弧形结构体组合式幕墙的施工技术研究

弧形结构体组合式幕墙的施工技术研究

刘欢

广州市广州工程建设监理有限公司 广东广州510000

摘要：桂城乡村文化振兴实践基地外观设计为弧线造型。外观由玻璃幕墙、金属幕墙、陶板幕墙的弧形结构体组合式幕墙，装饰设计结构极其复杂，预埋件较难定位，弧形原材料的生产加工难解决；在工程施工过程中，根据改进外墙装饰的设计，应用化学螺栓的后置埋件技术，选择是小单元式平面幕墙生产加工制造代替曲面。最后，组合式建筑幕墙安装顺利完成。外观设计达到设计效果，质量达到预期的总体目标，一次检验达标。希望该项目建设的日常施工安装任务为同类型的工程项目提供一定的参考经验。

关键词：弧形结构；组合式幕墙；后置埋件；化学螺栓

引言

随着建筑外观装饰设计日益多样化，设计师在幕墙设计中越来越青睐组合式建筑幕墙。各种复杂的设计思路逐渐被打破，组合式幕墙逐渐呈现在大家面前。多样化的幕墙设计方案也提高了建筑行业工程专业施工资质要求[1]。近年来，随着高新技术能力的提高和新技术的应用，幕墙施工工艺发生了较大的变革。文章以桂城乡村文化振兴实践基地建设为例，对曲线结构组合式建筑幕墙的施工技术进行科学研究与探讨。复杂多样幕墙装饰设计结构的简化施工，对于项目建设的重点和难点的处理，这都促进了项目成功实施。

1工程概况

1.1项目总体概况

桂城乡村文化振兴实践基地位于佛山市南海区桂城街道夏平东路南侧，映月湖东侧。总建筑面积为17132.29m2，其中地下室层数为一层，建筑面积为7974.09m2；地上三层，建筑面积为9158.20m2。本项目总投资额为15716.07万元，高度23.85m。建筑设计以弧线线条为主，美观通透（见下图1）。

图1建筑外观效果图

1.2外墙装饰概况

本建设项目总高度不高，单栋总建筑面积较大，由各种规格的建筑幕墙组成。大多数幕墙安装在弧形结构上。主要有以下几种幕墙：竖明横隐玻璃幕墙：该系统面板采用6Low-E+12A+6中空钢化玻璃，玻璃最大分格为1200mmx2100mm；全玻璃幕墙采用钢化玻璃，上部吊挂，底部入槽，两边结构胶固定于玻璃肋；玻璃面板采用19mm超白钢化玻璃，肋板采用19+2.28PVB+19超白钢化夹层玻璃。陶板采用30mm厚红褐色，陶板幕墙分格外立面效果为菱形；标准分格为：1272mmx1266mm(使用两块1272mmx633mm陶板拼缝组成)；铝板幕墙3mm厚铝板，表面处理为：白色氟碳喷涂；标准分格为：1272mmx1272mm；

2工程特点

2.1重难点分析

建筑在施工时，难点包括以下五个问题：

难点一：本项目主体建筑外立面为不规则的多弧形结构，外观如鱼形或船型，为钢骨混凝土结构和钢结构,部分钢结构一端固定在弧形水平系梁上。

难点二：本项目的幕墙装饰设计大多以弧形结构为主体，关键荷载预制构件预埋在混凝土结构和焊接在钢结构上，精确定位极其困难.

难点三：组合式建筑幕墙由陶板幕墙、玻璃幕墙、金属幕墙组成，类型很多，各种建筑幕墙类型交错连接。解决起来比较困难。

难点四：全玻璃幕墙上部吊挂，底部入槽，上部吊挂玻璃每块玻璃规格均不一致，精度要求高。

难点五：本次新项目的工程图，只确定了效果图和进行了初步设计。施工图要进行二次深化设计，需把重点放在设计方案工作上。

2.2采取对策及措施

针对上述问题，我公司新项目项目部在主体工程建设前进行了多次讨论和详细分析：

措施一：浇筑混凝土结构的弧形结构各层截面规格不同。如果订购成品钢弧模板，施工周期时间短，但周转率为零，施工成本相对较大。通过对工程项目的科学研究，明确应用10mm厚木质胶合板，不仅可以保证施工质量，保证施工安全，还可以大大降低工程的建设成本。木模板按照设计方案规范提前生产加工，提高了工作能力，缩短了施工周期[2]。

措施二：对于建筑幕墙的装饰设计，大部分弧形结构是主导因素。工程建设过程中，各种工艺流程相互重叠。预埋件精确定位是本工程能顺利实施的关键之一。所以尽量采用后置预埋方式开展该工程的施工。应用化学锚栓加厚镀锌钢板后锚施工，合理减少在结构阶段的预埋件工作量，提高安装精度.

