超高层双曲弧面单元式幕墙安装技术

摘 要:单元式幕墙是工厂标准化生产,幕墙的重要指标水密性、气密性等方面能得到较好保证。单元式幕墙现场安装工期短,能较好符合建设项目总工期的要求,它是高档建筑护的潮流趋势。城市建筑超高、造型新颖的特性也给单元式幕墙安装带来挑战。本文以高198米、外型似船帆的源昌凯宾斯基大酒店工程为对象,侧重单元式幕墙在超高层双曲弧面建筑结构中的安装,在测量控制、吊装、拼装及水密性控制等施工难点的技术进行探讨。

关键词:单元式幕墙;超高层;双曲弧面;安装技术;水密性控制

1 工程概况

源昌凯宾斯基大酒店工程地上47层,高度为198米,总建筑面积为80462.96m2。位于厦门的主要交通要道湖滨南路及湖中路交叉口东北侧,紧临厦门主要景点白鹭洲公园及湖。外形为独特新颖的“双帆”造型。

[TP刘国智1.tif,BP]

立面主要为单元式隐框幕墙系统,玻璃单元式幕墙20782.7m2,石材及百叶单元式幕墙890m2,单元式幕墙系统共计21672.7m2。

2 施工流程

施工准备 预埋件埋设 安装吊装设备 校核单元转接件的准确度 设置安全警戒区 运送单元件 单元件吊装 单元件拼装 单元件微调 构造水密封胶 下一片单元件安装 验收

3 测量控制技术

3.1 测量准备

3.1.1 基准点、线的确认

幕墙测量放线依据建设单位提供的测量控制点及基点布置图,对控制线、轴线、起始标高以及底层的基准点进行检查确认。并填写轴线、控制线记录表,请监理单位给予认可。

3.1.2 标准层的设立

依据整个大楼首层的基准点,在首层、四层、八层等每隔四层作标准控制层。底层基准控制点作为一级控制点,采用铅垂仪传递基准点,从底层通过光孔直接传递至顶层,作出各标准层的中心控制点。

3.1.3 内控线的布置

将结构控制线进行内移,内控线离结构面为1000mm。

3.1.4 结构分隔控制线的测量

以轴线、基准点、控制线作为一级基准点,在底层投出控制线,用测距仪测出外控制线的距离,用全站仪测出各外控制线延长线的交汇点,通过确定延长线上的交汇点加密二级控制点,各二级控制点之间互相连线成闭合状,形成二级控制网。

3.2 平面测量放样

本项目工程的幕墙平面由直线段、弧线段及弧直过渡段三部分组成。考虑到直线段测量放样技术较成熟,本文不进行说明。

3.2.1 弧线段放样

本工程弧线段放样采用直线渐变弧线放样方法,即以单元件的宽度为弦长拟合建筑外形的弧线。借用cad辅助放样,出大样详图给安装工人使用,确保弧面放样达到安装要求。

3.2.2 直线与弧线相接处放样

直线与弧线相接部位采用弧直交汇法放样,依据直线在外弧的内侧和外侧按下面两种方法分别进行放样。采用cad辅助出大样图给安装工人使用。

⑴ 直线段在弧线外侧时采用外弧相切法。

从弧直交接处开始用单元件的宽度相切弧线段,逐片单元件相切弧线外弧面进行拟合。

⑵ 直线段在弧线内侧时采用内弧相拼法。

从弧直交接处开始用单元件的宽度作弧线段的内拼弦,逐片单元件内拼弧线的内弧面进行拟合。内拼的结果比照设计图进行确认。

3.3 高程测量放样

3.3.1 层间标高的设置

通过激光测距仪把高程打到标准层上。其它楼层通过外立面上悬挂10kg重物的鉴定钢卷尺,用大力钳把钢卷尺夹紧,静置后用等高法分别测量计算出各楼层的实际标高。每层设立1米水平线作为作业时的检查用线,并将各层高度分别用油漆记录在立柱或剪力墙的相应位置处。

3.3.2 单元件安装的标高控制

⑴ 每隔3～4片单元件设高程控制标线,标线处的高程控制采用红外线三维定向水平仪进行控制。

⑵ 其它部位的单元件高程采用水平尺进行控制。依据标线处的单元件通过水平尺控制相邻单元件的标高。

3.4 外立面竖向拼缝控制

采用外侧双经纬仪控制安装轴线标线,并在建筑外墙弹墨线标识。从而引导精确安装施工用;

4 单元件吊装及拼装技术

4.1 单元件吊装

4.1.1 吊装设备

设计并定制吊装小吊车。通过设计计算、制作吊装专用小吊车三台。在吊装小吊车正式起用之前请专家进行论证、并报监理及业主批准通过后使用。在使用前组织专人对小吊车进行现场专项检查。在正式吊装前进行试吊装。针对现场单元件在0.4吨至1吨的重量,按0.75吨、1吨、1.3吨三个重量进行试吊装,试吊装时按每个试吊重量分别采用上升2～3米高后让其自由下落三次,从而检测小吊车的安全性,试吊装结果表明小吊车能充分符合现场最大单元件1吨的起吊工作。

4.1.2 较低楼层吊装

较低楼层的单元件吊装。借用吊装专用小吊车缓慢吊升单元件,在单元件的下端采用两人分别在两侧手拉缆风绳进行稳定单元件。风力较大时停止吊装工作。

4.1.3 七至二十层吊装

七层至二十层采用小吊车两侧设钢索缆风绳的方式吊装。两根钢索缆风绳的下端离幕墙距离1.5～2.5米(视实际吊升高度而定),上部分别固定在吊装小台车两侧。

单元件的下端采用两根引导固定滑索连接在钢索缆风绳上。由于单元件吊升时有一定倾斜角,在单元件自身重力作用下,形成吊点及下端两约束点的三点稳定状态。通过本工程实践表明这个方式单元件能安全稳定地吊升到相应部位。

