超高层单元式幕墙综合项目施工新工法.doc

超高层单元式幕墙施工工法
1．前言
单元式幕墙是在框架式幕墙基本上逐渐形成一种新幕墙施工工艺。重要工艺涉及幕墙与主体构造连接预埋件安装、单元式幕墙工厂制作、单元式幕墙现场安装，该施工工艺具备工厂化作业限度高、施工速度快、质量安全可靠、环保节能长处。
2．工法特点
单元式幕墙是在车间内将加工好各种构件和饰面材料组装成一层或多层楼高整体板块，然后运至工地进行整体吊装，与建筑主体构造上预先设立挂接件精准连接，必要时进行微调即完毕幕墙安装。与老式框架式幕墙相比较，单元式幕墙具备如下特点：
2.1 单元板块所有在工厂车间内进行组装完毕，组装精度高。
2.2 安装速度快，施工周期短，便于成品保护。
2.3 可与土建主体构造同步施工，有助于缩短整体建筑施工周期。
2.4 板块之间采用插接方式连接，抗震能力强。
3．合用范畴
该工法合用于高层、超高层外墙装饰面积比较大办公楼、写字楼等建筑工程。
4．工艺原理
单元式幕墙构造工艺原理是：依照建筑设计效果分格拟定单元板块宽度，依照楼层高度拟定单元板块高度，并在组装厂中制成单元组件，一种单元板块即为一种受力单元。在工厂制作好单元板块运至施工现场，吊装与主体预埋件连接，完毕幕墙安装。
5．施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程

5.2 操作要点
5.2.1使用移动小吊车吊装安装环节：
（1） 单元体板块通过叉车运到安装部位一层地面并将固定单元体绳子解开，将吊装扁担下侧钢丝绳挂到单元体挂钩上，在没有挂钩一端采用特制销板插到单元体水槽料内，挂钢丝绳时要使各吊点钢丝绳长度一致并依照单元体大小及吊点位置不同随时调节扁担上吊点位置，以保证起吊后单元体平衡。
（2） 此时开动小吊车缓缓提高，单元体起吊端随着运送架转动逐渐上升，当单元架转动至大概50 度左右时，地面操作人员用绳索拉住运送架配合完毕单元体脱离运送架。
（3） 单元体脱离运送架后由专人扶稳单元体以免单元体滑动，吊运速度应控制在（5㎝/秒）内，待单元体离地面500mm时，为了防止单元体左右摆动，地面操作人员将单元体板块与起稳定作用钢丝绳连接在一起。
（4） 单元体离开地面后调节卷扬机转速，先用快进档提高，待单元体接近安装区域后，在以慢进档提高。
（5） 单元体板块接近安装区域后，卷扬机停止运营，处在锁住状态，地面操作人员松开揽风钢丝绳手拉葫芦，让单元体板块慢慢接近构造面。待揽风钢丝绳达到所有松开状态后，地面操作工运用对讲机告知轨道跑车操作工、单元体安装工。安装工依照单元体高度指挥移动小吊车操作人员运营吊车至安装位置。（如下图所示）
吊装示意图

缆风绳装置示意图
3、板块就位及水平吊运
（1） 单元体将近起吊到安装位置后减缓吊速到5cm/秒，使单元体缓缓提高到安装标高以上50mm-100mm 后停止提高。
（2） 放松炮车后端手动葫芦使前端小滑车受单元体重力缓缓向内滑动，当单元体移至安装面后停止放松手动葫芦，施工时应注意小滑车不得顶到后限位板上。
（3） 室内安装工人扶稳单元体后将下端控制单元体稳定挂钩解开。
（4） 拉紧扁担与起吊挂钩中间手动葫芦使单元体上升100cm-200cm，然后将跑车放松使单元体下降至安装标高以上50cm-100cm 处。直接进行单元体板块安装或者将工字钢轨道吊具挂到扁担吊具上，运用轨道进行单元体板块水平运送。
（5） 放松炮车及炮车与起吊挂钩中间手动葫芦，使钢丝绳与手动葫芦锁链处在自由状态，将吊装单元体钢丝绳卸下来。楼层安装工指挥卷扬机操作工将吊具放下，进行下一块单元体板块吊装工作。(如下图所示）

移动小吊车与环轨电动葫芦换钩示意
5.2.3 预埋件安装
幕墙与主体构造连接预埋件采用哈芬槽式埋件，在主体构造施工时按设计规定埋设。依照前期轴线测量成果将预埋件平面位置引测并标记在主体构造模板上，再用卷尺依照框架梁底模仿定预埋件高度，将预埋件放入框架梁钢筋之后与梁体主筋固定牢固。预埋件安装详见图 5.2-3：