措施三：组合式建筑幕墙在原有初步设计的基础上进行深化。根据各类建筑幕墙交接线，对其在房屋建筑的角线或纵横线框处进行掩盖。当然，连接处自然过渡改善了建筑幕墙整体和谐。同类型建筑幕墙基材开缝安装，缝宽4mm，并采用耐候密封胶分格密封施工。

措施四：上部吊挂玻璃，上部玻璃爪焊接在钢结构上，在焊接完成后，现场对每块的吊挂玻璃安装位置进行测量，计算吊挂玻璃和玻璃肋尺寸，并进行编号管理，确定每块玻璃尺寸后再由工厂加工，运输至现场进行现场吊装，以确保其满足其精度要求。

措施五：按备案的工程图纸以及选定的样板和颜色，将设计方案由专业的甲级幕墙设计技术企业进行，幕墙设计在主体施工中提前介入，使设计过程提高了整体的和谐性、增加了设计精度，也保证了设计的质量；提前组织了专业的工程施工队伍在设计深化过程中及时进行沟通交流，各方面来保证深化方案的可行性，为工程优质施工提供了强有力的准备。

3施工方法

3.1幕墙深化设计

玻璃幕墙分为座地式玻璃肋全玻幕墙、吊挂式玻璃肋全玻幕墙、横隐竖显半隐框玻璃幕墙。由于弧面夹胶玻璃很难钢化，所以玻璃为小单元平面钢化夹胶玻璃，吊挂式玻璃肋全玻璃幕墙有玻璃的规格基本不一致，需要根据现场测量的数据到厂家进行定制；陶板幕墙施工采用干挂陶板铝合金通槽式形式陶板最大尺寸为1272mmx1266mm(使用两块1272mmx633mm陶板拼缝组成)的平面材料,进行组合；按设计标准设上圆形窗，圆形窗直径1100、900、600mm。组合式建筑幕墙大多以弧形结构为主体，选择小单元组合代替弧面的设计理念。建筑立面施工图详见图2。

图2外立面图

3.2弧形结构模板配制

各层弧形结构截面规格不一致，模板不能用于周转。项目建设过程中采用10mm厚的木质胶合板进行生产、加工和安装。根据设计图纸和工程施工条件，提前进行施工放样，减少工程施工周期。传统模板支架的主龙骨采用无缝钢管作为外主龙骨，但无缝钢管的柔韧性差，不能满足弧梁工程的施工规定。因此，模板结构加固外层铝方通采用较软的Ф25，根据施工钢筋实施的实际结果，已更换无缝钢管，该方案符合施工规定。

3.3预埋件施工

3.3.1后置埋件

后置预埋件将在主体工程完成后进行。分离按建筑幕墙设计图纸进行，按建筑结构中心线和设计标高进行施工。精确的预埋件将在外墙砖上分离。每个后置预埋件用4个M12×160化学锚栓固定。锚栓配有M12不锈钢板螺帽和垫圈。锚板为180mm×280mm×8mm厚镀锌板，预先设置4个Ф14锚栓孔。预埋件按照“墙体精确定位放线→钻孔打孔→清孔→校轴→安装镀锌板”进行工程施工。后置的嵌入部分在进场时应经过工程验收。镀锌板表面应平整、垂直，以保证受压受力均匀；锚板与钢筋连接锚栓的锚固长度应满足设计方案的要求，预埋件锚栓为4根Ф20圆钢筋，钢筋锚固长度为300mm，竖向断面长150mm，弯锚150mm；后置预埋部分锚栓为四颗M12地脚螺栓，垂直长度为160mm；后置嵌件的螺栓采用化学锚栓固定，规定单条抗压强度不小于12kN。锚孔钻孔工程施工完毕后，必须用吹风机吹出泥浆，待孔清空后进行锚栓施工[3]。

3.3.2防腐处理

预埋件是建筑幕墙的重要承载结构。预埋件的特性和使用寿命同时与防腐措施有关。预埋件防腐时，应对预埋件进行二次防腐漆工程。防腐处理时，应清除电焊位置残留的焊痕，检验合格后方可进行防腐处理。

3.4建筑幕墙施工

本建设项目幕墙施工实际是在外脚手架上操作，按照“后置预埋件和骨架工程施工先行先上后下，装饰面板先下后上”的标准，灵活使用平面图、建筑立面、室内空间，三维交叉操作，确保创新管理和平衡工程建设[4]。

3.4.1陶板幕墙、铝板幕墙施工方法

①操作步骤：外墙上的陶板幕墙遍布大半外立面，铝板幕墙设置在。为30mm厚的陶板，平面尺寸为1272mmx1266mm(使用两块1272mmx633mm陶板拼缝组成)。陶板幕墙采用干挂施工方法。施工纵横向间隙控制在4mm。安装完成后，分格缝隙注入硅胶结构胶封闭。外墙陶板幕墙选用的干挂施工工艺为“测量放线→连接件安装→立柱安装→横梁安装→陶板安装→缝隙打胶→收尾、清扫→工程验收”

②主要施工要求：外墙陶板幕墙为基本为弧面结构，由多个小单元平面基材组成。弧形建筑幕墙框架承重梁沿外墙砖弯曲，每块陶板之间有缝隙，总宽度在10mm以内。干挂胶用于固定陶板与铝合金挂件，耐候密封胶用于密封陶板之间的缝隙。陶板的边缘和表面有缺陷，不能使用有裂纹的原材料。补胶时必须将原料边缘及表面灰尘清理干净，方可补胶。整个灌胶过程中不允许胶水污染建筑幕墙。打胶后，在建筑幕墙的右上方粘贴制作工艺，完成的指定标志。

