超高大单元式玻璃幕墙安装施工工法.docx
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超高大单元式玻璃幕墙安装施工工法
超高大单元式玻璃幕墙安装施工工法
一、前言
单元式幕墙是一种新型建筑幕墙结构体系，它是建立在以框剪、框筒、筒筒等结构体系基础上的新型围护结构，同时具有装饰功能。
超高大单元式玻璃幕墙是以各个板块为基本单元，直接支撑在主体结构上，把单元板块组合起来构成幕墙结构体系；相邻板块的竖框（横框）相互插接，相互插接的竖框和横框组成网格梁系;组合式梁柱插接部位用弹性密封材料封闭并可相对位移形成补偿效应。
单元板块尺寸以建筑主体结构特点来确定：
本工法所应用的上海环球金融中心工程，标准层的单元板尺寸为4.20m高x2.40m宽x0.25m厚，重量约650kg；设备层（29层、53层和77层）的加长单元板尺寸为6.30m高x2.40m宽x0.25m厚，重量约1000kg；其规格尺寸相对目前其他工程所装饰的幕墙材料，为超高、超大单元板块，全部在工厂加工，施工现场只进行单元板块的组合安装。
由于幕墙单元板块在工厂加工组装，提高了加工精度，改进了表面质量保护；施工现场高空作业工作减少，保证了安全生产，特别适用于高层、超高层建筑和工期要求紧的工程。
单元式幕墙的开发和推广应用，把我国建筑幕墙设计水平、施工技术推进到一个新台阶。
本工法于2009年3月15日通过了安徽省科技厅在上海召开的《超高、大幕墙施工技术研究及应用》项目鉴定，由于超高大单元式玻璃幕安装施工工法的成功应用，我公司的该项施工技术研究荣获了安徽省科技进步三等奖，其中施工采用的移板支架、旋转支架获得了国家专利。
二、特点
1、单元板块规格尺寸相对已建的其他工程所装饰的幕墙材料，单块面积大，其中最大单元板块达6.30m高x2.40m宽x0.25m厚，重量约1000kg；安装高度同楼层等高，最高处达492m。
2、幕墙单元板全部在工厂加工，提高了加工精度，材料浪费少，改进了表面质量保护；施工质量容易得到保证，能够满足设计要求。
3、施工速度快、工效高。
施工现场只进行单元板块的组合安装，减少了单元体的玻璃、立柱、横框等装配组件制作这一关键工序，节省工期，同时现场施工机具减少，高空作业量减少，有利于安全生产。
4、工艺流程清晰易懂，操作工人易掌握，施工便捷、可操作性强，单元板安装简单易行灵活同时降低劳动强度，但对管理者的专业技能和统筹能力要求较高。
5、施工噪声低、无污染，有利于环保。
三、适用范围
本工法适用于单元板块面积达15m2，重量约1000kg，安装高度达500m以内的高层或超高层单元式玻璃幕墙工程。
四、工艺原理
本工法用严密的工序控制单元板块结构件的质量，通过严谨的综合测量为幕墙平整度提供控制线，同时将整体幕墙根据建筑物形状和部位划分安装区域，安装时，用移板支架在楼层内起吊和运输单元板块至吊装点，利用单轨吊系统吊装和翻转单元板。
对建筑物转角处，利用“拉索控制幕墙板块安装就位”工艺起吊至安装楼层，利用多层次单轨吊系统和双层吊篮完成单元板的就位安装。
五、工艺流程及操作要点
施工顺序：
总体从下向上安装。
先从建筑物2个相对角开始安装，待4个角部的单元板块安装完毕后，并安装上一楼层角部单元板块时，再开始安装本楼层直面部位的单元板块。
5.1工艺流程
施工准备→测量放线→预埋件埋设→连接件（牛腿）安装→单元板安装→十字缝硅胶施工→防火系统安装→检查验收
5.2操作要点
5.2.1施工准备
材料准备：
根据图纸及工程情况，编制详细的材料订货供应计划。
施工机具：
对所用机具进行检测，确保其性能良好。
人员准备：
对技术工人进行技术培训、交底。
技术准备：
熟悉图纸，准备有关图集、质量验收标准和内业资料所用的表格。
5.2.2测量放线
5.2.2.1、测量放线根据土建单位提供的轴线及标高点进行。
5.2.2.2、依据幕墙施工图和建筑结构图，根据所提供的基准点设立基准控制线，以此将安装控制网格线设在每一个楼层上，再根据各层轴线定出预埋件的中心线，以利于螺栓和牛腿的安装。
5.2.3预埋件埋设
预埋件是把幕墙单元板块的荷载转移至主体结构上的构件。
