梁新亞 王 珍 何飛龍 汪銀偉

(1.中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000；2.黃河交通學(xué)院交通工程學(xué)院，河南 焦作 454900)

建筑幕墻作為建筑主體的重要組成部分，在保證建筑美觀性的同時還起到圍護結(jié)構(gòu)作用，其質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)的安全性。幕墻工程在設(shè)計和施工的過程中需要考慮自重、地震作用、風(fēng)荷載等影響。高層建筑的幕墻工程中使用的埋設(shè)件可以根據(jù)設(shè)置時間分為預(yù)埋件和后置埋件，主要起到銜接、承重等作用。埋設(shè)件質(zhì)量未達到設(shè)計要求的需要增設(shè)螺栓和鋼板，造成了材料的浪費以及施工成本的增加。預(yù)埋件相比于后置埋件而言具有與主體連接更加牢固、成本更低等優(yōu)點，因此預(yù)埋件是幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接的主要形式，其施工質(zhì)量直接影響到幕墻結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命[1-3]。

由于預(yù)埋件和幕墻的施工采用不同的施工單位，預(yù)埋件通常是主體施工時施工單位根據(jù)設(shè)計圖紙進行預(yù)埋作業(yè)，幕墻的連接則是由幕墻單位進行作業(yè)。預(yù)埋件在施工過程中常因設(shè)計圖紙、施工工藝等原因造成質(zhì)量問題[4-6]。

1 預(yù)埋件種類及特征

預(yù)埋件用于連接幕墻單元與建筑主體結(jié)構(gòu)，具有連接可靠、承重性能以及防雷接地性能良好等優(yōu)點。預(yù)埋件可分為槽型埋件、爪型埋件以及錨板帶預(yù)留槽型埋件。

1.1 槽型埋件

槽型埋件主要由成型帶槽鋼板和鑄件焊接而成或者一次加工成型，在模板支設(shè)時固定即可，一般工人即可完成安裝作業(yè)，具有安裝簡單、連接可靠，靈活性大的特點。

1.2 爪型埋件

爪型埋件主要由錨筋以及錨板焊接制成，錨筋可根據(jù)工程情況采用彎鉤型或直型，錨筋可采用鋼筋，具有取材方便、連接可靠等優(yōu)點。

1.3 錨板帶預(yù)留槽型埋件

錨板帶預(yù)留槽型埋件是錨板上增加了預(yù)留槽的抓型埋件，在與預(yù)埋件設(shè)計位置偏差較大的情況下焊接固定，具有連接簡單、靈活性大等特點。

2 預(yù)埋件設(shè)計

在對不同形式的幕墻進行設(shè)計時，需要從實際需求出發(fā)，保證結(jié)構(gòu)性能充分發(fā)揮，預(yù)埋件需要承受幕墻所傳遞的荷載，因此要求預(yù)埋件自身強度以及與之相連的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有足夠的承載能力。并且與主體結(jié)構(gòu)相連的連接件強度在設(shè)計值上要高于其自身的承載設(shè)計值，預(yù)埋件位置應(yīng)設(shè)計合理。

2.1 設(shè)計要求

在對幕墻預(yù)埋件進行設(shè)計前，首先應(yīng)對預(yù)埋件進行力學(xué)性能試驗，確定其承載能力，同時要留有一定的安全儲備，以保障預(yù)埋件能夠與幕墻單元連接的可靠性，防止出現(xiàn)預(yù)埋件先破壞的情況，提高幕墻結(jié)構(gòu)的整體安全性。

在對預(yù)埋件進行力學(xué)性能試驗后，需要對錨筋直徑、焊縫厚度、錨板長度和規(guī)格進行設(shè)計，并且需要對錨筋規(guī)格、間距以及與錨板邊緣距離進行驗算。設(shè)計過程中各參數(shù)取值精度的高低會影響結(jié)構(gòu)整體承載能力，從而造成重大安全隱患。

2.2 受力分析設(shè)計

在對幕墻預(yù)埋件進行力學(xué)性能試驗和分析的基礎(chǔ)上需要對其抗剪性能、抗彎性能以及抗拉性能進行分析設(shè)計。

2.2.1 抗剪性能

預(yù)埋件往往需要承受剪力作用，其抗剪性能大小受預(yù)埋件錨固面積、錨固件型號以及混凝土強度等因素綜合影響。因此，需要結(jié)合施工安裝要求對預(yù)埋件的數(shù)量、型號以及錨固長度進行設(shè)計。

2.2.2 抗彎性能

對需要抵抗彎矩作用的預(yù)埋件而言，其受壓合力點的位置往往會超過受壓區(qū)邊排筋。因此，需要充分考慮結(jié)構(gòu)安裝過程中的安全要求，同時考慮力臂的折減系數(shù)，進而提高設(shè)計的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

2.2.3 抗拉性能

在剪力、彎矩作用下，當(dāng)預(yù)埋件出現(xiàn)變形彎曲時，錨筋同時承受拉力和剪力的復(fù)合受力狀態(tài)。因此，在對預(yù)埋件進行設(shè)計時，還需要考慮錨板彎曲變形，提高結(jié)構(gòu)整體性和安全性。

