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1、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的基础上逐渐形成的一种新的幕墙施工工艺。主要工艺包括幕墙与主体结构连接预埋件的安装、单元式幕墙的工厂制作、单元式幕墙的现场安装，该施工工艺具有工厂化作业程度高、施工速度快、质量安全可靠、环保节能的优点。2工法特点单元式幕墙是在车间内将加工好的各种构件和饰面材料组装成一层或多层楼高的整体板块，然后运至工地进行整体吊装，与建筑主体结构上预先设置的挂接件精确连接，必要时进行微调即完成幕墙安装。与传统的框架式幕墙相比较，单元式幕墙具有以下特点：2.1 单元板块全部在工厂车间内进行组装完成，组装精度高。2.2 安装速度快，施工周期短，便于成品保护。2
2、.3 可与土建主体结构同步施工，有利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适用范围该工法适用于高层、超高层外墙装饰面积比较大的办公楼、写字楼等建筑工程。4工艺原理单元式幕墙结构的工艺原理是：根据建筑设计效果分格确定单元板块的宽度，根据楼层高度确定单元板块的高度，并在组装厂中制成单元组件，一个单元板块即为一个受力单元。在工厂制作好的单元板块运至施工现场，吊装与主体预埋件连接，完成幕墙的安装。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步骤：（1） 单元体板块通过叉车运到安装部位的一层地面并将固定单元体的绳子解开，
3、将吊装扁担下侧的钢丝绳挂到单元体的挂钩上，在没有挂钩的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根据单元体的大小及吊点位置的不同随时调整扁担上的吊点位置，以保证起吊后单元体平衡。（2） 此时开动小吊车缓缓提升，单元体起吊端随着运输架的转动逐渐上升，当单元架转动至大约 50 度左右时，地面操作人员用绳索拉住运输架配合完成单元体脱离运输架。（3） 单元体脱离运输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的钢丝绳连接在一起。（4） 单元体离开地面后调节卷扬
4、机转速，先用快进档提升，待单元体靠近安装区域后，在以慢进档提升。（5） 单元体板块接近安装区域后，卷扬机停止运行，处于锁住状态，地面操作人员松开揽风钢丝绳手拉葫芦，让单元体板块慢慢靠近结构面。待揽风钢丝绳达到全部松开状态后，地面操作工利用对讲机通知轨道跑车操作工、单元体安装工。安装工根据单元体高度指挥移动小吊车操作人员运行吊车至安装位置。（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） 单元体快要起吊到安装位置后减缓吊速到 5cm/秒，使单元体缓缓提升到安装标高以上 50mm-100mm后停止提升。（2） 放松炮车后端的手动葫芦使前端小滑车受单元体的重力缓缓向内滑动，当单元
5、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的挂钩解开。（4） 拉紧扁担与起吊挂钩中间的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的吊具挂到扁担的吊具上，利用轨道进行单元体板块的水平运输。（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于自由状态，将吊装单元体的钢丝绳卸下来。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的吊装工作。 ( 如下图所示）移动小吊车与环轨电动葫芦换钩
6、示意5.2.3 预埋件安装幕墙与主体结构连接的预埋件采用哈芬槽式埋件，在主体结构施工时按设计要求埋设。根据前期轴线测量结果将预埋件平面位置引测并标记在主体结构模板上，再用卷尺根据框架梁底模确定预埋件高度，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，依据轴线位置的相互关系将十字中心线弹在预埋件上，作为安装支座的依据。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，依据垂直钢丝线来检查转接件的垂直度与左右偏差，如图 5.2.4-1 所示：图5.2.4-13为保证转接件安装
7、精度，除控制前后左右尺寸后，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5.2.4-25.2.5 单元板块就位安装1单元板块的下行过程由板块吊装层的上一层的指挥人员负责指挥。2单元板块在下行过程应确保在所有经过层都有人员传接板。3单元板块的插接就位。1）单元板块的插接就位由单元板块吊装层及上一层人员共同完成。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，并进行单元板块的左右方向插接。3）在左右方向插接完成后，板块坐到下层单元板块的上槽口上，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
8、高以及缝宽进行检查，相邻二单元板标高差 1mm，缝宽允许 1mm。操作如图 5.2.6 。图5.2.65.2.7 防水压盖安装单元体标高符合要求后，首先清洁槽内的垃圾，然后进行防水压盖的安装，用清洁剂擦干净再进行打胶工序，打胶一定要连续饱满，然后进行刮胶处理，打胶完毕后，待硅胶表干后进行渗水试验，合格后，再进行下道工序。5.2.8 幕墙收口单元式幕墙的安装顺序为自左向右，由下往上，最后一个单元板块从空位的上方向下插入，以实现一层收口的目的。然后用此方法从下至上进行收口。6材料与设备6.1 安装设备规格 数量设备名称 总功率 用于施工部位型号 （台）2.5 叉车 CPD25HA 3 用于运输单元
9、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 运输及安装玻璃手动玻璃吸盘 15 运输及安装玻璃电焊机 BX6-300-1 30 功率：3 千瓦 焊接转接件及其它手动铲车 CPCD30 4 用于卡车装卸货，可铲 1 吨重量MD206M 4 1T/50 米 吊运单元板及其他材料电动葫芦MD206M 8 2T/100 米 吊运单元板及其他材料卷扬机 5 吨 8 垂直运输台 钻 Z516A型 3 功率：0.6 千瓦 用于铁件打孔，扦孔用有倒顺转，配上十字头或套筒能电动 手枪钻 ED10PT 50 功率：0.
