胡維銘

(福建永盛設(shè)計裝飾工程有限公司 福州 350001)

現(xiàn)代審美的多元變化使得公共建筑不僅需要具備合格的實用性,還需要進(jìn)行一定的審美設(shè)計。建筑幕墻的設(shè)計靈活性與安裝便捷性優(yōu)勢在公共建筑外立面的應(yīng)用更加廣泛,尤其是在滿足群眾多元審美而設(shè)定的不規(guī)則外立面上施工難度更大。關(guān)于公共建筑不規(guī)則外立面幕墻工程施工技術(shù)展開研究,對于保障公共建筑整體質(zhì)量具有一定的現(xiàn)實意義。

1 項目概況

某城市體育館的主體部分包含比賽館、訓(xùn)練館兩部分,地上3層,地下1層,建筑總高度為25.6 m,建筑四角處有懸空外挑剪力墻結(jié)構(gòu)作為飛翼造型,外立面采用雙面烤瓷穿孔鋁單板幕墻、玻璃幕墻、烤瓷鋁單板幕墻、石材幕墻等多種形式。

出于建筑公共效益考慮,外立面幕墻工程施工高度高、幕墻體量大、幕墻交界面多。其中雙面烤瓷穿孔鋁單板幕墻與烤瓷鋁單板幕墻占體育館幕墻總面積的43.1%,尤其是部分不規(guī)則施工部位,施工難度更高,也是最易產(chǎn)生質(zhì)量問題的部位。

2 不規(guī)則外立面幕墻工程施工要因

2.1 類似工程調(diào)查

為了明確不規(guī)則外立面幕墻工程施工質(zhì)量問題,對近期類似建筑實際情況進(jìn)行調(diào)查后,發(fā)現(xiàn)建筑與本項目在幕墻類型和幕墻部分曲面造型的細(xì)節(jié)與整體性方面具有相似性。

對相關(guān)工程進(jìn)行調(diào)查后,在350處質(zhì)量檢查點發(fā)現(xiàn)了72處質(zhì)量問題,質(zhì)量合格率僅有79.4%,具體質(zhì)量問題統(tǒng)計情況如表1所示。

表1 幕墻質(zhì)量問題統(tǒng)計(N=72)

2.2 要因分析

圍繞上述問題明確不規(guī)則外立面幕墻工程施工過程中存在的主要質(zhì)量問題并進(jìn)行因果溯源,確定了共6條末端因素:

(1)施工人員與管理人員缺乏質(zhì)量管理意識。

(2)龍骨安裝標(biāo)準(zhǔn)性不足。

(3)龍骨制作與鋁板制作規(guī)范性不足。

(4)運輸過程中板塊互相碰撞。

(5)施工方案整體性、完善性不足。

(6)測量誤差。

3 對策實施

3.1 組織技術(shù)培訓(xùn)

(1)組織專門的技術(shù)培訓(xùn),培訓(xùn)對象包括現(xiàn)象施工人員以及工程技術(shù)管理人員,尤其是龍骨與鋁板安裝工藝需要進(jìn)行重點培訓(xùn)。

(2)培訓(xùn)組織完成后,對技術(shù)管理人員進(jìn)行幕墻安裝以及施工技術(shù)考核,確保參與考核人員均能夠達(dá)到合格水準(zhǔn)。對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行實操考核,考核不合格工人應(yīng)按照情況進(jìn)行二次考核或清退出場。

(3)后置埋件安裝要點。首先查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及設(shè)計圖紙,對埋件厚度與強度進(jìn)行確定,并確保鋼板與埋件的各項參數(shù)一致。當(dāng)埋件位置與鋼板水平偏差超過45 mm 時,埋件的連接應(yīng)采用與其強度相等的鋼板。其次,埋件預(yù)埋過程中如果產(chǎn)生傾斜或未與標(biāo)準(zhǔn)位置契合時,則需要采取楔形鐵片進(jìn)行輔助調(diào)整。埋件傾角的統(tǒng)計工作完成后,需要按照埋件傾角的具體位置進(jìn)行的楔形鐵片的選擇與歸類,加強施工的焊接管理。在調(diào)整過程中主要著重注意預(yù)埋件與主龍骨的契合度,確保經(jīng)過調(diào)整后的預(yù)埋件能夠滿足主龍骨安裝要求。