3 預(yù)埋件施工的特點及常見質(zhì)量問題

由于幕墻工程施工時，預(yù)埋件的施工和幕墻往往由不同單位承擔(dān)，預(yù)埋件通常由施工單位在主體結(jié)構(gòu)施工過程中同時開展，幕墻單元與預(yù)埋件的連接則通常由幕墻施工單位完成。幕墻單元承載能力是否符合要求取決于預(yù)埋件施工質(zhì)量，而預(yù)埋件的施工質(zhì)量受多種因素復(fù)合影響，當(dāng)預(yù)埋件施工質(zhì)量難以達到幕墻單元安裝要求時，還需要采取措施進行加固處理，從而造成成本和工期的增加。

3.1 施工特點

預(yù)埋件的埋設(shè)通常在土建作業(yè)施工過程中穿插進行，安裝簡單。預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)通常采用焊接連接的方式進行固定，通過將預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)鋼筋或者槽型鋼進行焊接，其施工具有以下特點。

(1)幕墻單元與主體結(jié)構(gòu)間具有特殊的關(guān)聯(lián)性，幕墻單元雖然與主體結(jié)構(gòu)相連接，但是卻相互獨立，幕墻單元自身結(jié)構(gòu)并不幫助主體結(jié)構(gòu)承擔(dān)壓力。

(2)建筑幕墻除了圍護作用外，還能夠增加建筑的美觀性，從而提升建筑整體的視覺感受。建筑幕墻單元與主體結(jié)構(gòu)通過連接裝置進行連接，完成幕墻單元與主體結(jié)構(gòu)的可靠連接，同時可以與主體結(jié)構(gòu)進行分離，以達到使用功能。

(3)建筑幕墻因其結(jié)構(gòu)以及安裝作業(yè)的特殊性，導(dǎo)致其施工作業(yè)中具有一定的危險性。因此在幕墻單元整體安裝過程中，應(yīng)當(dāng)制定完整的施工方案，從而在施工過程中充分保障施工工人的安全。

3.2 質(zhì)量問題

影響預(yù)埋件施工質(zhì)量的因素主要分為設(shè)計和施工兩個方面。

3.2.1 設(shè)計問題

在對幕墻預(yù)埋件進行設(shè)計時，由于設(shè)計人員原因造成設(shè)計缺乏合理性，導(dǎo)致預(yù)埋件與結(jié)構(gòu)鋼筋位置沖突的情況，造成無法按圖施工；同時，由于未對幕墻材料的力學(xué)性能進行檢驗，可能造成材料安全儲備較低等問題，從而影響結(jié)構(gòu)的整體性和安全性。

3.2.2 與主體焊接質(zhì)量問題

預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)焊接時，由于電焊工的工作面較小，一定程度上限制了對預(yù)埋件的有效施焊，造成預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量不合格的問題；另外由于電焊工焊接參數(shù)以及焊條型號選擇不當(dāng)，也會造成焊接過程中出現(xiàn)焊縫的質(zhì)量缺陷等問題，造成預(yù)埋件過早脫落。

3.2.3 預(yù)埋件定位問題

在施工過程中需要對預(yù)埋件進行準(zhǔn)確定位，因測量失誤以及焊接、施工時造成預(yù)埋件發(fā)生滑移，都會導(dǎo)致預(yù)埋件位置出現(xiàn)較大偏差，造成后期無法按施工圖進行施工，而必須進行維修、返工等問題。另外，在模板支設(shè)過程中，由于個別部位支撐不夠牢固，在澆筑混凝土?xí)r易產(chǎn)生變形，造成預(yù)埋件位置偏差超過規(guī)定值。

3.2.4 預(yù)埋件質(zhì)量問題

預(yù)埋件在加工成型過程中，受工人、加工環(huán)境以及加工工藝等因素影響，造成預(yù)埋件出廠時的幾何尺寸不統(tǒng)一，導(dǎo)致無法精準(zhǔn)安裝等問題。

3.2.5 主體施工質(zhì)量問題

主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量直接影響預(yù)埋件定位的準(zhǔn)確性，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)的垂直度或軸線出現(xiàn)較大偏差時，導(dǎo)致預(yù)埋件位置偏差過大，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

3.2.6 施工人員問題

施工過程中，受施工人員綜合素質(zhì)等因素影響，經(jīng)常出現(xiàn)不按圖紙要求施工，并且由于現(xiàn)場管理人員技術(shù)交底不夠詳盡，施工工人在安裝預(yù)埋件時出現(xiàn)錯裝、漏裝等問題，同時，工人對于成品保護意識薄弱也會導(dǎo)致成品損壞等問題。

4 控制措施

建筑幕墻施工質(zhì)量的好壞需要多部門共同協(xié)作控制，不僅需要從設(shè)計階段控制質(zhì)量，更需要在施工過程中加強技術(shù)交底、嚴(yán)查工人是否按圖紙施工。因此需要對各個流程的施工質(zhì)量進行嚴(yán)格的控制。