10、05 千瓦紧螺栓，又能钻孔用于金属打磨表面或较难打磨地 角磨机 CF3 15 功率：0.5 千瓦方电 锤 GBH5-38D 10 功率：0.8 千瓦 拆除不合理结构气动胶枪 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 0200mm
11、3焊接检验规5组合检测尺 36.3 使用材料6.3.1铝型材1长度 6 米允许，偏差 +15mm，型材端头切斜度允许偏差 3，型材端头允许变形度，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. 表面质量型材表面允许有轻微缺陷，其指标应符合表中的规定。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出厂检验1）尺寸及公差中空玻璃的边长允许偏差（ m m）长度 允许偏差LT 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 212装饰表面每平方米内的划伤、擦伤应符合下表要求：项目 要求不大于表面处理
12、层厚擦伤、划伤深度 度划伤总长度 70mm擦伤总面积 340mm3划伤、擦伤总处数 36.3.5钢材幕墙构件的钢材应符合中国国家现行标准碳素结构钢 GB700和低合金高强度结构钢GB1597中的有关规定。6.3.6结构胶及密封胶所有产品必须符合建筑用硅酮结构密封胶（ GB16776-97）和硅酮建筑密封胶（GB/T14683-92）规范中的有关要求。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的三元乙丙橡胶（ EPDM）制品，并符合中国国家现行标准 GB10711的有关规定。2密封垫挤压成块，密封胶条挤压成条，邵氏硬度为70 5，并具有 20%至 35%的压缩度。3密封胶条邵氏
13、硬度为70 5、延伸率 200%、抗拉强度 11Mpa，并应具有良好的抗臭氧及紫外光性能，能耐 -50 150的温度，耐老化年限不少于 30 年。6.3.8紧固件1连接件（包括不锈钢连接件）应符合中国国家标准 GB/T 5277 ，GB/T 818, 和 GB/T3098。2工程的所有紧固件托架包括高级奥氏体不锈钢外用型，符合强度、类型方面的所有法律要求，在适当考虑到可能的热位移基础上，可以设计承受所有静、动、风荷载。7质量控制7.1 四性试验为保证幕墙试验符合玻璃幕墙工程技术规范，需进行空气渗透性能试验、雨水渗漏性能试验、风压变形性能试验、平面内变形能力试验，即为四性试验。7.1.1 试验标
14、准幕墙性能试验主要试验内容一般为：雨水渗漏试验、空气渗透试验、风压变形试验、平面内变形能力试验，试验过程中严格执行 GB3035-96（2004 年版）、 GB/T15228-94、GB/T15226-96、JG3035-96 测试标准。7.1.2 幕墙试验主要程序：确定检测中心取代表意义的单元设计样品制作试验室样品安装空气渗透试验雨水渗漏试验抗风压试验平面内变形能力试验出具检测报告。7.2 预埋件的检查焊缝高度必须达到设计要求；焊角没有咬边现象；防锈漆涂刷是否均匀；所用材料是否符合设计要求；加工尺寸与图是否一致。7.3 预埋件的偏差处理7.3.1 预埋件位置偏差过大或未预设埋件时，应制订补救
15、措施或可靠连接方案。7.3.2 预埋件偏位采用化学螺栓锚固，但施工过程中必须严格按照厂家的标准要求进行施工。7.3.3 当化学螺栓施工完毕后，不能立即进行下一步施工，而必须等到螺栓里的化学药剂反应、凝固完成后方可开始下步施工。7.4 单元体质量检测标准幕墙质量允许偏差和检查方法8安全措施8.1 安全管理的措施8.1.1 落实安全生产制度，实施责任管理8.1.2 施工项目应通过监察部门的安全生产资质审查，并得到认可。8.2 高空作业安全措施8.2.1 单元板吊装区域的下方地面必须设置醒目的安全警界范围，吊装区域下方地面的吊装过程必须设置专人安全监护。8.2.2 高空作业人员和现场监护人员必须服从
16、施工负责人的统一指挥和统一管理。8.2.3 电动吊篮在使用过程中，严禁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，雨天严禁使用吊篮施工。吊篮在每天开始使用前，必须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的可靠性，安装方式的正确性，同时认真核实所吊板块重量，严禁超重吊装。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允许脱离岗位，如发现设备有不正常情况，必须立即通过对讲机通知吊装组，并停机检查。8.3.3 吊具起吊单元板块时，
17、吊钩上应有保险，应使各吊装点的受力均匀，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结构的挂点上；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，操作者必须系好安全带，所使用工具必须系绳防止坠物情况发生。单元板吊装区域的下方地面必须设置醒目的安全警界范围。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 吊具必须经常检查，发现磨损要及时更换。9环保措施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有关噪音污染，环境保护的法律法规和规章制度。9.2 设计用料尽可能选用无污染可
