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摘要：玻璃幕墙是一种新型墙体，因为具有将建筑使用功能和建筑装饰功能有效的结合得到广泛的应用。但是，在玻璃幕墙的建筑施工过程中依然存在着一些质量通病。本文就其原因进行分析并提出相应的防治措施。
关键词：玻璃幕墙；质量通病；防控措施
玻璃幕墙是现代建筑工程中一种新型的墙体，能够有效结合建筑的使用功能和建筑功能，以其亮丽、表现个性和高档的形象在城市建筑中广泛使用。但由于玻璃幕墙在我国的使用时间较短，因此施工工艺不成熟，容易存在一些质量通病，需要引起施工人员的关注。
1、质量通病存在的原因分析
1.1工程设计问题
根据有关规定(建筑设计单位主要应考虑幕墙工程防火、防雷、光环境污染和连接预埋件的结构安全等因素,并对建筑幕墙工程提出具体设计要求并负相应的设计责任。而建筑幕墙工程施工企业则应根据提出有关施工安装的技术并对幕墙材料、幕墙结构设计和加工制作部件等的工程质量负责。虽然这个规定职责明确,但在实际工作中往往不很协调,产生施工图不完整、施工图设计滞后于土建工程等影响整个工程质量的问题。
检查中发现大部分建筑设计没有对幕墙工程防火、防雷、光环境污染和连接预埋件提出具体的要求。而幕墙工程施工企业设计的施工图又较为简单,在影响结构安全和使用功能的部分却没有施工详图或标注不清。如预埋件的钢筋锚固长度、预埋件钢板厚度、预埋位置、
焊接要求、防锈处理,幕墙顶部、底部、侧面与墙、柱交界处安装等。甚至有些工程仅按建筑立面分格图施工。从检查中发现的问题分析(部分幕墙工程施工企业对钢筋混凝土结构、钢结构缺乏设计能力,这是影响结构安全的主要原因。而部分建筑设计对幕墙工程审核确认没有经过严格的结构计算。
由于幕墙工程经常被业主单独发包,且大部分发包滞后土建工程,因此产生土建施工与幕墙工程预埋件不能同步施工,严重影响幕墙工程结构安全度。有一幢高层建筑,幕墙高度近100m,主体结构封顶时连一块预埋件也没有预埋。
1.2材料质量问题
玻璃幕墙材料直接影响幕墙工程的结构安全。各种材料都存在着相容性问题,铝合金
、玻璃、粘结胶的相容性,轻金属和重金属材料连接的相容性等。铝合金幕墙的结构体系是经过精确计算确定的,应采用专用的幕墙材料。
在检查中,有些工程竟采用铝合金门框用的材料作立柱和横梁,铝合金壁厚仅1.2mm。有的采用1.2mm薄方管材料内套方形钢管替代。
1.3施工质量问题
(1)预埋件制作；预埋件应根据结构计算确定预埋件钢板的尺寸、厚度和锚固钢筋的数量、直径、长度在检查中,不少已竣工的工程施工图没有预埋件施工详图,在建工程现场检查的预件尺寸不一,锚固钢筋数量和长度不足,焊接质量不符合要求,多为点焊,没有镀锌处理。
(2)预埋件安装；预埋件要求在钢筋绑扎时就应安装就位,锚固钢筋应插人梁内侧的受力筋部位,并与之点焊或绑扎牢固,防止混凝土施工时脱落移位,但在检查中发现一些工程主体结构已完工,才考虑设预埋件,有的把预埋件的锚固筋搁置在混凝土梁板上,把混凝土保护层打掉与表面的钢筋点焊,有的混凝土立面不垂直,将锚固板外伸,使其保持上下垂直,形成悬臂式预埋件,完全改变预埋件的受力特性。有的采用钢板与膨胀螺丝锚固,而锚人墙体有效深度仅,70～100mm,且没有做抗拔试验来确定锚固强度和锚固数量。,
(3)连接件支座的螺栓槽孔采用气割扩孔,连接螺栓没有采用不锈钢或热浸镀锌处理。连接件与铝合金的接触面没设置绝缘垫片,连接螺栓垫板厚度小于1.5mm。
