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超高层明框玻璃幕墙化学植筋埋件施工工法

编制单位: 山东三箭建设工程管理有限公司
主要执笔人:

1前言
随着建筑科学技术的不断发展以及城市对土地集约利用的要求, 超高层建筑的开发利用越来越多, 玻璃幕墙因为其采光、 节能、 轻质等有点也被广泛采用, 但幕墙与墙体连接的各种困难也凸显出来。
祥泰广场项目1#超高层幕墙的后置埋件部分采用了化学植筋埋件。这种埋件作为预制埋件的补充, 是在砼结构中钻孔后放入锚固药管,然后将装有化学锚栓杆的电动工具, 把锚固药管搅碎, 使锚固药剂与化学锚栓充分结合, 待锚固胶强度达到要求时,再将预埋板安装在化学锚栓上。这种方法较普通预制埋件更为灵活, 一方面能够在局部的幕墙埋件平面布置图提供前, 提前介入此部分土建结构的施工, 待幕墙施工时再进行此部分埋件的设置; 另一方面对于局部预埋件有偏差的, 也是有效的补充。

2工法特点
2.1 设计的灵活性: 根据需要能够在钢筋混凝土结构的大多数位置, 根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。
2.2定位较预埋件更准确: 一般幕墙预埋件在混凝土浇注成型后及改变使用功能后预埋件的位置难以改变且施工繁琐, 而化学植筋在定位后钻孔设置, 不会在混凝土浇筑过程中出现位移偏差。
2.3工艺简单操作容易, 缩短工期显著。钻孔直径、 深度范围广、 施工灵活, 抗高温, 可近距离施工。(图片)

3适用范围
本工法适用于高层建筑幕墙施工过程中, 预埋件经测量放线发现位移, 或者由于工序、 技术、 施工条件等因素不具备预埋件施工条件, 需进行后置埋件的施工情况。
4工艺原理
4.1化学植筋埋件主要是经过锚固药管, 带有化学螺栓的电动机具经过 使用电锤或电钻及专用安装夹具, 将螺杆强力旋转插入直至孔底, 以达到击碎药管并强力混合锚固药剂的目的。

4.2药管内的锚固药剂在一定的温度、 湿度范围内, 本身具有较高的强度, 并与钢筋、 混凝土、 陶瓷、 砖等材料有极高的粘合力, 抗拉、 抗剪、 抗压强度能满足一般结构受力要求。
4.3药管内的锚固药剂具有一定的物理化学性能, 经过超过30分钟的静置, 方可与化学螺栓具有一定粘结强度。在植入螺栓期间应避免超时旋转引起的胶液流失, 在埋件上紧固锚板、 焊接定位钢板引起震动。
5工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
植入药管
钻孔
清孔
定位
放样

植入螺栓
保证足够的时间固化并防止流胶
将化学螺栓安装至电动机具

清洁表面
结构表面凿毛处理
检测合格
现场检测固化效果

紧固锚板

5.2操作要点
5.2.1测量定位
化学植筋的第一步要进行锚固位置的测量定位。经过审阅施工图等设计文件, 对建筑物进行复核, 标注出建筑物各细部与图纸的位置偏差, 经过实测的结果和偏差分析对幕墙设计进行必要调整。根据轴线定出竖向分格尺寸, 根据楼层标高定出横向分格尺寸。竖向分格时, 楼层构造柱中心线处应设一根立柱; 横向分格时, 应在窗台处设一根横梁, 在垂直于视线范围之内不宜出现横梁( 外观效果有特殊要求的例外) 。
然后依据土建方确定的±0.00点及提供的50线( 或90线) 进行各锚固点的放样。幕墙分格线的测量定位应与主体结构的测量相配合, 当其出现误差时应及时分解, 不得积累, 应定期对玻璃幕墙的安装定位基准进行校核。对高层建筑的测量应在风力不大于4级时进行。
5.2.2钻孔
在钻孔前剔凿掉装饰层, 露出结构基层, 由于与锚板相接的砼墙面必须保证平整,锚板安装定位后表面应坚直以便锚板受压时受力均匀, 故墙面如不平整需剔凿并用砂浆抹平。按设计图纸要求在施工面划定钻孔锚固准确位置、 孔径。钻孔根据钢筋直径、 钢筋锚固深度要求选定钻头和机械设备。20mm 以内孔径用冲击钻; 20-40mm 间可用手持金刚石钻机; 40mm 以上用吸附式金刚石钻机。要求两台电锤在同一面墙上工作间距不小于5m, 以免引起较大的振动; 混凝土用静力钻孔机( 水钻) 打孔而且钻孔按要求一次钻到规定深度。按施工顺序每钻孔成一定批量后, 请甲方、 监理验收孔径、 孔深等, 合格后方可进行下一步施工, 竖向孔要立即用木塞等将孔堵上临时封闭, 以防异物掉入孔内。
5.2.3孔洞处理
由于化学药剂的化学性质, 要保持孔内的干燥。故钻孔之后要清除孔内积水, 异物等, 可采用吹风机加导管伸人孔内吹净。根据孔内干燥程度采用自然风干或用加热杆烘干, 以不向外排放热气为准。并用棉丝擦去孔内粉尘, 用丙酮清洗孔壁。
5.2.4固化药剂

