超高层外立面单元式石材包梁、包柱施工技术分析及应用

于洋波

深圳市宝鹰建设集团股份有限公司

【摘要】随着我国城市化的高速发展和建筑科学技术水平的不断提高，超高层建筑在全国各地发展迅速，数量多，分布广，尤其以一线城市表现更为明显，这些超高层建筑外围护系统大部分都是采用单元式玻璃幕墙和石材幕墙。隨着装配式建筑的科技进步，越来越多的超高层建筑采用大型单元体玻璃幕墙窗和单元石材幕墙组合，用单元石材幕墙装饰主体结构梁和柱，形成建筑外立面错落有致，整齐化一，造型简单，立体感强的特点。目前我国超高层单元式石材幕墙的建筑相对较少，由于石材本身重量较重，且体积大安装高度高，造成了施工难点及危险点较多，施工耗时较长且工艺工序复杂。单元式幕墙是在框架式幕墙的基础上逐渐形成的一种新的幕墙施工工艺。主要工艺包括幕墙与主体结构连接预埋件的安装、单元式幕墙的工厂制作、单元式幕墙的现场安装，该施工工艺具有工厂化作业程度高、施工速度快、质量安全可靠、环保节能的优点。因此对幕墙深化设计、自主研发创新形成成熟的单元式石材幕墙施工技术具有现实的应用价值。本技术就超高层外立面单元式石材包梁、包柱施工方法进行阐述。

【关键词】单元式幕墙、石材幕墙、施工技术、大型单元石材、超高层

1.关键技术及创新

1、本技术克服了施工现场场地狭窄，地面缺少材料堆放场地，利用塔吊将单元石材板块吊装到相应的安装楼层，在楼层内采用叉车搬运到临时停放点，安装时再搬运到安装位置附近，室外通过双轨道式环形轨道将单元石材板块吊装到安装位置，环形轨道内侧吊装单元石材板块，环形轨道外侧悬挂吊篮，施工人员站在吊篮中安装，调整单元石材板块安装位置，以及打胶密封。

2、本技术适用于超高层建筑单元石材幕墙包梁和包柱，且包梁和包柱石材立面凹凸不平，钢支座通过T型螺栓与主体结构上槽式埋件连接，能简化施工工艺，减少现场焊接工作量。单元石材板块吊装到位后，将单元石材板块钢架上面的挂钩挂在钢支座上面的L形钢支座（副支座）连接件上，垂直方向上通过不锈钢螺栓组件调整单元石材板块标高，实现大型单元石材板块三维调节。包梁的横向单元石材板块，先吊装L型单元石材板块，调整安装定位，最后才能安装顶部的石材板块。

3、本技术中单元石材板块吊装：一种是单元石材板块包柱竖向垂直吊装，一种是单元石材板块包梁水平横向吊装。单元石材包柱板块成U型，安装前先用叉车将单元板块搬运到楼层安装位置附近，吊篮上的工人将吊装带从环形轨道内侧的吊车上放下，站在楼层内的工人将吊装带绑扎在单元石材板块的钢架顶部，移出楼层后，单元板块被双层轨道上电动葫芦垂直吊起，吊篮中的安装工人将板块调整好安装方位，控制电动葫芦移动单元板块到安装位置，将单元石材板块挂钩挂在上、下L型钢支座（副支座）上。 单元石材包梁板块成C型，在工厂加工时，侧面和底面石材板块先在工厂拼装。现场先吊装L型单元石材板块，调整安装定位，最后安装顶部的石材板块并打胶密封。

2.适用范围

本技术适用于城市中心区超高层建筑物，施工现场空间狭窄，没有临时堆放外墙单元板块的场地，建筑外立面为大型单元铝合金窗和单元石材板块幕墙，需完成凹凸造型的单元石材板块包梁包柱幕墙系统的安装，单元石材板块最大规格（6000x1600x480mm），最大面积：15.4m2，最大板块重量1800Kg；建筑外立面简单、整齐、对称，建筑结构内部在外墙安装完成前，没有砌室内隔墙，楼层内部空间开敞，便于大型单元板块存放、搬运和安装。