(4)由于铝合金温度变形较大,当温升60°时,每米铝材约伸长1.4mm为使幕墙有足够的变形随动性,幕墙立柱需设置伸缩缝,伸缩缝处立柱接头有芯柱连接上下柱,通常设计为可活动的接头,但是被检工程的芯柱都与铝合金立柱固定,这样失去自由伸缩作用,当热胀冷缩时产生较大的内应力
(5)幕墙的顶部仅用26号镀锌铁皮包装,底部有的根本没处理,侧面幕墙与墙或柱的交界处理不当,产生幕墙渗水、气密性差等缺陷。
(6)幕墙的金属框架围护在建筑物外侧,建筑物中原设计的防雷装置由于幕墙的屏蔽效应,不能直接起到防雷作用。而幕墙的金属框架却具有良好的导电性,容易遭受雷击。所以防雷措施对幕墙十分重要。在检查中,多数工程仅将屋顶的金属板与避雷网作简单连接。竣工工程没有幕墙防雷接地电阻的实测报告。
2、防控措施
2.1明确玻璃幕墙工程设计责任
因设计原因而产生大多数幕墙工程没有在主体结构施工时安装预埋件、幕墙的避雷系统与建筑物的避雷系统不能做到统筹考虑,有效地结合等质量问题,皆因设计责任不完全确定性所致。所以玻璃幕墙必须归建筑设计单位设计,有资质的专业施工单位配合,方能较好地解决幕墙工程设计与施工设计之间存在的矛盾。
2.2强化材料质量控制
监理单位或政府监督部门应严格执行加强建筑幕墙工程管理的暂行规定(生产制作玻璃幕墙产品的企业,必须持有产品生产许可证。无玻璃幕墙产品许可证企业不得生产和销售玻璃幕墙产品,使用单位不得使用。未获得《准用证》的玻璃幕墙产品一律不得在建筑工程中使用。并加强对玻璃幕墙材料现场抽样送检,不符合要求的严禁在任何工程上使用。
2.3重视预埋件的制作与施工
(1)热浸镀锌；根据《技术规范》中对玻璃幕墙材料的要求(金属材料和零部件除不锈钢外,凡钢材都应进行表面热浸镀锌处理。因此,预埋件也应进行表而热浸镀锌处理。热浸镀锌的镀锌层厚度见表1。
镀锌层厚度表1
(2)锚固钢筋；预埋件的锚固钢筋的数量、直径应经结构计算确定,但应注意除受剪预埋直锚筋可用2根,其它预埋件受力直锚筋不宜少于4根。锚固长度见表2。
锚固钢筋的锚固长度表2
锚筋的锚固长度在梁内或墙内不能满足时可采用在端部加焊锚板或横向钢筋,来满足锚固长度的要求。锚筋的最小锚固长度在任何情况下不应小于250mm。
(3)预埋件钢板与钢筋的连接；锚固钢筋与预埋件钢板的连接宜采用T形焊接,当锚筋直径不大于20mm时宜采用压力埋弧焊。当采用手工电弧焊时,焊缝高度不宜小于6mm及0,5d(I级钢)或0.6d(II级钢)。
(4)当没有条件采用预埋件连接时,应首先采用在混凝上梁板、墙上钻孔穿透,再用螺栓把钢板固定在混凝土表面,待螺栓拧紧后焊死。施工时,应根据结构计算确定螺栓直径和预埋板厚度,每块预埋板的螺栓不能少于4根。当受拉或受弯预埋板的厚度小于b／8(b为两螺栓的间距),可以在两螺栓之间用膨胀螺丝加固。加固的膨胀螺丝应做抗拔试验,确定抗拔强度。
2.4连接件
为保证连接件的位置准确,在幕墙立柱安装前,应在竖向和横向弹出立柱横梁安装线,再将连接件支座焊接在预埋件上。由于焊接时预埋连接件的镀锌层部分被烧伤破坏,所以在焊接完毕、清除焊渣、焊瘤、毛刺后,要涂刷三道防锈漆,涂膜的厚度不能小于15μm。
连接件固定支座的螺栓槽孔应具备可调整性,槽孔的调整范围不能小于40mm。根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求:永久性的普通螺栓连接的螺栓槽孔不得采用气割扩孔。所以螺栓槽孔应冲切成孔。固定支座上的连接螺栓应采用不锈钢螺栓或热浸镀锌螺栓,螺栓垫片应采用不小于5mm的镀锌钢板
