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欧式多曲面建筑石材玻璃幕墙施工技术

时间:2017-06-09 08:52

北京城乡建设集团工程承包总部 李孟男 李相凯 李海旭

        摘要:昌运宫办公楼工程外饰面采用了玻璃幕墙和石材幕墙两种形式,面积分别达到16000m2和13500m2。由于建筑的外表面形状为不规则的弧形复杂多曲面,对块材的下料、加工精度及节点处理要求非常高。项目部技术人员集思广益、潜心研究,采取了一系列措施,保证了幕墙工程施工质量。

工程效果图

1 工程概述及特点

       位于北京市海淀区紫竹桥的昌运宫办公楼工程设计新颖、构造独特,体现了新时代建筑的开放、亲切和特有的艺术气息及现代感,属于一类高层建筑。办公楼地下3层,地上15层,总建筑面积33345 m2,总高度62.5m,设计使用年限为50年。

       外饰面施工的主要特点与难点是:1、幕墙安装工程量大,曲面多,造型复杂;2、石材玻璃幕墙曲面多,整体防水质量难以控制;3、部分窗户上口造型为弧形,建筑外表面转角处的石材造型为双曲面;4、建筑屋顶外檐挑出结构面1.5m,对石材幕墙安装质量要求高。

2 幕墙安装施工技术

2.1石材幕墙施工技术

       石材幕墙面板采用28±2mm荔枝面樱花红花岗岩石材,主次龙骨分别采用8#槽钢和L50角钢,钢材均采用镀锌处理。石材连接采用背栓钢龙骨结构,在厂家加工好后进场直接安装,后置埋件采用200x200x8mm的不锈钢板,锚栓采用M12X110mm膨胀锚栓和M12x110mm化学锚栓两种,每块后置埋板上对角设置2个膨胀锚栓和2个化学锚栓。石材密封采用硅酮耐候胶,与挂架连接采用云石胶。幕墙保温采用1000*600*60mm的岩棉板,防火分区采用600mm厚的防火岩棉板。单块石材最大规格为1500mmx600mmx40mm,重达200kg。施工工艺为:测量放线

 安装后置埋件     金属骨架安装     保温岩棉安装      防火避雷安装 石材面板安装     注胶密封     清洗。

2.2 玻璃幕墙施工技术

       玻璃幕墙采用明框式结构,玻璃采用6mm+12A+6mm(Low-E)中空双钢化玻璃,骨架材料采用铝合金型材,表面进行氟碳喷涂,接缝采用硅酮耐候胶,密封采用发泡密封胶。最大幕墙窗规格为2.7mx7.6m,单块玻璃最大规格为3.2mx4m,重量约700kg。施工工艺为:测量放线     埋件校验     立框、转接件安装 横框安装     玻璃板块安装    注胶    清洗。

2.3测量放线

       由于土建施工允许误差较大,幕墙施工精度相对较高,所以不能依赖土建基准线,必须由基准轴线和水准点重新测量复核。施工时按照设计图在底层确定幕墙定位线和分格线,用经纬仪或激光垂直仪将幕墙阳角和阴角线引上,并用固定在钢支架上的钢丝线作标志控制线,用水平仪和标准钢卷尺等引出各楼层标高线。测量时应及时修复测量误差,避免产生误差积累。放线定位后要对控制线定时校核,以确保幕墙垂直度和金属立柱位置的准确。所有外立面装饰工程应统一放基准线,并注意施工配合。

2.4 后置埋件安装

       后置埋件采用200x200x8mm的不锈钢板,锚栓采用M12X110mm膨胀锚栓和M12x110mm化学锚栓两种,每块后置埋板上对角设置2个膨胀锚栓和2个化学锚栓。安装步骤为:1)定位打孔:施工时先找出定位轴线、定位点,然后对安装点定位打孔,同时安装化学药剂,锚孔在安装药剂之前一定要用空压机或者手动气筒吹净孔内粉屑,保持孔道干燥。打孔时尽量避开混凝土钢筋,实在避免不了时,该孔不放锚栓,采取在铁板旁边加固措施。2)螺杆、铁板安装:螺杆安装时需严格控制其安装深度,待螺杆达到指定深度后,再安装后置铁板。后置铁板的安装过程中,可以在螺杆未完全固化前调整螺杆的方向。3)铁板调整、固定:后置铁板安装时,应根据图纸的尺寸要求,对铁板的三维方向尺寸进行调整,确定位置合适后固定埋件。

后置埋件

2.5 金属骨架安装

       金属骨架的材料为8#槽钢和L50角钢。主龙骨采用8#槽钢,长度为6000mm,按照层高加工,层与层主龙骨采用满焊连接。墙面主龙骨根据石材的分格大小来布置,柱面主龙骨由4根槽钢组成,挑檐部分主龙骨的斜拉杆也由8#槽钢组成。主龙骨采用锚固板与连接件连接,每个连接节点处必须符合设计要求,控制三维方向误差。立柱龙骨安装完成后进行副龙骨安装,副龙骨采用5#热镀锌角钢,长度为6000mm。副龙骨线和横梁位置应准确无误的在主龙骨上标出,以每层水平线为标准,随时进行复查是否水平。按照横向分格安装副龙骨,先点焊调整水平后,再进行副龙骨上下两个面的满焊。