单元件吊升时下端固定在两侧的钢索缆风绳上,而钢索是柔性的。为此在单元件吊升过程中要通过不断调节下部的手拉葫芦来拉紧缆风绳,从而确保单元件吊升符合要求。

4.1.4 二十一层以上吊装

二十一层以上采用室内小推车辅助吊装的方式吊装,吊装步骤如下:

⑴ 吊装准备。将准备吊装的单元件用平板小车运输至吊装位置,单元件两侧挂点挂在吊车起吊扁担两侧;两辆平板小车放在单元件前后适当位置。单元件要求放置平稳。单元件的中心线、前进方向及起吊线尽量在同一个面上,防止单元件起吊时侧向倾覆。

⑵ 单元件起吊。采用变速卷扬机缓慢起吊,单元件前端离地时取走前端平板小车;后端平板小车随单元件起吊缓慢前行。

⑶ 单元件出楼。单元件接近结构边缘时操作人员应用手扶或拉牵引绳防止单元件突然离地晃动,要设有限位装置避免平板小车随单元件一起窜出楼外;

⑷ 单元件旋转。由于单元件在室内运输时是玻璃面朝上(防止吊升过程中磨损玻璃面),这造成单元件起吊出楼后是室外面对结构,为此需旋转半周使单元件的玻璃面朝外,旋转过程应注意不要碰伤单元件,并且防止对已安装的幕墙成品碰伤;

⑸ 换钩。将起吊扁担上的挂钩转换到悬挂在结构边缘的手动葫芦上,缓慢拉紧葫芦放松卷扬机使单元件靠近结构;

⑹ 单元件安装。通过手动葫芦调节板块高度到适当位置,然后借助手动拉升器来安装到转接件上,保证单元件的空间位置符合要求。

4.2 单元件拼装

4.2.1 水平缝拼接

水平缝拼接主要通过调节单元件左右两端的上、下微调螺栓来实现。从而实现同一楼层的水平缝符合规范要求。图4-4为水平缝拼接示意图。

4.2.2 竖向缝拼接

选择和采购机械助力调节安装设备(手动拉伸器),手动拉伸器拉力能达2吨,符合单元件现场安装时竖缝调节使用的要求。安装时在单元件的上下两端均采用手动拉伸器调节安装。采用手动拉伸器进行一次拉伸到位。实践效果证明使用方便、安装后竖缝效果明显。图4-5为竖向缝拼接示意图。

5 单元式幕墙水密性控制

5.1 单元式幕墙防渗漏原理

单元式幕墙的单元件经工厂标准化加工并组装完成,面板拼装在单元件的框上,面板与框的缝隙由工厂机械打胶,胶缝质量较好。单元件之间采用对插组成接缝。单元式幕墙的插接缝直接影响单元式幕墙的水密性。插接缝的水密性难题目前由“雨屏等压原理”来实现。

由于幕墙外表面存在阵风作用,特别是台风季节风压变化更大。由于单元件插接槽内压力与室外压力产生瞬时压力差,这个压力差造成幕墙的外壁会因压力差的存在而导致雨水渗入单元件插接槽内。为达到雨屏等压要求,均增设一个导气孔,用于空气流通后实现等压。

增设导气孔在实现“雨屏等压”的同时把插接槽内的少量雨水排出,防止雨水渗入室内。本工程项目的导气排水孔考虑效果理想、加工方便且成本较低,设计为下部长方形,上部为半圆形。导气排水孔的底部与插接槽的板面平齐,确保积水全部外排。

5.2 单元式幕墙插接缝防渗漏控制

5.2.1 设U型铝板插芯防水措施

在拼接十字缝处设U型铝板插芯防水措施,它能防止单元件U型槽内的积水沿竖向拼接缝下渗,避免单元件U型槽内的积水未外排而流入室内。

内侧槽内增设U型铝板插芯。在拼接十字缝处采用U型铝板插芯。

直线段采用单块U型铝板插芯;当相邻两块单元件夹角较大的弧段无法用一块U型铝板时,采用两块U型插芯铝板拼接,上压金属盖板。

在U型插芯板的底部打饱满的防水胶,在U型插芯板与单元件的四周缝隙处也均匀打满防水胶。

5.2.2 设L型金属压板防水措施

在拼接十字缝U型槽的外侧设L形金属板。金属板的底部打满防水胶,金属板与单元件的四周缝隙也均匀打胶饱满。图为幕墙防水班组的专业工人正在对外侧设置的L形金属板四周进行打防水胶。

6 结束语

本工程项目的单元式幕墙由于施工难度较大,在项目实施成立QC小组进行攻关。QC小组成员敢于创新、勇于钻研,在大家共同努力下源昌凯宾斯基大酒店的单元式幕墙达到预期质量要求。QC成果在全国、省、市各级建筑行业成果交流会上均取得佳绩。在此基础上编制的企业级工法已申报福建省省级工法。

目前玻璃幕墙行业已进入一个新的发展阶段。各种新式幕墙不断涌现,如光电幕墙、呼吸幕墙等。幕墙技术在不断更新、发展, 要求我们的安装技术也要不断更新、发展。

参考文献

[1]GB/T 21086-2007.建筑幕墙[S].

[2] JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范[S].

[3] 赵西安.幕墙工程手册[M].中国建筑工业出版社.2002.

[4] 张芹.新编建筑幕墙技术手册[M].山东科学技术出版社.2005.