图 5.2.3：预埋件安装图
5.2.4 单元体转接件安装
1．先对工程整体进行测绘控制线，根据轴线位置互有关系将十字中心线弹在预埋件上，作为安装支座根据。
2．幕墙施工为临边作业，应在楼层内将镀锌钢板与埋件连接，根据垂直钢丝线来检查转接件垂直度与左右偏差，如图 5.2.4-1 所示：

图 5.2.4-1

3．为保证转接件安装精度，除控制先后左右尺寸后，还要控制每个转接件标高，用水准仪进行跟踪检查标高，如图 5.2.4-2 所示：

图 5.2.4-2
5.2.5 单元板块就位安装
1．单元板块下行过程由板块吊装层上一层指挥人员负责指挥。
2．单元板块在下行过程应保证在所有通过层均有人员传接板。
3．单元板块插接就位。
1）单元板块插接就位由单元板块吊装层及上一层人员共同完毕。
2）单元板下行至单元体挂点与转接高度之间相距 200mm 时，命令板块停止下行，并进行单元板块左右方向插接。
3）在左右方向插接完毕后，板块坐到下层单元板块上槽口上，防止板块在风力作用下与楼体发生碰撞。
5.2.6 单元体标高检查
单元板安装后，对单元板标高以及缝宽进行检查，相邻二单元板标高差〈1mm，缝宽容许±1mm。操作如图 5.2.6。

图 5.2.6
5.2.7 防水压盖安装
单元体标高符合规定后，一方面清洁槽内垃圾，然后进行防水压盖安装，用清洁剂擦干净再进行打胶工序，打胶一定要持续饱满，然后进行刮胶解决，打胶完毕后，待硅胶表干后进行渗水实验，合格后，再进行下道工序。
5.2.8 幕墙收口
单元式幕墙安装顺序为自左向右，由下往上，最后一种单元板块从空位上方向下插入，以实现一层收口目。然后用此办法从下至上进行收口。
6．材料与设备

6.1 安装设备
设备名称
规格
数量
总功率
用于施工部位

型号
（台）

2.5 叉车
CPD25HA
3

用于运送单元板块

汽车吊

2
吨位：50T
吊装单元板

空气压缩机
EPSOS
2
41KW
气动设备输气设施

电动玻璃吸盘
BOLE
6
功率：1.8 千瓦
运送及安装玻璃

手动玻璃吸盘

15

运送及安装玻璃

电焊机
BX6-300-1
30
功率：3 千瓦
焊接转接件及其他

手动铲车
CPCD30
4

用于卡车装卸货，可铲 1 吨重量

电动葫芦
MD206M
4
1T/50 米
吊运单元板及其她材料

MD206M
8
2T/100 米
吊运单元板及其她材料

卷扬机
5 吨
8

垂直运送

台 钻
Z516A 型
3
功率：0.6 千瓦
用于铁件打孔，扦孔用

手枪钻
ED10PT
50
功率：0.05 千瓦
有倒顺转，配上十字头或套筒能电动

紧螺栓，又能钻孔

角磨机
CF3
15
功率：0.5 千瓦
用于金属打磨表面或较难打磨地方

电 锤
GBH5-38D
10
功率：0.8 千瓦
拆除不合理构造

气动胶枪

20

玻璃打胶

电动吊篮
ZLD80
20
荷载：800 公斤
为工人提供作业空间

6.2检测设备
设备名称
型号
数量（台）
全站仪
230R
1
水准仪
AL332
4
空气加缩机
W-0.8/10
2
激光经纬仪
DJJ2-2
1
水准仪
DZS3-1
5
电子经纬仪
ET-05B
2
激光垂准仪
DZJ3-L
1
游标卡尺
150mm
4
接地电阻测试仪
ZC29B
2
相容性实验箱
YS150 型
4
涂层测厚仪
6000-F
3
深度游标卡尺
0~200mm
3
焊接检查规

5
组合检测尺

3

6.3 使用材料
6.3.1 铝型材
1．长度≤6 米容许，偏差+15mm，型材端头切斜度容许偏差≤3°，型材端头容许变形度，其纵向长度≤20mm。
2．型材弯曲度应符合表中规定

3．型材扭拧度符合表中规定（型材长度 6m）

4.表面质量
型材表面容许有轻微缺陷，其指标应符合表中规定。

5．氟碳喷涂
涂层外表面每平米内划伤、擦伤应符合表中规定：

6.3.2 玻璃
1．出厂检查
1）尺寸及公差
中空玻璃边长容许偏差（mm）
长度
容许偏差
L<1000
+1.0，-2.0
1000≤L≤
+1.0，-2.5
≤L＜2500
+1.5，-3.0