(4)注膠要點。在注膠過程中需要注重環(huán)境溫度以及注膠速度等因素。比如硅酮密封膠過程中就需要注意外部環(huán)境溫度不要過高,如果溫度過高或處于暴曬環(huán)境下就很有可能產(chǎn)生膠縫起鼓的問題。為了避免這一問題應(yīng)針對施工現(xiàn)場實際情況選擇背陰處打膠,確保注膠施工時幕墻底板的表面溫度不超過30℃。

在注膠速度方面,應(yīng)按照預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)速度進(jìn)行恒定推進(jìn),在注膠過程中應(yīng)確保密封槽中的空氣排出并保證沒有氣泡。在注膠完成后對膠縫進(jìn)行壓實處理,處理時間應(yīng)在密封膠沒有干透前。此外,膠縫交叉處注膠后應(yīng)進(jìn)行抹平處理。膠縫交叉點是注膠施工的重點環(huán)節(jié),也是導(dǎo)致膠水成形不連續(xù)的重點部位。對此部位的處理主要是采用人工涂抹特殊洗滌劑的方式進(jìn)行處理,隨后利用特制的清潔抹布進(jìn)行平整并反復(fù)擦拭,上述工序應(yīng)在膠料干燥前完成。

3.2 幕墻及鋁飾線安裝措施

建筑設(shè)計中本建筑四角為懸空剪力墻飛翼造型,最高挑出平直面結(jié)構(gòu)1.2 m。飛翼混凝土外部需進(jìn)行雙面烤瓷穿孔鋁單板幕墻與烤瓷鋁單板幕墻施工安裝,幕墻施工高度至18.6 m。幕墻安裝常規(guī)方式為安裝成品,但因為本工程飛翼頂部結(jié)構(gòu)位置作為結(jié)構(gòu)洞口(見圖1),如果在下1層施工則上2層幕墻與裝飾線則需要另行施工,不僅提高了施工危險性與難度,也會一定程度上提高施工成本。

圖1 飛翼安裝部位示意圖

因此需要結(jié)合施工現(xiàn)場情況以及具體施工內(nèi)容在結(jié)構(gòu)上固定安裝卷揚機,并安裝定滑輪和立桿制作吊垂直運輸裝置。在吊裝方案設(shè)計過程中應(yīng)首先考慮吊籃與軌道的距離,確保二者能夠互相配合不產(chǎn)生沖突。考慮到這一情況,施工吊籃人員起到的是一種輔助作用,并采用環(huán)形軌道對材料進(jìn)行吊運,確保安裝固定的有效落實。在保證吊籃吊運安全進(jìn)行的基礎(chǔ)上,提高材料吊運的可靠性與機動性。

3.3 龍骨安裝質(zhì)量控制

3.3.1 基準(zhǔn)龍骨安裝

基準(zhǔn)龍骨安裝數(shù)應(yīng)按照幕墻邊龍骨為基準(zhǔn),比例應(yīng)在100∶5以上,數(shù)量最低不少于2個。工程開展期間的立柱固定件安裝主要使用角碼進(jìn)行,在安裝緊固件前需要利用焊接或螺栓固定的方式進(jìn)行埋件固定與臨時固定。當(dāng)固定緊密度與固定堅實度檢驗完畢確認(rèn)合格后,才能進(jìn)行后續(xù)的固定措施。