4.1 重視前期準(zhǔn)備工作

施工前應(yīng)仔細核對全套施工圖紙，從多角度檢查是否存在錨筋至預(yù)埋件邊緣不滿足實際要求等設(shè)計問題，同時可以利用BIM軟件對結(jié)構(gòu)進行輔助分析，論證設(shè)計的合理性。

在正式施工前發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的問題后要及時和設(shè)計人員溝通，然后在規(guī)范允許的范圍內(nèi)進行設(shè)計變更，針對已經(jīng)開始施工的情況，要采取適當(dāng)?shù)难a救措施。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)鋼筋與預(yù)埋件錨筋位置存在碰撞問題時，對于主體結(jié)構(gòu)能夠適當(dāng)調(diào)整的應(yīng)對其進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對于主體結(jié)構(gòu)不能調(diào)整的，應(yīng)該根據(jù)工程實際提出相應(yīng)調(diào)整措施，在允許范圍內(nèi)進行調(diào)整。

4.2 加強技術(shù)交底

在進行施工前需要組織模板工、電焊工等需要協(xié)作的不同工種參與技術(shù)交底，同時還要協(xié)調(diào)其他工種為電焊工預(yù)留足夠的工作面，當(dāng)預(yù)埋件與主體結(jié)構(gòu)無可靠的連接點時，可用多余鋼筋連接主體結(jié)構(gòu)和錨筋。

在安裝作業(yè)進行前需要對施工班組進行技術(shù)交底，嚴(yán)格要求工人按照圖紙要求進行施工，重點強調(diào)預(yù)埋件幾何尺寸和安裝位置，從而確保預(yù)埋件實際安裝與圖紙設(shè)計一致，避免因技術(shù)交底不清晰影響后期施工作業(yè)的開展。

4.3 多手段保證預(yù)埋件定位準(zhǔn)確

施工前運用BIM技術(shù)建立三維模型，對施工人員進行三維可視化交底，并在三維模型中標(biāo)注預(yù)埋件位置，保證施工的準(zhǔn)確性。施工人員在固定預(yù)埋件前需要使用墨線在模板上對預(yù)埋件位置進行標(biāo)記，以保證位置偏差控制在誤差允許范圍內(nèi)。

4.4 加強作業(yè)人員教育

加強作業(yè)人員思想教育工作，提高工人成品保護意識，預(yù)防在支設(shè)模板以及澆筑混凝土的過程中因作業(yè)人員原因造成預(yù)埋件偏位，對于惡意破壞成品的作業(yè)人員實行嚴(yán)格的懲罰措施。

4.5 加強主體結(jié)構(gòu)與預(yù)埋件位置檢測

在預(yù)埋件施工前要加強主體結(jié)構(gòu)與預(yù)埋件位置的碰撞檢測，同時加強主體結(jié)構(gòu)施工過程檢測監(jiān)督。在預(yù)埋件安裝前，對主體結(jié)構(gòu)的垂直度以及軸線位置進行復(fù)測，保證復(fù)測結(jié)果符合圖紙要求，進而確保預(yù)埋件位置的準(zhǔn)確性，當(dāng)確定預(yù)埋件位置滿足設(shè)計要求時可進行電焊固定。

同時，在施工的過程中也要掌握預(yù)埋件施工放樣的準(zhǔn)確性，加強施工過程質(zhì)量控制，在控制主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的同時也能夠快速檢測預(yù)埋件位置是否與設(shè)計一致，當(dāng)復(fù)測結(jié)果滿足設(shè)計要求時方可繼續(xù)后續(xù)的工序，否則需要及時整改，經(jīng)檢查滿足要求后，方可進行下道工序。

4.6 保證預(yù)埋件質(zhì)量

在具有相應(yīng)資質(zhì)的工廠進行預(yù)埋件的采購，在進場時要嚴(yán)格抽檢進場預(yù)埋件的質(zhì)量，避免由于預(yù)埋件質(zhì)量問題影響施工進度。

5 結(jié) 語

綜上所述，幕墻工程施工中，由于建筑幕墻整體施工難度較大，這就要求施工單位從容易出現(xiàn)的建筑問題出發(fā)，從前期施工圖紙審查到后期施工過程的規(guī)范性與科學(xué)性，嚴(yán)格控制建筑幕墻施工中質(zhì)量問題的出現(xiàn)。為提高預(yù)埋件施工質(zhì)量，要在了解預(yù)埋件類型以及設(shè)計中需要注意的問題，根據(jù)施工要求做好預(yù)埋件的埋設(shè)工作。預(yù)埋件的主要作用為承受幕墻構(gòu)件所施加的荷載，預(yù)埋件的施工質(zhì)量會直接影響幕墻的施工質(zhì)量和使用壽命，為提高建筑幕墻施工質(zhì)量，需要重視幕墻預(yù)埋件的設(shè)計、施工以及成品保護，有針對性的采取措施進行優(yōu)化，以滿足工程要求。本文以幕墻預(yù)埋件在施工過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題為背景，結(jié)合已有工程經(jīng)驗提出針對性解決措施，為相關(guān)的工程技術(shù)人員提供參考。