2）外观质量

颜色均匀性镀膜玻璃色差不应不不大于 3CIELAB 单位。
6.3.3 中空玻璃
1．尺寸偏差
中空玻璃长、宽、对角线和密封胶层宽度尺寸偏差用精度为 1mm 金属尺寸测量，测量长、宽尺寸时，应选取所有边上距测量边等距两点测量，对角线偏差测量两对角线长度差、长度及宽度偏差在± 0.5mm。厚度偏差用精度为 0.02mm 卡尺在玻璃四周边各取两点测量最大偏差表达，厚度偏差控制在±1mm。
中空玻璃密封胶层厚度和宽度合片后，里层密封胶厚度偏差为 0.3-0.4mm，宽偏差 3.5-5mm。合片后外层密封胶宽度偏差为±1mm。
2．外观质量
在恰当光线下，检查等距中空玻璃正面约 1 米处用肉眼进行检查，有尺寸规定项目，用精度为 0.5mm 金属尺测量。
3．性能
按GB7020 规定检查。
4．中空玻璃磨边规定
中空玻璃合片前必要进行磨边，磨边后玻璃边沿必要光滑，不容许有飞边，精磨边倒角规定为 0.5×45°，镀膜玻璃精磨倒角规定为 0.8-1×45°。
5．玻璃在钢化前应完毕切裁、磨边、钻孔等加工工序。
6．钢化玻璃自爆率≤0.3%
7．平面钢化玻璃弯曲度：弓形时≤0.2%；波形时≤0.1% 。
6.3.4 铝单板
本工程选用 3mm 厚铝合金单板，表面氟碳喷涂解决。
1．金属板幕墙组件中装饰板面解决层平均厚度应满足下表规定：
表面解决办法
厚度 T
阳极氧化着色
30>T≥25
静电粉末喷涂
T≥25
氟碳喷涂
T≥40
聚胺脂喷涂
T≥60
电泳涂漆
T≥21
2．装饰表面每平方米内划伤、擦伤应符合下表规定：
项目
规定
擦伤、划伤深度
不不不大于表面解决层厚度
划伤总长度
≤70mm
擦伤总面积
≤340mm3
划伤、擦伤总处数
≤3
6.3.5 钢材
幕墙构件钢材应符合中华人民共和国国家现行原则《碳素构造钢》GB700 和《低合金高强度构造钢》GB1597中关于规定。
6.3.6 构造胶及密封胶
所有产品必要符合《建筑用硅酮构造密封胶》（GB16776-97）和《硅酮建筑密封胶》（GB/T14683-92）规范中关于规定。
6.3.7 密封垫和密封胶条
1．密封垫和密封胶条采用黑色高密度三元乙丙橡胶（EPDM）制品，并符合中华人民共和国国家现行原则GB10711 关于规定。
2．密封垫挤压成块，密封胶条挤压成条，邵氏硬度为 70±5，并具备 20%至 35%压缩度。
3．密封胶条邵氏硬度为 70±5、延伸率≥200%、抗拉强度≥11Mpa，并应具备良好抗臭氧及紫外光性能，能耐-50℃～150℃温度，耐老化年限不少于 30 年。
6.3.8 紧固件
1．连接件（涉及不锈钢连接件）应符合中华人民共和国国标 GB/T 5277，GB/T 818,和 GB/T 3098。
2．工程所有紧固件托架涉及高档奥氏体不锈钢外用型，符合强度、类型方面所有法律规定，在恰当考虑到也许热位移基本上，可以设计承受所有静、动、风荷载。
7．质量控制
7.1 四性实验
为保证幕墙实验符合玻璃幕墙工程技术规范，需进行空气渗入性能实验、雨水渗漏性能实验、风压变形性能实验、平面内变形能力实验，即为四性实验。
7.1.1 实验原则
幕墙性能实验重要实验内容普通为：雨水渗漏实验、空气渗入实验、风压变形实验、平面内变形能力实验，实验过程中严格执行 GB3035-96（ 年版）、GB/T15228-94、GB/T15226-96、JG3035-96 测试原则。
7.1.2 幕墙实验重要程序：拟定检测中心——取代表意义单元——设计样品制作——实验室样品安装——空气渗入实验——雨水渗漏实验——抗风压实验——平面内变形能力实验——出具检测报告。
7.2 预埋件检查
焊缝高度必要达到设计规定；焊角没有咬边现象；防锈漆涂刷与否均匀；所用材料与否符合设计规定；加工尺寸与图与否一致。
7.3 预埋件偏差解决
7.3.1 预埋件位置偏差过大或未预设埋件时，应制定补救办法或可靠连接方案。
7.3.2 预埋件偏位采用化学螺栓锚固，但施工过程中必要严格按照厂家原则规定进行施工。
7.3.3 当化学螺栓施工完毕后，不能及时进行下一步施工，而必要等到螺栓里化学药剂反映、凝固完毕后方可开始下步施工。
7.4 单元体质量检测原则