根据测量放线结果确定预埋件的位置，每两只预埋件要与楼层避雷环焊接。
5.2.3.1、预埋件安装
（1）、依据测量放线的高度和中心位置，将预埋件安装位置标于模板或钢筋上。
（2）、预埋件初步设置后，确认无误后点焊，再次校准，再固定（并与避雷环焊接）。
（3）、模板拆除后，复测预埋件位置并填表，作为设计、施工时修改的参考。
5.2.3.2、预埋件质量要求
（1）、预埋件的锚边长允许误差为2mm。
（2）、锚筋的中心线允许偏差为2mm。
（3）、锚筋对锚板面的垂直偏差应≤10mm。
（4）、对预埋件在主体建筑的位置要求：
（a）轴线左右偏差≤25mm；（b）轴线前后偏差≤25mm。
5.2.4牛腿安装
复核现场放样尺寸及图纸尺寸，按照牛腿型号和牛腿定位图，确定牛腿位置；并根据控制网线固定单元两侧的牛腿到正确位置并锁紧连接螺栓，中间牛腿待单元安装就位后补装；检查位置、型号、尺寸等确认无误，完成定位层牛腿安装；在两个定位控制楼层相对应的各牛腿之间拉钢丝，以此钢丝为基准完成中间楼层的牛腿安装，牛腿安装后应立即做好保护，以免受损。
5.2.5单元板安装
5.2.5.1、单元板块存放
一般利用楼层内的空间存放。
原则上本层的单元板块存放在上一层楼面上。
堆放应合理，且作好保护工作以防损坏，并预留出进出通道。
5.2.5.2、设备安装就位
单元板块安装所需的主要设备为移板支架、单轨吊系统、双层吊篮及拉索设备等。
（1）、移板支架
包括带行走轮的门字支架及活动支架。
门字支架和活动支架通过电动葫芦、钢丝绳组合成移板支架。
施工时，先将移板支架移至单元板块的重心上方位置，再通过电动葫芦调整活动支架的高度，使其固定连接卡前端插进板块下方，同时调整活动连接卡并插入板块下方；起吊并人工推至预定位置待安装。
（2）、单轨吊系统
单轨吊系统分为附着单轨吊系统和悬挑单轨吊系统，附着单轨吊系统悬挂在建筑物外周边；悬挑单轨吊系统安装在屋面钢桁架上。
是超高层或高层幕墙单元板块吊装的专用设备。
单轨吊系统一般每隔10层安装在楼层周边，供此下楼层安装幕墙单元板块。
（3）、拉索吊运设备
主要用于在建筑物转角处整片转角板的安装，施工时采用拉索吊运单元板块，即在地面与较高楼层拉两根钢丝缆索，并安装一台卷扬机在较高楼层上提升单元板块。
将单元板从地面起吊运输到安装位置，再将单元板块转接到单轨吊系统平移就位，操作人员乘建筑物转角处两侧吊篮进行安装。
该法简单实用，受力合理。
（4）、吊篮
对建筑物转角有较宽结构墙或较大柱，施工时采用双层上人吊篮（吊篮上下底高度同单元板块的长度，并且吊置在待安装楼层和上层楼层之间）和单轨吊系统相结合进行安装单元板块，吊篮直接悬挂在吊篮悬臂杆，悬臂杆锚固在待安装楼层上12层楼层结构边。
当单元板块吊至安装处，操作人员站吊篮进行室外安装。
5.2.5.3、单元板块安装
施工顺序：
总体从下向上安装。
先从建筑物2个相对角开始安装，待4个角部的单元板块安装完毕后，并安装上一楼层角部单元板块后，再开始进行大面积的单元板块幕墙安装。
（1）楼层大面积单元板块安装
1）施工前，安装单元板块上其他附件，并清洁表面浮尘。
2）将单轨吊系统上的吊索装卸扣锁定在单元板块上端两点处，挂上电动葫芦；
3）待施工人员检查连接无误，指挥电动葫芦操作人员将板块徐徐吊起（吊起时两侧需有人员扶住，不得在小平板车上滑行，避免刮伤单元板），直至板块完全直立，两个吊点的钢丝绳完全绷紧受力。
4）当单元板吊出楼板边缘后，顺单元板的一侧向外推，当板翻至与楼面约60°夹角时，另一侧操作工人手持一根2m长的拉竿钩住拉索缓慢将板块向后拉便完成单元板的翻转。
5）对安装位置的所有固定构件（包括牛腿、螺栓等）进行清洁处理，同时将单元板块所有竖框内侧的保护膜从底部撕去。
6）用毛刷均匀涂刷润滑剂在已安装好的板块插接口上，以减少板块安装就位时的摩擦阻力。
7）当板块靠近安装位置，待板块距下板上端约200mm时，将板块推向右侧使之右边框的母料竖框和右侧已安装好的单元板的左公料竖框铝型材插口吻合，让板块缓缓下降，检查板块的水平度，保持单元板水平地和牛腿接触。
8）检查板块的水平缝、垂直缝、水平高低差、前后高低差，如有尺寸偏差，利用手拉葫芦逐步调节板块直至满足要求后，拆卸板块上的吊装卸扣。
