实时检查整个作业过程中是否导致预埋板位置出现偏差，如出现偏差立刻调整，以保证混凝土浇筑工作正常进行；当进行墙面混凝土浇筑时，施工现场的看管人员如发现预埋板高出混凝土结构标高时，应立刻把预埋板打进去，使其和墙面混凝土水平面对齐。如图3 所示。

图3 C 型卡槽组合式预埋板需与混凝土结构面水平对齐（来源：网络）

2.8 预埋板埋设要求

C 型卡槽组合式预埋板施工埋设要求及注意事项如下：第1，C 型卡槽组合式预埋板及配件所用材料必须符合设计要求，加工尺寸要与设计图纸一致。第2，预埋板埋设前要先放线定位，转角位置预埋板的埋设施工要特别细心。第3，预埋板埋设检查表要清晰记录施工位置上下、左右、前后的预埋板埋设情况。第4，预埋板位置相对轴线的偏差应小于20 mm，上下偏差应小于10 mm。第5，预埋板埋设过程中应贴近模板，如发生前后倾斜状况，需采用楔形铁块辅助修正角码与预埋板之间的接触面。第6，圆弧面预埋板施工时，应及时与工程设计师沟通，确定好建筑分格与结构分格，避免增加误差影响后续施工。第7，主受力预埋板施工时，应采用两方对穿螺栓和2 个膨胀螺栓，当对穿螺栓直径≥10 mm 时，需要用玻璃丝布堵塞周边缝隙。第8，预埋板施工完成后，需要至少刷2 遍防水漆来做防腐处理。第9，预埋板施工完成后，必须进行极限拉拔试验，然后出具相关试验报告。

3 C 型卡槽组合式预埋板节点计算

已知节点高度15.7 m，基本风压0.35 kN/m2，风压高度变化系数1.14，体型系数–1.4，场地粗糙类别B 类，阵风系数1.65，垂直方向和水平方向间距分别为3.9 m 和1.8 m，混凝土强度等级为C30。

C 型卡槽预埋件受到拉力时，极有可能造成预埋板卷边的剪切破坏，通过式（1）检测预埋板的抗剪承载力，用Vc表示槽钢所受的剪力设计值，取值为9.12 kN，如果V≥Vc，则说明抗剪承载力能满足要求。

式中：t为槽钢卡槽处的厚度；tc为T型螺栓T 字头宽度；fv为槽钢的抗剪设计值；n为T型螺栓的。

因为V=26.88 kN ＞Vc，所以该预埋板的抗剪承载力满足要求。

当预埋板卷口受压破坏时会造成剪切破坏，受压破坏会增强剪切破坏程度，通过式（3）检测预埋板的抗压承载力，如果N≥NC，则说明抗压承载力满足要求。

式中：t1为槽型预埋板卷边的长度；f3为槽钢的抗压设计值。

因为N=123 kN ＞NC，所以该预埋板的抗压承载力满足要求。

只考虑预埋板卷口剪切破坏和受压破坏的方式可能与工程实际情况存在一定差异，因此以预埋板卷口的剪压形式进行分析比较合理。使用式（3）～式（5）检测预埋板的剪压复合承载力。如果(βva4)α4+(βna4)α4≤1，则说明剪压复合承载力满足要求。

式中：Nc为槽钢所受的压力设计值；βva4为剪力作用设计值和材料抗剪强度设计值的比值；βna4为拉力作用设计值和材料抗拉强度设计值的比值。

因为0.12063 ＜1，所以该预埋板的剪压复合承载力满足要求。

根据式（3）～式（5）可得，C 型卡槽的组合式预埋板具有较好的抗剪承载力、抗压承载力和剪压复合承载力。

4 结语

与平板预埋板相比，使用C 型卡槽组合式预埋板的成本更低，能节省安装工时，降低材料损坏风险。但该方法存在不足之处，如浇筑振捣时水泥浆会沿着孔洞外溢，产生蜂窝，后续需针对此问题进行深入研究。