3.技术原理

大型单元石材板块在工厂加工拼装，先焊接钢架结构，做好防腐处理，然后采用不锈钢背栓连接固定。大型单元石材板块形状主要是U槽形，包结构柱的单元石材板块在工厂加工成U槽形，在现场可直接吊装；包结构梁的单元石材板块在工厂先加工成L形（侧面+底面），但其钢架需先焊接成U槽形，在单元石材板块（包梁）吊装定位后，完成防火层或防雷系统安装，才能进行上面的石材板块安装。在工厂加工完成的单元石材板块通过大型载重汽车运往工地，采用塔吊从地面直接吊装，在楼层内用叉车搬运。室外单元石材板块采用双轨道式环形轨道吊装，环形轨道内侧吊装单元石材板块，环形轨道外侧悬挂吊篮，施工人员站在吊篮中安装。单元石材板块吊装前，需根据放线记录，安装好钢支座，钢支座通过T型螺栓与槽式埋件连接，单元石材板块吊装到位后，将单元石材板块钢架上面的挂钩挂在钢支座上面的L形连接件上，然后通过不锈钢调节螺栓完成单元石材板块的调位安装。最后完成单元石材幕墙的防火层封堵和打胶密封。

4.施工技术流程

施工技术流程：施工准备→测量放线→预埋件安装和复测→顶部和中间双层环形轨道布置→卸料平台安装→单元石材板块的加工组装→钢支座安装→单元石材板块垂直吊装→单元石材板块楼层内堆放和转运→单元石材板块的安装→单元石材板块的调节→注胶密封→清洁

5.效益分析

本技术采用叉车搬运大型单元石材板块，采用起重吊机吊装超大型单元石材板块，运用环形轨道上的吊车完成大型单元石材板块的水平转运，从而完成大型单元石材板块安装，完全实现机械化操作，而大型单元石材板块上连接钢支座通过与主体结构上固定钢支座T形卡槽插接安装，大型单元石材板块的标高调整，通过大型单元石材板块支座系统上的M12调节螺栓，调整大型单元石材板块的标高，钢支座与槽式预埋件通过T型螺栓连接，现场安装不需要焊接，从而简化施工流程，降低材料消耗，减少人员投入，节约人工费用，有效提高施工效率，经济效益显著。

5.1经济效益

超高层外立面单元式石材包梁、包柱施工技术在成本上有很大的优势，下面以鼎和大厦超高层外立面单元式石材包梁、包柱施工与传统石材幕墙施工安装成本进行比较：

经济效益分析表

类别	超高层外立面单元式石材包梁、包柱施工技术		传统构件式石材幕墙施工技术		备注
	成本项	工  期	成本项	工  期
测量放线	15.00元/m2	200m2/天 每个班组每天	15.00元/m2	120m2/天 每个班组每天	超高层双轨道式单元石材幕墙施工工法，人工和材料费用相对减少，每平方米节省70元，同时工期相对缩短了40 %。
大型单元石材板块搬运	30.00元/m2		80.00元/m2
大型单元石材板块安装	80.00元/m2		100.00元/m2
注胶清洁	25.00元/m2		25.00元/m2
人工和辅材合计	150.00元/m2	工期缩短了40.0%	220.00元/m2

5.2社会效益

超高层外立面单元式石材包梁、包柱施工技术，通过叉车搬运和双层环形轨道上的吊车完成大型单元体石材板块的水平转运，从而完成大型单元体石材板块安装，完全实现机械化操作，降低工人劳动强度，施工速度快、工效高；同时工人站在吊蓝中施工，完成凹凸造型的单元石材板块包梁包柱的安装，避免了搭设脚手架作业，有效降低施工成本，节约工期，有利于安全生产，避免了施工安全隐患，提高社会安全度，并有利于环境保护。

结束语：

本技术成果适用于各类大型建筑外立面单元式石材包梁、包柱的安装施工。本技术符合《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》GB50210、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300、《建筑幕墙》GB/T21086、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80及有关规范的规定。本技术在“鼎和大厦幕墙工程”项目应用至今，质量良好，无返修，受到业主的一致好评。

实践应用证明本技术提高了现场安装效率，减少了现场高空作业时间，有效改善了施工的安全性；减少了现场的焊接工作，有效改善了施工环境，大大加快了施工进度，降低了施工成本；减少了在工程现场因施工人员焊接技术水平差异而形成的质量隐患，提高工程质量。

参考文献

[1] 《建筑幕墙工程手册》赵西安编著，中国建设工业出版社。

[2] 《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205-2020，中华人民共和国建设部，中国建设工业出版社。

[3] 《建筑幕墙》GB/T 21086-2007，中华人民共和国建设部，中国建设工业出版社。

[4] 《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133-2001，中华人民共和国建设部，中国建设工业出版社。

[5] 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300－2013，中华人民共和国建设部，中国建设工业出版社。

[6] 《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80-2016，中华人民共和国建设部，中国建设工业出版社。

[7] 《不锈钢丝绳》GB9944-2015，中华人民共和国建设部，中国建设工业出版社。