9）清洁板块接缝处，安装过桥，打密封胶。
（2）建筑物转角处单元板块安装
对建筑物转角有较宽结构墙或较大柱，对整片转角板采用拉索从地面吊运安装位置，再将单元板块转接到单轨吊系统平移就位安装，操作人员乘建筑物转角处两侧吊篮进行安装。
如下图
5.2.6十字缝硅胶施工
幕墙单元板块安装完毕后，进行单元板块上下左右4片单元板交接处的十字缝防水处理，所使用的密封胶质量必须符合要求，且必须在有效的使用期限内。
5.2.6.1、清洗打胶区域，密封连接面必须平整光滑、平整。
5.2.6.2、在相连接的材料上施以密封胶并相互粘贴。
5.2.6.3、质量要求：
胶充满空腔，粘接牢固，胶缝平整，胶缝外无胶污渍。
打胶表面必须密实，表面必须平整。
5.2.7防火系统安装
在幕墙板块安装完成后，根据设计图纸进行防火密封，安装防火镀锌板，填充防火岩棉。
在进行层间封修前，要防止雨水从幕墙板块与楼板之间的间隙流淌下来。
顶部封修在安装板块后进行，并考虑防漏要求，底部封修在板块安装至相应位置前进行。
（1）沿玻璃幕墙在每层楼板（梁）外侧边设置耐火极限不低于1h、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙。
（2）玻璃幕墙与每层楼板的缝隙，采用防火棉等不燃烧材料填塞密实，并在缝隙上下端用镀锌钢板封堵。
幕墙板和楼板周边防火棉安装
5.2.8检查验收
执行《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102—2003）、《玻璃幕墙工程质量检验标准》（JGJ/T139—2001）和《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210-2001）等现行规范及标准规定。
5.2.8.1幕墙的抗风压性能、空气渗透性能、雨水渗漏性能及平面变形性能检测报告；防雷装置测试记录均应符合设计及规范要求。
5.2.8.2幕墙及其连接件应具有足够的承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力。
幕墙构架立柱的连接金属角码与其他连接件应采用螺栓连接，并应有防松动措施。
六、材料设备
项次
主要机具/工具名称
项次
主要机具/工具名称
1
移板支架
14
气割
2
物料卸货钢平台
15
手动玻璃吸盘
3
液压车
16
直尺、卷尺
4
1吨重卷扬机
17
射钉枪
5
单轨吊（I型钢）
18
手枪钻
6
电动葫芦
19
电钻
7
双层吊篮
20
高速切断机
8
小平车
21
圆盘锯
9
手拉葫芦
22
水准仪
10
钢索
23
经纬仪
11
电焊机
24
水平尺
12
十字螺丝起子、一字螺丝起子
25
扳手
13
铅垂
26
老虎钳、钭口钳、扁嘴钳等
七、质量要求
7.1、质量标准
执行《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102—2003）、《玻璃幕墙工程质量检验标准》（JGJ/T139—2001）、《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210-2001）和建设部《加强建筑幕墙管理的暂行规定》等现行规范及标准规定。
7.2、质量要求
7.2.1幕墙工程所用各种材料、五金配件、构件及组件的产品合格证书、性能检测报告、进场验收记录和复验报告。
幕墙工程所用硅酮结构胶的认定证书和抽查合格证明；进口硅酮结构胶的商检证；国家指定检测机构出具的硅酮结构胶的混匀性和剥离粘结性试验报告。
7.2.2幕墙的抗风压性能、空气渗透性能、雨水渗漏性能及平面变形性能检测报告；防雷装置测试记录；
7.2.3幕墙及其连接件应具有足够的承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力。
幕墙构架立柱的连接金属角码与其他连接件应采用螺栓连接，并应有防松动措施。
7.2.4硅酮结构密封胶性能必须符合有关规定，且必须在有效期内使用。