幕墙质量容许偏差和检查办法

8．安全办法
8.1 安全管理办法
8.1.1 贯彻安全生产制度，实行责任管理
8.1.2 施工项目应通过监察部门安全生产资质审查，并得到承认。
8.2 高空作业安全办法
8.2.1 单元板吊装区域下方地面必要设立醒目安全警界范畴，吊装区域下方地面吊装过程必要设立专人安全监护。
8.2.2 高空作业人员和现场监护人员必要服从施工负责人统一指挥和统一管理。
8.2.3 电动吊篮在使用过程中，禁止在三层以上人员上下及物料装卸，以防坠入和坠物。五级（含五级）以上大风不得使用吊篮，雨天禁止使用吊篮施工。吊篮在每天开始使用前，必要认真检查后才可使用。
8.3 单元体吊装安全注意事项
8.3.1 板块吊装前认真检查各起重设备可靠性，安装方式对的性，同步认真核算所吊板块重量，禁止超重吊装。
8.3.2 吊装单元体现场安全员应全程跟踪监护其吊装作业工作，起重工与起重机械操作者认真配合，严防操作失误。设备监护员在吊装过程不容许脱离岗位，如发现设备有不正常状况，必要及时通过对讲机告知吊装组，并停机检查。
8.3.3 吊具起吊单元板块时，吊钩上应有保险，应使各吊装点受力均匀，起吊过程应保持单元板块平稳，以减小动能和冲量。吊装就位时，应先把单元板块挂到主体构造挂点上；板块未固定前，吊具不得拆除，防止意外坠落。
8.3.4 吊装工作属临边作业，操作者必要系好安全带，所使用工具必要系绳防止坠物状况发生。单元板吊装区域下方地面必要设立醒目安全警界范畴。
8.3.5 在恶劣天气（如大雨、大雾、6 级以上大风天气）不能进行吊装工作。
8.3.6 吊具必要经常检查，发现磨损要及时更换。
9．环保办法
9. 1 在施工现场平面布置和组织施工过程中严格执行国家和地区行业关于噪音污染，环保法律法规和规章制度。
9.2 设计用料尽量选用无污染可回收运用材料，合理解决幕墙光污染问题。
9.3 施工噪音污染防护办法
1．在比较固定机械设备附近，修建暂时隔音屏障，减少噪音传播。
2．恰当控制机械布置密度，条件容许时拉开一定距离，避免机械过于集中形成噪音叠加。