2.5节点连接牢固
由于铝合金材料与普通钢材之间存在着电位差,直接接触雨水或潮湿空气冷凝将产生电化锈蚀,影响节点连接牢固。因此,要求不同金属接触面应采用绝缘垫片作隔离处理。
2.6芯管与立柱的连接
立柱的伸缩缝按《技术规范》要求,间隙在10mm左右,芯管与立柱的连接应做成可活动的,见图1。
图1 芯管与立柱的连接
2.7 防雷
根据有关资料介绍，幕墙防雷分类多≥150m(一类)、≥100(二类)、≥30(三类)。因而玻璃幕墙顶部女儿墙的盖板可设计成直接接受雷击的装置，起到引雷作用的接闪器与建筑物的防雷网接通。每隔12m(一类)、15m(二类)、18(三类)和建筑物防雷网接通,接通位置不大于2m。作为接闪器的金属板厚度宜为(一类)2.5m、(二类)2.5m、(三类)1.5m,最小截面积以700mm2(一类)或50mm2(二、三类)为宜。防侧面雷击的做法:在30m以上的金属幕墙每隔三层设计置一圈均压环,均压圈每隔15m(一类)、18m(二、三类)和建筑物防雷网接通。建筑幕墙的防雷裝置和建筑物防雷系统的接通,主要依靠钢筋混凝土外墙内或柱内的主筋作为防雷引下线,墙、柱内主筋引下线设置的预埋连接板和引出连接板作为幕墙防雷系统的连接通道。防雷系统的金属件均应采用热浸镀锌。
金属幕墙施工过程,应对设置的各道防雷连接通道进行测试,检验是否形成电气通道。工程竣工后,要测试其接地电阻,通常要求冲击接地电阻不大于5Ω（一、二类）和10Ω（三类）。
参考文献：
[1] 张东帆, 高层玻璃幕墙工程质量控制[J]. 中国建筑科学, 2011.01
[2] 李辉斌, 建筑玻璃幕墙施工监理控制要点分析[J]. 中国科技博览, 2011.02
关键词：玻璃幕墙；质量通病；防控措施
玻璃幕墙是现代建筑工程中一种新型的墙体，能够有效结合建筑的使用功能和建筑功能，以其亮丽、表现个性和高档的形象在城市建筑中广泛使用。但由于玻璃幕墙在我国的使用时间较短，因此施工工艺不成熟，容易存在一些质量通病，需要引起施工人员的关注。
1、质量通病存在的原因分析
1.1工程设计问题
根据有关规定(建筑设计单位主要应考虑幕墙工程防火、防雷、光环境污染和连接预埋件的结构安全等因素,并对建筑幕墙工程提出具体设计要求并负相应的设计责任。而建筑幕墙工程施工企业则应根据提出有关施工安装的技术并对幕墙材料、幕墙结构设计和加工制作部件等的工程质量负责。虽然这个规定职责明确,但在实际工作中往往不很协调,产生施工图不完整、施工图设计滞后于土建工程等影响整个工程质量的问题。
检查中发现大部分建筑设计没有对幕墙工程防火、防雷、光环境污染和连接预埋件提出具体的要求。而幕墙工程施工企业设计的施工图又较为简单,在影响结构安全和使用功能的部分却没有施工详图或标注不清。如预埋件的钢筋锚固长度、预埋件钢板厚度、预埋位置、
焊接要求、防锈处理,幕墙顶部、底部、侧面与墙、柱交界处安装等。甚至有些工程仅按建筑立面分格图施工。从检查中发现的问题分析(部分幕墙工程施工企业对钢筋混凝土结构、钢结构缺乏设计能力,这是影响结构安全的主要原因。而部分建筑设计对幕墙工程审核确认没有经过严格的结构计算。