3.3.2 龍骨安裝校正

立柱保證豎直并進(jìn)行臨時固定后才能進(jìn)行安裝,安裝過程中確保立柱豎直下端套于下立柱突出的芯柱上,并對立柱平面位置、垂直度以及豎向標(biāo)高等數(shù)值進(jìn)行調(diào)整。與此同時采用螺栓對連接件與緊固件進(jìn)行臨時固定,立柱間的縫隙,主要可用密封膠進(jìn)行填補。當(dāng)所有立柱安裝完成后,對立柱表面完整度以及立柱的整體垂直度進(jìn)行調(diào)查檢驗,確保以上數(shù)值能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。如果沒有滿足規(guī)定要求,則需要立即進(jìn)行調(diào)整處理。立柱與同層立柱之間的最大標(biāo)高偏差、相鄰立柱軸線偏差與固定點間距等都需要滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。橫梁的兩端以及不同橫梁標(biāo)高需要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3.3.3 大面龍骨安裝

按照事先準(zhǔn)備好的基準(zhǔn)部位拉墨線,確保龍骨間的縱向距離滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。與此同時,考慮風(fēng)力與風(fēng)向的影響控制大型龍骨的位置。確定位置后不應(yīng)立即進(jìn)行點焊,還需要調(diào)整龍骨水平和垂直度,確保其能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。

上述內(nèi)容檢查完畢后將連接件、埋件之間的連接處進(jìn)行對稱滿焊。最后實施焊接防腐處理,清理焊渣以及多余雜物,按照產(chǎn)品說明書以及施工要求進(jìn)行防腐涂層的操作。

3.4 應(yīng)用BIM 技術(shù)

針對本工程幕墻體量大、形式多變等特征,施工信息更加龐大。因此,可利用BIM 技術(shù)搭建幕墻模型并進(jìn)行三維環(huán)境搭建。通過對幕墻模型參數(shù)分析以及構(gòu)件尺寸控制,能夠?qū)こ绦畔⒁约澳粔π畔⑦M(jìn)行靈活調(diào)整。首先進(jìn)行信息化模型搭建,主要按照建筑整體廓線以及路徑等數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合,相關(guān)人員可對其他細(xì)節(jié)進(jìn)行補充形成建筑表面模型。模型初步構(gòu)建完畢后,可根據(jù)幕墻邊界以及建筑構(gòu)造厚度等模型信息進(jìn)行幕墻碰撞檢測與分析。

BIM 模型建立完成后、幕墻施工各構(gòu)件位置都能在模型中進(jìn)行體現(xiàn)。通過直觀模型的體現(xiàn)能夠通過電腦設(shè)備進(jìn)行建筑的虛擬建造,實現(xiàn)對物料全面統(tǒng)計。BIM 模型的搭建能幫助施工人員迅速生成加工數(shù)據(jù),并確保能夠?qū)⑷S數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為施工坐標(biāo)以及測量數(shù)字。經(jīng)過模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化以及有效搭建后,可進(jìn)行專業(yè)內(nèi)的碰撞測試,發(fā)現(xiàn)模型碰撞存在的問題。在三維環(huán)境下模型碰撞發(fā)現(xiàn)的問題更加直觀、全面,相關(guān)人員在設(shè)計階段就能進(jìn)行修改完善,確保模型不會發(fā)生碰撞。當(dāng)幕墻、鋁線安裝完成后再次測量,如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)超限偏差區(qū)域應(yīng)第一時間對BIM 模型進(jìn)行修正并更新安裝數(shù)據(jù)。在建筑表皮模型充分搭建完成后,可按照施工人員意愿對構(gòu)件進(jìn)行控制并搭建BIM模型。隨后可借助相關(guān)信息化手段實現(xiàn)對設(shè)計方案以及施工材料采購的生成,確保施工的穩(wěn)定推進(jìn)與安穩(wěn)運行。

4 效果檢驗

工程完工后對施工質(zhì)量進(jìn)行全面檢驗,共選取350處點位進(jìn)行質(zhì)量抽查。經(jīng)過系統(tǒng)的整合分析后,確定不合格點位數(shù)為14個,合格點位數(shù)為336個,具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 質(zhì)量問題統(tǒng)計

與表1對比后可知,幕墻主要質(zhì)量問題的出現(xiàn)頻率大大降低,相較于其他類似建筑來說合格率得到了有效地提升。