3.4.2玻璃幕墙施工方法

①操作流程。幕墙玻璃分布于无围护结构处，铝板幕墙分布于部分外立面和顶部，各幕墙交界处及屋顶圈梁密封处，应用陶板幕墙相同的龙骨架构建。施工过程中按照“测量放线→后置预埋件安装→角码焊接→铝合金型材主龙骨立柱安装→铝合金型材次龙骨安装→防雷防火安全安装→楼层处密封铝单板幕墙→玻璃安装和胶水修补→玻璃清洗→工程验收”的步骤。

②重点施工要求。后置埋件部分安装完成后，进行验收。验收合格后，采用电焊焊接热镀锌角码。热镀锌角铁按纵向墨线，采用电焊焊接在后置埋件上。锚板为8mm镀锌板，角码为60mm×120mm×6mm厚镀锌板，角码和后置钢板电焊焊接，焊接按照三级焊接进行质量管理。

③安装铝合金型立柱。本项目竖明横隐玻璃立柱采用180系列铝合金型材产品，安装采用双系点结构。幕墙龙骨与玻璃面板之间采用压板连接方式，保证了浮动式连接，满足了幕墙各种变位要求，避免了因结构变位造成的板面破损；而压板与龙骨之间采用螺钉的连接方式，强度高、安全性好，同时玻璃与幕墙龙骨之间设置了三元乙丙胶条，采用了弹性连接设计，提高了幕墙的抗震性能，避免金属与玻璃之间的硬接触引起的噪音保证了帷幕的隔音效果；铝合金型材立柱按M12热浸锌地脚螺栓固定在预埋件上。

⑤玻璃吊装。玻璃安装前，要确保周边有足够的操作空间。玻璃进场后，按安装的先后顺序进行分拣，放置在便于施工的位置后，即可进行吊装。每片玻璃均搬运和安装均由中联重科ZTV40-800高空吸盘车进行操作。该机械最大工作高度为39.6m，最大额定荷载为800kg,完全满足玻璃幕墙的安装要求。

⑥玻璃的安装。玻璃安装时，由1位机械操作人员和2位工人配合进行高空吸盘车作业，吸盘车将玻璃移动到顶部固定位置安装到合适，接缝宽度一致，用销子夹住固定。

⑦幕墙玻璃清理。每次安装一叠玻璃时，需要擦拭一次玻璃面板。其含义是消除主龙骨表面不必要的胶水及其污染物，减少整体清理工程量；每个工程施工完成后，应立即清除原材料，确保材料干净，场地干净。当密封胶具有一定的抗压强度后，对建筑幕墙进行沉淀和漏水试验；在所有幕墙玻璃工程完成后，对夹层玻璃进行全方位清洗，使用高空作业车相互配合清理[5]。

⑧特性检验。严格执行设计方案，对建筑幕墙有机硅结构胶相容性试验，后置埋件施工现场抗拉拔强度试验，幕墙“四特性”试验和平面变形性能试验。

3.6各类型幕墙交接处处理

对于组合式建筑幕墙，应在不同类型建筑幕墙的交界处设置50mm宽的建筑变形缝。同类材料建筑幕墙的变形缝设置在建筑的阴阳角处。建筑变形缝处的龙骨架一定要断开，为了更好地展现外观之美，本项目施工变形缝均采用铝单板幕墙包边，质量小，易于固定，施工较容易，耐候性密封性好。

4总结

本项目组合式幕墙施工根据二次设计方案，自主创新施工工艺，调整施工部署，提高检测标准，本次项目组合式幕墙施工成功确保幕墙外观符合实际效果总体规划（见下图3）。针对新项目建设中的重点难点，在实施过程中制定了系统化的解决方案，设计方案提前介入规范施工实施，成为弧形结构组合幕墙施工的经典案例。文章内容将通过实践活动的认证，写出此相关的文章，为该项目提出切实可行的对策，作为今后类似项目的参考。期待业内人士对同类型装修工程深入探索，不断寻找新途径、新方法、新技术和工艺，为建筑业的发展和壮大提供动力。

图3组合式幕墙现场施工图

参考文献：

[1]李国民，张明亮，文庆龙.建筑幕墙工程中的深化设计及施工技术研究[J].建筑施工，2018，40（8）：1367-1370.

[2]尹茂周.建筑装饰工程中玻璃幕墙施工技术要点探讨[J].工程施工技术，2019，06：251-255.

[3]中国建设幕墙门窗商会联盟组.石材幕墙实用技术手册[M].北京：中国建材工业出版社，2013，02.

[4]吴岁岁.基于AutoCAD技术的复杂弧形结构施工放样应用[J].山西建筑，2017（8）.

[5]邱晓丽.建筑装饰工程中玻璃幕墙的施工技术探讨[J].建材与装饰.2018(44)

作者简介：刘欢(1988.10)男、汉、江西抚州、本科、工程师、工程管理