7.2.5立柱和横梁等主要受力构件，其截面受力部分的壁厚应经计算确定，且铝合金型材壁厚不应小于3.0mm，钢型材壁厚不应小于3.5mm。
7.2.6主体结构与幕墙连接的各种预埋件，其数量、规格、位置和防腐处理必须符合设计要求，预埋件位置应准确。
7.2.7幕墙的主体框架与主体结构预埋件的连接、立柱与横梁的连接及幕墙面板的安装必须符合设计要求，安装必须牢固。
7.2.8幕墙的抗震缝、伸缩缝、沉降缝等部位的处理应保证缝的使用功能和饰面的完整性。
7.2.9幕墙的防火和防雷均应符合设计和现行相关规范要求。
八、安全措施
8.1、高空作业，施工人员必须系好安全带，戴好安全帽和配备必要的劳动保护用品，防止人员及物件坠落。
8.2、板块在运输和吊起过程中，应安排专人负责指挥，并安排相关人员扶住板块，以防板块撞击在楼板或其它板块上。
8.3、安装幕墙用的施工机具在使用前必须进行严格检验。
手持电动工具用前作绝缘电压试验；手持玻璃吸盘和玻璃吸盘安装机，须作吸附重量和吸附持续时间试验。
8.4、防止密封材料在工程使用中溶剂中毒，且要保管好溶剂，以防发生火灾。
8.5、现场焊接时，应在焊件下方加设接火斗。
8.6、设专职安全员进行监督和巡回检查，现场所使用的设备应定期检查、检测其使用功能，确保安全使用。
九、环保措施
9.1由于幕墙单元板块全部在工厂加工组装，施工现场高空作业工作减少，有利于环保。
9.2、施工现场杂物及废弃物应及时清理干净，并应及时回收。
9.3施工时不得污染已施工完的成品。
十、效益分析
该施工技术运用了构造简单、受力合理、使用方便、造价低廉和安全实用的幕墙施工设备，如移板支架、旋转支架、多层次单轨吊系统、双层吊篮等施工设备。
和应用先进施工技术，如幕墙板块间的对插镶嵌连接、板块和结构之间的上挂轴式施工技术和“拉索控制幕墙板块安装就位”工艺等，达到了国内领先，国际先进水平。
与其他幕墙施工设备和施工技术工艺相比较经济性更加，性价比优异，适合高层、超高层幕墙工程的施工，市场应用前景广阔。
采用单轨吊系统和室内取板支架确保幕墙安装与钢、砼结构同步配合施工，大大地缩短工期，同时也解决了安装难度大的问题。
双层吊篮在建筑物转角处应用能使操作工同时对单元板上下端进行安装固定。
在上海环球金融中心和上海国金大厦（上海陆家嘴金融贸易区新鸿基X2地块）南楼幕墙工程上节约设备资金投入约210万元。
采用上述设备和施工研究共节约成本560余万元，工期分别缩短60余天。
此项施工技术研究在高层、超高层建筑幕墙工程施工中具有指导意义。
十一、应用实例
11.1、该项施工技术已于2006年4月在上海环球金融中心塔楼幕墙工程成功地应用，出色地按质、按期、安全完成幕墙施工，受到各方好评，并2008年6月底竣工验收。
上海环球金融中心位于上海市浦东陆家嘴金融贸易区内银城南路，主体楼高492米，101层。
上海环球金融中心是以办公为主，集商贸、宾馆、观光、会议等设施于一体的综合型大厦，总建筑面积381,600平方米。
该工程为目前世界第二高楼，从而成为上海标志性建筑。
11.2、2008年3月成功推广到上海国金大厦（上海陆家嘴金融贸易区新鸿基X2地块）南楼幕墙工程，幕墙工程于2009年7月竣工。
该工程主体楼高249.90米，大厦外幕墙塔楼共计63层，幕墙总计约100,000平方米的铝合金框全玻璃单元板式幕墙，取得良好的经济效益和社会效益。
11.3、2008年8月，天柱第一城商贸大酒店外立面幕墙采用了该工法，该工程位于安庆，建筑面积12560平方米，地下一层，地上十八层，集商贸、宾馆为一体的综合性大厦，已于2009年4月份竣工，为所在地具有代表性建筑。
由于该工法的使用，确保了质量和工期，受到各方好评，取得良好的经济效益和社会效益。
超高大单元式玻璃幕墙安装施工工法，安装方便，安全快捷，施工效率高，质量可靠，保证工程进度和工程质量。
安装设备精巧、适用、专业和安全，施工技术先进，具有国内领先水平，设备和安装质量各项技术指标符合设计要求。
为以后同类幕墙施工安装提供经验。
该工法的形成在高层、超高层建筑幕墙工程施工中具有指导意义。
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