10．效益分析
当代幕墙已不再仅仅满足于抗风压、水密性、气密性等基本性能，幕墙环保节能越来越成为当代人衡量幕墙品质指标，作为大型公共建筑，噪声，光污染，热量损失等都会对建筑及环境产生较大影响。本工法先进性、创新性重要体现为：
10.1 施工便捷
采用了比较先进槽形预埋件，构造施工时同步预埋。预埋在构造梁（侧面，通过 T 型螺栓与转接件相连。该种埋件与平板埋件比较具备如下特点：
10.1.1 安全可靠，产品质量稳定，拉拔力破坏荷载可达 72KN。
10.1.2 调节性能好，其特殊连接方式可以吸取较大土建误差，具备较大调节余量，而平板埋件调节余量相对较小。
10.1.3 连接灵活：可与各种转接系统直接简朴连接，减少施工工序。平板埋件灵活性差，与系统连接时需搭焊角钢或钢板，增长了工序。
10.1.4 无需焊接：通过 T 型螺栓连接，现场无需焊接，减少了工序，减少了成本，缩短了工期且无火灾隐患。
10.1.5 易于埋设：体积小，重量轻，加强工字钢最长 80mm 且三根成一字排列，易于与主体构造连接。
10.2 水密性、气密性性能良好
10.2.1 单元体幕墙采用雨幕原理设计，防止大量雨水进入幕墙内部。同步，在横梁插接位置及排水孔位置设立海绵。
10.2.2 采用多腔技术，提高幕墙水密性。
10.2.3 采用分层排水设计，在防水性能最佳横梁中部排水，立柱采用 5 道密封，将立柱也许渗漏水完全排向室外，设立自然排水披度，防止横梁内部积水。
10.2.4 板块之间通过插接关系连成整体，并通过三道密封胶条使其密封，依照实验，空气渗入性能可达到Ⅰ级，保证了幕墙密闭性，达到了节能规定。
10.3 建筑节能
10.3.1 透光某些采用当前热损失最小 LOW-E 中空玻璃，其导热系数 k 值在 1.8 w/m2.k 如下；不透光某些（如石材、铝板等）则在面板背面设立 50mm 厚硬质玻璃纤维保温板（k=0.045w/m2.k），并与面板和建筑主体之间留出空隙，以增长整体热阻值，经计算导热系数 k=0.77 w/m2.k。 两种型式幕墙导热系数均在幕墙容许最大导热系数（2.45 w/m2.k）之内。
10.3.2 隔热断桥型材
在以往幕墙设计中，普通采用中空玻璃和保温材料，往往忽视了铝框导热问题。中空 LOW-E 玻璃导热系数为 1.8w/m2.k ，铝导热系数是玻璃 110 倍，高达 203w/m2.k ，其优良导热性能成为幕墙难以继续忽视传热途径，将室内热量源源不断地导向室外，加大了取暖负荷。依照本工程幕墙特点，采用热阻值较大聚酰胺尼龙断热条，将铝型材室外某些与室内某些隔开。该材料与铝材等强，膨胀系数与铝型材相近，耐久性好，因而能连同铝材共同工作。
11． 应用实例
11.1昆明地铁线网控制中心施工总承包工程
昆明地铁线网控制中心施工总承包工程，由昆明地铁建设管理有限公司开发，中铁建工集团有限公司总承包施工。
本工程建设地点位于昆明市北京路和规划长寿路交叉口，北临规划长寿路，西临北京路，在地铁车站—昆明北站站东南侧，昆明北站站3号出入口及风亭坐落在本项目地块。地铁线网控制中心建筑红线退北京路30米,退北京路和规划长寿路交叉口25米，退规划长寿路10米。其中，主楼地上33层，建筑高度150米；裙房5层，局部6层，建筑高度23.95米；
本工法应用于昆明地铁线网控制中心施工总承包工程。其塔楼某些采用了先进、成熟单元式幕墙构造，通过对其细部构造精心改进，使幕墙在保证建筑立面规定前提下,不但具备优良气密性、水密性、风压变形及平面变形能力，并且达到了较高环保节能规定，充分展示了当代幕墙建筑技术。同步通过精心施工组织，严格过程控制，使本工程幕墙达到了较好效果。
11.2中华人民共和国国际贸易中心二期工程办公楼
中华人民共和国国际贸易中心二期工程办公楼外围玻璃幕墙共约3万平方米，其中塔楼2.6万平方米，裙房540平方米。外围幕墙由和兴玻璃铝业（上海）有限公司设计。幕墙采用单元板块式反射玻璃幕墙，由新加坡玻璃铝业有限公司制作。每层共112块单元板块，按不同方位分别编号，其中直位板块76块，圆弧板块36块。从主楼四层至F37层外围都是单元板块式玻璃幕墙，玻璃幕安装施工插入时间为1998年8月，正式安装开始时间为9月中旬，中间由于其她因素停工约2个月，完毕时间为99年3月，正常施工每层安装时间大概3天。玻璃幕墙施工质量得到了监理单位和业主好评。
11.3厦门联发滨海D2-1地块幕墙工程 
1）主体构造：本工程为一栋32层办公建筑和三层地下室及一栋12米高附属房（地下车库出入口）构成，构造体系为钢筋混凝土框架-核心筒构造，首层层高为7.65米，原则层高4.2米，11层及22层为避难层，16-23层南北面为外弧内弧构造，剪力墙分布在西面7轴—9轴，屋顶有5米及10米花架梁构造，地上总建筑面积59906.623m2，地下总建筑面积21444.449 m2；建筑基地面积：8787.99 m2， 
2）幕墙构造：幕墙面积为37545.54㎡，单元式幕墙面积为28499.49㎡。本项目幕墙重要饰面有：单元式横隐竖明玻璃幕墙、框架式横隐竖明玻璃幕墙、框架式铝板雨篷、框架式横隐竖明玻璃雨篷、单元式横隐竖明铝合金防雨百叶、单元式横隐竖明铝单板竖向大装饰条、框架式横隐竖明铝单板竖向大装饰条、框架式铝合金格栅（及钢格栅）、有框地弹门等内容。 
3）采用本工法施工，各项偏差符合规范规定，大幅度减少了施工方施工成本，有力地推动了工期顺利进行，对后来类似工程施工建设中起到了较好借鉴作用。