由于幕墙工程经常被业主单独发包,且大部分发包滞后土建工程,因此产生土建施工与幕墙工程预埋件不能同步施工,严重影响幕墙工程结构安全度。有一幢高层建筑,幕墙高度近100m,主体结构封顶时连一块预埋件也没有预埋。
1.2材料质量问题
玻璃幕墙材料直接影响幕墙工程的结构安全。各种材料都存在着相容性问题,铝合金
、玻璃、粘结胶的相容性,轻金属和重金属材料连接的相容性等。铝合金幕墙的结构体系是经过精确计算确定的,应采用专用的幕墙材料。
在检查中,有些工程竟采用铝合金门框用的材料作立柱和横梁,铝合金壁厚仅1.2mm。有的采用1.2mm薄方管材料内套方形钢管替代。
1.3施工质量问题
(1)预埋件制作；预埋件应根据结构计算确定预埋件钢板的尺寸、厚度和锚固钢筋的数量、直径、长度在检查中,不少已竣工的工程施工图没有预埋件施工详图,在建工程现场检查的预件尺寸不一,锚固钢筋数量和长度不足,焊接质量不符合要求,多为点焊,没有镀锌处理。
(2)预埋件安装；预埋件要求在钢筋绑扎时就应安装就位,锚固钢筋应插人梁内侧的受力筋部位,并与之点焊或绑扎牢固,防止混凝土施工时脱落移位,但在检查中发现一些工程主体结构已完工,才考虑设预埋件,有的把预埋件的锚固筋搁置在混凝土梁板上,把混凝土保护层打掉与表面的钢筋点焊,有的混凝土立面不垂直,将锚固板外伸,使其保持上下垂直,形成悬臂式预埋件,完全改变预埋件的受力特性。有的采用钢板与膨胀螺丝锚固,而锚人墙体有效深度仅,70～100mm,且没有做抗拔试验来确定锚固强度和锚固数量。,
(3)连接件支座的螺栓槽孔采用气割扩孔,连接螺栓没有采用不锈钢或热浸镀锌处理。连接件与铝合金的接触面没设置绝缘垫片,连接螺栓垫板厚度小于1.5mm。
(4)由于铝合金温度变形较大,当温升60°时,每米铝材约伸长1.4mm为使幕墙有足够的变形随动性,幕墙立柱需设置伸缩缝,伸缩缝处立柱接头有芯柱连接上下柱,通常设计为可活动的接头,但是被检工程的芯柱都与铝合金立柱固定,这样失去自由伸缩作用,当热胀冷缩时产生较大的内应力
(5)幕墙的顶部仅用26号镀锌铁皮包装,底部有的根本没处理,侧面幕墙与墙或柱的交界处理不当,产生幕墙渗水、气密性差等缺陷。
(6)幕墙的金属框架围护在建筑物外侧,建筑物中原设计的防雷装置由于幕墙的屏蔽效应,不能直接起到防雷作用。而幕墙的金属框架却具有良好的导电性,容易遭受雷击。所以防雷措施对幕墙十分重要。在检查中,多数工程仅将屋顶的金属板与避雷网作简单连接。竣工工程没有幕墙防雷接地电阻的实测报告。
2、防控措施
2.1明确玻璃幕墙工程设计责任
因设计原因而产生大多数幕墙工程没有在主体结构施工时安装预埋件、幕墙的避雷系统与建筑物的避雷系统不能做到统筹考虑,有效地结合等质量问题,皆因设计责任不完全确定性所致。所以玻璃幕墙必须归建筑设计单位设计,有资质的专业施工单位配合,方能较好地解决幕墙工程设计与施工设计之间存在的矛盾。
2.2强化材料质量控制
监理单位或政府监督部门应严格执行加强建筑幕墙工程管理的暂行规定(生产制作玻璃幕墙产品的企业,必须持有产品生产许可证。无玻璃幕墙产品许可证企业不得生产和销售玻璃幕墙产品,使用单位不得使用。未获得《准用证》的玻璃幕墙产品一律不得在建筑工程中使用。并加强对玻璃幕墙材料现场抽样送检,不符合要求的严禁在任何工程上使用。
2.3重视预埋件的制作与施工
(1)热浸镀锌；根据《技术规范》中对玻璃幕墙材料的要求(金属材料和零部件除不锈钢外,凡钢材都应进行表面热浸镀锌处理。因此,预埋件也应进行表而热浸镀锌处理。热浸镀锌的镀锌层厚度见表1。
