某工程位于南宁市青秀区青山路22号, 建筑面积65 000m², 地下3层, 地上包含3栋主楼, 分别为5, 6, 7层。工程外立面大量采用单元窗式拼装的GRC幕墙, 单块幕墙板面积近15m², 重1.5t。大体积、大自重以及有限的安装施工条件给GRC幕墙单元窗式整体安装施工带来很大困难。

根据现场实际条件, 总结多年大单元板材安装经验, 最终决定采用以汽车式起重机为主、电动葫芦安装为辅的吊装施工技术。

大型GRC幕墙板单元窗式整体安装技术总体上分为设计与施工2部分。

GRC幕墙板设计为板框架结构, 采用高强度玻璃纤维水泥材料, 大型单元窗幕墙板块工厂制作、整体脱模, 单体大、强度高, 整个GRC幕墙板荷载只需通过板框架上部钢横梁传递。与主体结构的连接件采用L形支座, 支座底部具有可调高强螺栓用于调节水平高度, 两侧通过螺栓连接U形钢板卡槽, 便于板框架横梁就位。GRC幕墙板结构示意如图1所示。

现场施工的核心是GRC幕墙板的吊装施工。首先预埋锚固件并焊接好转接件, 然后用汽车式起重机将GRC幕墙板单元窗整体吊装至预埋件附近, 并在单元窗施工部位安装电动葫芦配合对GRC幕墙板单元窗进行滑移施工并校准位置, 运送GRC幕墙板单元窗使其顶部横梁搁置在预埋件U形卡槽内。通过两侧预埋件上预留的连接螺栓对GRC幕墙板单元窗两侧高度进行微调, 保证单元窗水平顺直即完成吊装施工。连接件大样如图2所示。

根据GRC幕墙在主体结构外立面安装部分的形状、尺寸以及单元窗整体安装示意图, 对GRC幕墙板单元窗整体安装进行深化设计。

设计内容包括合理分格GRC幕墙安装部位, 确定每个GRC幕墙板单元窗尺寸, 计算自重荷载;设计每个GRC幕墙单元窗安装连接件数量及连接件尺寸;设计GRC幕墙板单元窗背附龙骨钢材规格尺寸, 验算受力构件强度是否满足要求, 验算框架梁支承强度是否满足承载要求, 验算连接件强度是否满足要求。

对初步完成设计的GRC幕墙板单元窗采用BIM技术模拟预拼装进行二次深化, 检查GRC构件尺寸是否满足要求, 提高GRC幕墙板单元窗精度, 模拟预拼装效果如图3所示。

GRC幕墙板单元窗整体安装工艺可依次分为:预埋锚固件及支座安装、GRC幕墙定制及运输进场吊运、GRC幕墙就位安装、GRC幕墙板单元窗校正调整及板缝打胶嵌缝与修补、面层清理保养5个要点。

1) 预埋件应按照安装设计施工图预埋, 保证每个GRC幕墙板单元窗梁上等间距预埋3块锚板, 根据单元窗尺寸精确控制单元内锚板间距1 600mm, 单元间锚板间距1 300mm。

2) 选择好基准点, 清理水平控制线基层, 弹好每个GRC幕墙板单元窗的分格线。

3) 拉出支座水平控制线, 控制支座水平标高, 确定支座平面进深尺寸, 点焊临时固定支座。

4) 对初步固定的连接件按层次逐个检查施工质量, 主要检查三维空间误差, 垂直误差<2mm, 水平误差<2mm, 进深误差<3mm。

5) 对验收合格的连接件支座进行双面满焊固定。

6) 连接件支座安装完成后需在支座面上放出U形钢板定位中线并安装U形钢板, U形钢板采用螺栓连接底座, 暂不拧紧, 用以后期GRC幕墙板单元窗安装时调节进深尺寸。

1) 确定生产定制数量以及所需规格, 提交订单及相关制作要求。

2) 工厂预制生产拼装完成, 对每个GRC幕墙板单元窗面板采用泡沫气泡薄膜进行包裹, 面板4个边角加上护角胶套, 完成包装。最后把2个包装好的单元窗主框钢梁以背靠背的形式打包, 并用带插销的钢架固定住, 完成装车运送至场内, 如图4所示。

1) 对已污染或腐蚀的连接件进行清理, 再进行防腐处理。

2) 在每个待吊装GRC幕墙板单元窗口安装电动葫芦, 确定单元窗口上部框梁中点为电动葫芦的安装点, 如图5所示。

3) 用汽车式起重机将GRC幕墙板吊装至安装单元窗口0.5m以内, 绑上电动葫芦链条, 使单元窗吊装时可以在小空间范围内较为精准地平稳移动。

4) 当GRC幕墙板安装部位遇到挑板时, 应先在挑板上穿孔并在汽车式起重机上加设1套钢丝绳吊装装置, 待GRC幕墙板吊装至挑板边缘时, 把钢丝绳穿过挑板并吊挂好GRC幕墙板再继续吊装。

5) 通过汽车式起重机和电动葫芦相互配合将GRC幕墙板平稳移动到指定位置后, 将GRC幕墙板受力钢框梁直接搁置在支座U形卡槽内, 如图6所示。

1) 土建结构层高的微小误差可以通过调整单元窗之间拼缝间距大小来消除。通过分析各层误差大小, 计算出相邻层单元窗拼缝大小, 得出构件上、下边缘最终调整标高。

2) 通过扭转单元窗两端底座钢板上的螺栓可有效完成大构件精细调节, 保证GRC幕墙板单元窗水平标高与调整后的标高一致。

3) 校准水平标高无误后需将螺栓锁紧并将背负龙骨与钢板底座满焊牢固, 以增强连接节点刚性。

4) 为进一步提高节点连接强度, 可额外增加角钢将背负龙骨与预埋钢板焊接连接。

对于吊装施工过程中所造成的单元窗构件破损部位, 应事先清理好GRC幕墙板单元窗面层, 对破损部位采用水磨、酸洗、喷砂等工艺将破损部位补齐, 然后再对GRC幕墙板单元窗进行整体打磨抛光, 上色消除色差。待GRC构件面层整体观感达标后, 再对单元窗间拼缝采用硅酮结构胶打胶嵌缝。最后对GRC构件整体面层喷涂保护漆, 防止再次受到污染或损坏。完成效果如图7所示。

工程项目结合实际施工条件, 将GRC幕墙板框架受力横梁直接搁置在支座U形卡槽, 并在吊装施工过程中采用汽车式起重机配合电动葫芦的施工技术, 不仅解决了大型GRC幕墙板安装时由于惯性过大而造成板材碰撞损坏的问题, 同时也保证了GRC幕墙板安装精度, 达到节约成本、提高施工质量和施工效率的目的。