18、回收利用的材料，合理解决幕墙光污染问题。9.3 施工噪音污染防护措施1在比较固定的机械设备附近，修建临时隔音屏障，减少噪音传播。2适当控制机械布置密度，条件允许时拉开一定距离，避免机械过于集中形成噪音叠加。1 0效益分析现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，幕墙的环保节能越来越成为现代人衡量幕墙品质的指标，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的影响。本工法先进性、创新性主要体现为：10.1 施工便捷采用了比较先进的槽形预埋件，结构施工时同步预埋。预埋在结构梁（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有如下特点：10.1.1 安
19、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，其特殊的连接方式可以吸收较大的土建误差，具有较大的调节余量，而平板埋件调节余量相对较小。10.1.3 连接灵活：可与多种转接系统直接简单连接，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，增加了工序。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，降低了成本，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，易于与主体结构连接。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
20、部。同时，在横梁的插接位置及排水孔位置设置海绵。10.2.2 采用多腔技术，提高幕墙的水密性。10.2.3 采用分层排水设计，在防水性能最好的横梁中部排水，立柱采用 5 道密封，将立柱的可能渗漏水完全排向室外，设置自然排水披度，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，根据试验，空气渗透性能可达到级，保证了幕墙的密闭性，达到了节能要求。10.3 建筑节能10.3.1 透光部分采用目前热损失最小的 LOW-E中空玻璃，其导热系数 k 值在 1.8w/m2.k 以下；不透光部分（如石材、铝板等）则在面板后面设置 50mm厚的硬质玻璃纤维保温板（ k=
21、0.045w/m 2.k ），并与面板和建筑主体之间留出空隙，以增加整体热阻值，经计算导热系数 k=0.77 w/m2.k 。 两种型式幕墙的导热系数均在幕墙允许最大导热系数（ 2.45w/m 2.k ）之内。10.3.2 隔热断桥型材在以往的幕墙设计中，通常采用中空玻璃和保温材料，往往忽视了铝框的导热问题。中空 LOW-E玻璃的导热系数为 1.8w/m 2.k ，铝的导 热系 数是 玻璃 的 110 倍，高达203w/m2.k ，其优良的导热性能成为幕墙难以继续忽视的传热途径，将室内的热量源源不断地导向室外，加大了取暖负荷。根据本工程幕墙特点，采用热阻值较大的聚酰胺尼龙断热条，将铝型材的室外
22、部分与室内部分隔开。该材料与铝材等强，膨胀系数与铝型材相近，耐久性好，因此能连同铝材共同工作。1 1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的东南侧，昆明北站站的 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
23、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。其塔楼部分采用了先进、成熟的单元式幕墙结构，通过对其细部构造的精心改进，使幕墙在保证建筑立面要求的前提下 , 不仅具有优良的气密性、水密性、风压变形及平面变形能力，而且达到了较高的环保节能要求，充分展示了现代幕墙的建筑技术。同时通过精心的施工组织，严格的过程控制，使本工程幕墙达到了很好的效果。11.2 中国国际贸易中心二期工程办公楼中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
24、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，中间由于其他原因停工约 2 个月，完成时间为 99 年 3 月，正常施工每层安装时间大约 3 天。玻璃幕墙施工质量得到了监理单位和业主的好评。11.3 厦门联发滨海 D2-1 地块幕墙工程1）主体结构：本工程为一栋 32 层的办公建筑和三层地下室及一栋 12 米高的附属房（地下车库出入口）组成，结构体系为钢筋混凝土框架 - 核心筒结构，首层层高为 7.65
25、米，标准层高 4.2 米，11 层及 22 层为避难层， 16-23 层南北面为外弧内弧结构，剪力墙分布在西面 7 轴9 轴，屋顶有 5 米及 10 米花架梁结构，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）幕墙结构：幕墙面积为 37545.54 ，单元式幕墙面积为 28499.49 。本项目幕墙主要饰面有：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，各项偏差符合规范要求，大幅度降低了施工方的施工成本，有力地推进了工期的顺利进行，对以后类似工程的施工建设中起到了很好的借鉴作用。