镀锌层厚度表1
(2)锚固钢筋；预埋件的锚固钢筋的数量、直径应经结构计算确定,但应注意除受剪预埋直锚筋可用2根,其它预埋件受力直锚筋不宜少于4根。锚固长度见表2。
锚固钢筋的锚固长度表2
锚筋的锚固长度在梁内或墙内不能满足时可采用在端部加焊锚板或横向钢筋,来满足锚固长度的要求。锚筋的最小锚固长度在任何情况下不应小于250mm。
(3)预埋件钢板与钢筋的连接；锚固钢筋与预埋件钢板的连接宜采用T形焊接,当锚筋直径不大于20mm时宜采用压力埋弧焊。当采用手工电弧焊时,焊缝高度不宜小于6mm及0,5d(I级钢)或0.6d(II级钢)。
(4)当没有条件采用预埋件连接时,应首先采用在混凝上梁板、墙上钻孔穿透,再用螺栓把钢板固定在混凝土表面,待螺栓拧紧后焊死。施工时,应根据结构计算确定螺栓直径和预埋板厚度,每块预埋板的螺栓不能少于4根。当受拉或受弯预埋板的厚度小于b／8(b为两螺栓的间距),可以在两螺栓之间用膨胀螺丝加固。加固的膨胀螺丝应做抗拔试验,确定抗拔强度。
2.4连接件
为保证连接件的位置准确,在幕墙立柱安装前,应在竖向和横向弹出立柱横梁安装线,再将连接件支座焊接在预埋件上。由于焊接时预埋连接件的镀锌层部分被烧伤破坏,所以在焊接完毕、清除焊渣、焊瘤、毛刺后,要涂刷三道防锈漆,涂膜的厚度不能小于15μm。
连接件固定支座的螺栓槽孔应具备可调整性,槽孔的调整范围不能小于40mm。根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求:永久性的普通螺栓连接的螺栓槽孔不得采用气割扩孔。所以螺栓槽孔应冲切成孔。固定支座上的连接螺栓应采用不锈钢螺栓或热浸镀锌螺栓,螺栓垫片应采用不小于5mm的镀锌钢板
2.5节点连接牢固
由于铝合金材料与普通钢材之间存在着电位差,直接接触雨水或潮湿空气冷凝将产生电化锈蚀,影响节点连接牢固。因此,要求不同金属接触面应采用绝缘垫片作隔离处理。
2.6芯管与立柱的连接
立柱的伸缩缝按《技术规范》要求,间隙在10mm左右,芯管与立柱的连接应做成可活动的,见图1。
图1 芯管与立柱的连接
2.7 防雷
根据有关资料介绍，幕墙防雷分类多≥150m(一类)、≥100(二类)、≥30(三类)。因而玻璃幕墙顶部女儿墙的盖板可设计成直接接受雷击的装置，起到引雷作用的接闪器与建筑物的防雷网接通。每隔12m(一类)、15m(二类)、18(三类)和建筑物防雷网接通,接通位置不大于2m。作为接闪器的金属板厚度宜为(一类)2.5m、(二类)2.5m、(三类)1.5m,最小截面积以700mm2(一类)或50mm2(二、三类)为宜。防侧面雷击的做法:在30m以上的金属幕墙每隔三层设计置一圈均压环,均压圈每隔15m(一类)、18m(二、三类)和建筑物防雷网接通。建筑幕墙的防雷裝置和建筑物防雷系统的接通,主要依靠钢筋混凝土外墙内或柱内的主筋作为防雷引下线,墙、柱内主筋引下线设置的预埋连接板和引出连接板作为幕墙防雷系统的连接通道。防雷系统的金属件均应采用热浸镀锌。
金属幕墙施工过程,应对设置的各道防雷连接通道进行测试,检验是否形成电气通道。工程竣工后,要测试其接地电阻,通常要求冲击接地电阻不大于5Ω（一、二类）和10Ω（三类）。
参考文献：
[1] 张东帆, 高层玻璃幕墙工程质量控制[J]. 中国建筑科学, 2011.01
[2] 李辉斌, 建筑玻璃幕墙施工监理控制要点分析[J]. 中国科技博览, 2011.02