本工法使用的固化药剂为EPCON C6 化学植筋锚固剂为药管包装。它具有诸多特点:
1、 固化时间短、 快速承载, 可缩短工期, 一般在使用后30分钟内具备一定强度;
2、 基材无应力, 可进行小边距及小间距施工,适合一块锚板上多处植筋施工;
3、 使用寿命久具有抗疲劳、 抗老化、 抗酸碱、 无蠕变等;
4、 高闪点、 抗高电压( 一万伏绝缘) , 使用安全;
5、 经过百万次循环振动测试, 适用于地震多发区;
6、 经多次冻融重复循环试验, 锚固力未见显著降低;
7、 经过美国国家卫生组织NSF61饮用水标准, 产品安全无毒;
8、 产品严格按照美国标准生产和检验, 确保产品质量。

EPCON C6 安装固化时间表
环境温度
允许安装时间
Min
允许拉力承载时间 Hr
允许拧紧安装时间Hr
完全固化时间
Hr
32°C
5
1
3
24
20°C
7
1
3
24
16°C
10
1.5
3.5
24
10°C
20
2
4
36
4°C
45
3
3
48
备注: 1、 允许拉力承载时可达锚固结合力的50%;
2、 固化时间已考虑最大工作荷载2倍的安全系数;
3、 基材潮湿时, 承载及固化时间需相应延长( 一般为基材干燥时的2倍) 。
5.2.5植入螺栓
化学锚栓规格为M12*160, 为保证锚栓与锚固胶之间的粘接力,在锚固之前, 必须对螺栓进行检查, 要求要求锚栓表面无油漆、 无锈斑污渍。对于螺栓的锈蚀部分, 应用砂纸先打磨除锈, 至露出金属光泽为止养护, 且锚固部分用丙酮清洗干净, 成一定批量后经验收合格, 方可使用。将锚板罩在结构面上,用电动工具将螺栓杆旋入孔内,锚板必须与结构层紧密接触, 防止胶液流出。 在植入的过程中螺栓位置会有所偏转, 胶液也会有流淌, 应尽量使溢出的胶分布在锚板与砼墙面之间的缝隙内。在植入螺栓期间应避免超时旋转引起的胶液流失, 以及在埋件上紧固锚板、 焊接定位钢板引起的震动。批量植筋完成后应进行检查, 将流淌的胶重新填回, 同时对偏转的螺栓进行定位处理。

5.2.6预埋件的清理与防腐
埋件的寿命与其防腐性能有直接关系。如果它的耐候性、 耐腐蚀性不好或早于其它构件失去功能, 后果不堪设想。作为幕墙关键的承载结构, 埋件的防腐处理亦是重要问题。埋件安装完毕后, 根据埋件布置图, 清理出金属面, 然后用铁刷刷掉铁锈, 清理干净焊渣后焊接转接件。焊接后, 清理残留的焊渣, 然后进行防腐处理。防腐处理的方式为两道防锈漆, 处理时要进行全面防腐。
6材料与设备
化学植筋埋件由混凝土基层、 锚固药管, 化学螺栓、 电动机具、 电锤或电钻及专用安装夹具等组成。其中化学螺栓应采用Q235和Q345钢螺杆, 如果使用钢筋, 应使用HRB400级和HRB335级带肋钢筋, 钢筋的强度指标按现行国家标准《混凝土结构设计规范》; 混凝土基材应坚实, 且具有较大致量, 能承担对被连接件的锚固和全部附加荷载。风化混凝土、 严重裂损混凝土、 不密实混凝土、 结构抹灰层等, 均不得作为锚固基材。

7质量控制
7.1悬吊平台及悬挂机构校核验算
7.1.1吊篮悬吊平台对吊点作用力
吊篮悬吊平台经过钢丝绳对悬挂机构滑行小车产生作用力。其作用力大小按吊篮的额定载重量、 悬吊平台自重和钢丝绳自重所产生的重力之和计算。
7.1.2吊篮系统钢丝绳强度校核计算
钢丝绳规格: 吊篮系统采用的是电动吊篮专用钢丝绳, 其规格为: 结构为4*31SW+FC, 直径8.3 mm, 公称强度为2160 MPa, 破断拉力不小于56 kN; 钢丝绳直径选择可由钢丝绳最大工作静拉力确定, 按照钢丝绳所在机构工作级别有关的安全系数选择钢丝绳直径。所选钢丝绳的破断拉力应满足F0/S≧n;
其中n为钢丝绳最小安全系数, 工作级别为8级时, 安全系数为9;
F0为钢丝绳破断拉力;
S为钢丝绳最大工作静拉力。
则n = F0/S = 56×1000/6027 = 9.29＞9
因此, 钢丝绳满足使用安全要求。
7.1.3悬挂机构连接螺栓强度校核
所有悬挂和支架螺丝均采用8.8级M14螺栓, 其螺栓安全系数为8, 许用屈服强度为[ σ ] = 235MPa, 则其剪切强度校核为:

图7.1.1-1三角支架固定剖面图
σ = F/2A = 2 × 6027/3.14 × 242 = 6.56 MPa ＜[σ`] = 235/6.5 = 36.15 MPa
其剪切强度满足使用要求。
挤压强度校核为:
σ = F/2A` = 5929/2 × 20× 20 = 7.4 MPa ＜[σ`] = 235/6.5 = 36.15 MPa
其挤压强度满足使用要求。
7.1.4电缆线及电箱的选择:
电动吊篮的电机参数如下:
额定功率: 1.5kW, 额定电流: 3.95A; 选用3×2.5 + 2×1.5的5芯电缆, 该电缆的额定电流值为10A。
选用100A的空开及相应的漏电开关。实际需要数量应根据现场情况制订, 此处仅供参考。
7.2吊篮的验收
吊篮安装完毕后, 要及时组织吊篮厂家、 现场技术人员、 生产人员及上机操作人员一起进行联合验收。重点控制吊篮的安装位置, 结构的组装情况, 配重、 安全绳、 安全锁、 电气装置的灵活完好情况, 吊篮上下运行不应有障碍物。验收必须百分之百; 数量大时可分阶段验收, 并形成文字手续。未经验收的吊篮禁止使用。对验收中存在的问题必须限期整改, 确认无问题后投入使用。
8安全措施
8.1操作人员严格遵守安全生产六大纪律, 树立安全第一的思想, 不伤害她人, 不被她人伤害, 不伤害自己。
8.2建筑物或构筑顶面支撑悬挂机构处的承载强度不得低于1500 kg/m2。如悬挂机构由顶面预埋件承受时, 预埋件安全系数不得小于3。
8.3距高压线10M范围内严禁使用吊篮。
8.4在雨、 大雾、 大雪、 及风速大于10.8m/s(相当于阵风6级)的恶劣气候环境下, 严禁吊篮升空作业。
8.5施工范围下方如有道路或通道时, 必须在吊篮下方设置警戒线或安全廊, 并设置明显警戒标志和配备安全监督人员。
8.6吊篮应有专人操作, 严禁未经培训人员擅自操作吊篮。
8.7双机提升的吊篮必须有两名以上人员操作吊篮, 严禁单人升空作业。
8.8高血压、 心脏病、 恐高症等身体病患或情绪不稳定时严禁上吊篮。
8.9生命绳及钢丝绳卡扣数量不得小于3个, 且方向正确。
8.10工作前必须了解上一次班次吊篮运输情况, 检查机械电器是否正常。
8.11工作前必须检查配电箱、 导线、 提升机、 制动装置、 安全锁是否安全可靠。严禁在没有保险限位、 保护装置下开动设备, 严禁人为采取措施将安全锁常开。
8.12试机运行从地面上升一米后运行下降, 操作安全锁能安全可靠锁紧钢丝绳, 方可能投入正常运行, 否则立即检修。
8.13当发现平台倾斜时应及时调整, 保持水平, 两边相差不超过10CM。
8.14吊篮使用全结束后, 将吊篮停放到地面, 关闭控制箱及总电源, 并将提升机、 控制箱、 安全锁用防水物品包扎防止雨水渗入。
8.15吊篮施工时下方设立警戒线立警示标牌”吊篮施工, 下方禁止通行”
8.16吊篮施工时在吊篮内拉通长钢丝线, 小工具必须系挂在钢丝线上。
8.17吊篮支臂处挂标牌: 远大吊篮, 请勿搬动, 影响施工请联系。
9环保措施
9.1在雷暴雨、 大雾、 大雪及风速大于8.3m/s(相当于阵风5级)的恶劣气候环境下, 严禁吊篮升空作业, 防止建筑材料散落;
9.2夜间施工时, 施工现场照明应避免射向住宅区, 影响居民生活;
9.3施工范围下方如有道路或通道时, 必须在电动吊篮下方设置警戒线或安全廊, 并设置显目警戒标志和配备安全监督人员, 防止高空坠物。
10效益分析
悬挂式吊篮在与配重式吊篮相比, 节约屋面空间的占用, 而且对已成活的屋面起到一定的保护作用。不占用屋面的空间, 不影响屋面施工, 相应缩短了工期, 保证了质量。
11工程实例
11.1盛福片区B2-3地块1#楼, 位于济南盛福庄片区, 西临乘风路, 南临涵源大街, 框架剪力墙结构, 12月开工, 计划 10月竣工, 配备22台吊篮。

11.2盛福片区B2-3地块2#楼, 位于济南盛福庄片区, 西临乘风路, 南临涵源大街, 框架剪力墙结构, 12月开工, 计划 10月竣工, 配备22台吊篮。
11.3济南如意苑小区三期工程, 位于阳光新路东临, 建新路南临, 框剪结构。