2.6外墙保温岩棉与防火岩棉的安装

保温岩棉板

       为满足幕墙的防火性能和保温节能的要求,在幕墙设计中必须考虑防火和保温的措施。防火除了安装防火隔断板外,还要在板内填塞防火岩棉。本工程采用1.5mm厚镀锌钢板作为防火托板,通过射钉和自攻钉分别固定在幕墙横梁与混凝上墙上,用防火密封胶对接头进行密封,托板与横梁及混凝土间的连接采用可移位连接,以确保防火效果,然后将防火棉均匀铺设于1.5mm厚的镀锌钢板上。

       现场保温岩棉采用两种安装方法:一种是安装在主体墙外侧,一种是安装在幕墙框架内(距石材间隙不小于10mm)或直接附在石材背面。当保温岩棉独立安装时,加设铝条加强筋,并用胶钉将保温岩棉与加强筋固定好,保温棉应与板块同时安装,以避免被水淋湿。保温岩棉与框架周边的缝隙用胶带封闭。

2.7 石材安装

由于曲面造型的特点,增加了石材加工、制作和检测的难度。此外,材料的堆放和运输要求也比较高。石材运到现场后,按编号分类码放,安装时找到对应的位置先简单固定石材,然后在安装槽内注入云石胶,槽口对准挂件插入,进行石材倾斜度和水平转折弯度的调整,然后固定挂件的螺栓。石材高程累计误差的控制方法:在每个楼层弹1m水平基准线,以1m线校核施工误差,要求一般不超过±2mm,若超出此误差范围,则及时在上一层石材安装时调整。双曲面造型致使龙骨的排列和石材的定制都比较困难,施工时必须保证石材拼接严密,弧度饱满,因此每块石材都是由计算机进行设计,编号后,在工厂加工一次合格,无一现场切割。

石材间的胶缝是石材幕墙的第一道防水措施,同时也是石材幕墙外观的重要组成部分,所以注胶的质量直接影响石材幕墙的质量和使用寿命。石板接缝,应采用耐候硅酮密封胶嵌缝。嵌缝前,将泡沫条嵌入缝内,并留4~5mm深的凹槽,然后用耐候胶嵌填平整密实。耐候胶的厚度,应控制在3.5~4.5mm为宜,打胶时,石板的接触面应洁净、干燥,不得在雨后潮湿的情况下打胶,施工温度不应低于5℃。

幕墙工程实景图

2.8 玻璃安装

1)主框安装:先将芯料和与结构连接的转接件加上隔离垫装在立框上初拧,而后将装配后的立框置于安装处,用钢转接件与墙体预埋件可靠连接。自上而下地将立框初拧后固定在结构上,用激光经纬仪检查立框的平整度和垂直度后拧紧螺栓。2)横框安装:以立框外形为依据安装横框,保证横框内侧平齐,并在结合部位加减震胶垫,防止风振。按分段区域安装完横框后,检查横框的水平度,相邻横框的高度差以及平面的倾角等。调整后固定所有螺钉,可靠连接后将横框底部盖压紧就位。3)玻璃安装:玻璃采用定距压块连接,连接时应注意玻璃板块受力均匀,板块平整。避免扭曲、敲打,从而产生装配应力。检查副框与主框间的位置关系、外部胶缝的直线度,保证玻璃平整度不大于2.5mm。玻璃安装后,将玻璃板块间注胶密封。

弧形窗连接节点

       弧形窗在玻璃尺寸和孔位的确定上都很困难,安装时更要保证窗户的垂直度和单块之间的水平转折弯度。为此,在弧形窗玻璃加工过程中采用了BIM技术,依照弧形窗的尺寸进行数字化加工生产,确保玻璃的尺寸、弧度与孔位精准。弧形窗的安装必须依靠现场测量,现场配置4人同时安装一扇玻璃,一人在外侧吊篮上操作,一人在楼里面操作,另外两人负责监测玻璃的垂直度和水平弯折角度,确保角度没有问题后进行固定注胶。

3 节点欧化处理

      为了保持建筑整体的欧式风格,外排式雨水管安装在石材内部,转折处用龙头造型包裹,龙头采用GRC材质并用真石漆喷涂。女儿墙采用花瓶造型的欧式柱排列砌筑而成,柱子间距离为150mm。

龙头造型节点

4 结语

       通过以上有效的技术措施,很好的解决了幕墙工程的防水、防火,空间精准定位,节点造型处理,幕墙安装等关键问题,将安装误差控制在国家标准规定的范围之内,形成了一套大曲面建筑幕墙施工技术,取得了较好的实体工程效果。同时,也发现了一些尚待解决的问题,例如:安装后置埋件时如何提前躲开结构里的钢筋;石材造型独特,破损一块就得回厂加工,后期使用时如何保修;怎样利用计算机建模来提高石材加工的精度;幕墙材料尽量在厂家加工、拼接好,避免现场切割,进场直接组装,朝产业化发展,等等,需要在今后的实践中探索。

参考文献:

       1.张霞军.蔡占聪.焦挺 银川火车站站房异形曲面石材幕墙施工技术【期刊论文】-施工技术 2011(22)
       2.张卫民.项林凤.冯建勇 玻璃幕墙施工监理初探【期刊论文】-金华职业技术学院学报 2006(6)
       3.方翼鹏.王荣国.卜楠楠 天津津塔外围护幕墙施工技术【期刊论文】-施工技术 2011(18)

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