中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 200135

1 工程概况

杭州国际博览中心建设面积8.50×105m2，设计国际标准展位7 500个，综合性会议室28个。西侧设有会议中心，含2 500人的多功能厅、1 000人的报告厅以及若干个大中小会议室和贵宾厅，能同时举办国际、国内会议。本项目幕墙面积约3.20×105m2，物业塔楼南北立面包含明框玻璃幕墙（含穿孔铝板、铝单板）、陶板幕墙，玻璃幕墙立柱、横梁均为铝型材，陶板幕墙立柱为钢方管，现场多个幕墙系统交叉施工，施工工序复杂（图1）。

图1 建筑立面效果图

2 质量风险分析

1）为方便陶板现场施工，不干涉挂件，铝立柱需要让出挂件安装位置，因此设计要求铝型材切口，切口后的型材整体性较差，强度降低，导致型材安装后切口变形（图2、图3）。

图2 铝立柱细部节点示意

2）横梁与立柱交界部位设计要求切口处理，切口后的型材整体性较差，现场安装及工厂加工精度误差大，会出现横梁安装后不牢固现象（图4）。

图3 现场切口型材

图4 铝横梁安装后现场

3）由于项目地处东部沿海城市——杭州，历年最大风速为20 m/s。台风过境频繁，即时风压大，对幕墙系统性能要求高。其次设计对型材交界处进行了切口加工，施工方法新颖。铝合金型材为幕墙主要受力构件，所占比例大，存在结构安全及渗漏风险[1-3]。

3 原因分析

针对“型材安装后切口变形” “横梁安装后不牢固”两大质量症结进行原因分析。

3.1 现场材料乱堆放

所有仓库均存在材料堆叠的情况，由于铝立柱切口后本身强度降低，因此材料的不规范堆放极易导致铝型材端头变形。

3.2 立柱施工工序颠倒

现场存在2种施工顺序：一是铝立柱组装时即扭紧螺栓，安装后焊接连接件；二是铝立柱组装时螺栓采取临时固定，安装时先焊接连接件、后扭紧螺栓。随后，对按该2种施工顺序完成的成品进行检查，发现按第2种顺序施工的铝型材的变形值明显要小，因此施工工序得当对铝型材成型质量有着至关重要的作用。

3.3 螺栓安装扭力过大

通过对工人铝立柱安装过程进行监控，发现螺栓安装这道工序存在问题。由于型材设计需要切口，导致材料强度降低、易变形，施工过程中，工人难以把控扭力值（力度），普遍都会造成扭力过大、型材变形的情况。

3.4 横梁固定措施不当

通过现场调查分析及对施工方案进行检查，发现各家未考虑到切口后的型材整体性较差，现场安装及工厂加工精度误差大，易出现横梁安装不牢固的问题，故都未采取相应的加固方案及措施。现场仅用单个铝角码螺钉固定显然不满足相关质量要求，安装后极易产生横梁晃动现象。因此，必须完善施工方案，并提出可行的纠正措施[4-6]。

4 方案选择

4.1 材料堆放

1）方案一：材料摆放整齐、不堆叠，安排现场工人对材料进行整理，保证不堆叠，大大减少因材料堆放引起的变形。

2）方案二：制作成品保护措施，制作铝型材专用保护框，防止现场堆叠引起的变形，增加成本。

通过对以上2种方案进行比较分析后，发现2种对策都能解决问题，但方案一执行成本较低，且实施时间较短，更合理，故最终确定方案一。

4.2 立柱施工工序

1）方案一：铝立柱组装时对螺栓进行临时固定，先焊接连接件，后扭紧螺栓，合理优化施工顺序，连接件先焊接可抵抗后拧过大的螺杆扭力，减小立柱变形效果明显。

2）方案二：螺栓与立柱分离安装，先点焊连接件，后安装立柱螺栓，可避免由于扭力过大导致的安装前型材变形，但施工工序复杂，周期过长。

比较分析后，发现2种对策都能解决问题，但方案一简单、易操作，周期较短，更合理，故最终确定方案一。

4.3 螺栓安装扭力

1）方案一：在铝立柱内部加铝扣盖，已变形型材不需全部拆除即可整改，但施工成本提高，且铝扣盖现场切割不标准，容易脱落。

2）方案二：采用2组短螺栓对拧，独立安装，可预防因扭力过大产生的立柱切口变形，但螺栓组装繁琐，成本增加，受力不均匀。

3）方案三：采取中长丝牙螺杆，增加固定螺母，可彻底根治并预防由于扭力过大、施工顺序不正确等因素而产生的变形，效果显著。

比较分析后，发现方案一、二施工成本增加过多，且用工量大，效果不理想，并易产生其他隐患；方案三易操作，成本增加少，最为合理，故最终确定方案三。

4.4 横梁固定措施

1）方案一：在玻璃安装一侧增加补强铝角码，可对横梁进行补强加固，有效防止铝横梁晃动。

2）方案二：提高横梁卡槽及铝型材加工精度，保证横梁立柱安装紧密，可有效防止型材晃动，但材料加工及现场安装均存在允许的人为误差，不可能保证合格率达到理想值。

比较分析后，发现方案二要求加工精度过高，现实施工过程中客观因素较多，达不到预期效果；方案一虽然成本增加，但简单、易操作，可保证安装牢固，故最终确定方案一。

5 方案实施

5.1 现场材料乱堆放

通过现场教育，材料管理责任落实到人；安排专人对现场材料进行整理；要求现场采用木方对成品铝型材进行间隔排列，逐层隔离，确保型材不会由于挤压而产生变形现象。

5.2 立柱施工工序颠倒

完善技术方案及现场交底；在铝立柱组装时对螺栓进行临时固定，铝立柱上墙安装时，优先焊接连接件，使得连接件的间距与铝型材宽度相同，后扭紧螺栓，焊接完成后可抵抗一部分因扭力过大而产生的变形[7,8]。

5.3 螺栓安装扭力过大

优化施工方案，补充细部做法，并对工人进行技术交底及教育。要求铝立柱在与螺栓组装时，即在切口型材内侧加入1个固定螺母，然后安装外侧螺母，同时与内侧固定螺母对拧，从而抵消由于固定铝型材产生的扭力，并能起到更好的稳固作用（图5、图6）。

5.4 横梁固定措施不当

优化施工方案，补充细部做法，并对工人进行技术交底；对施工方案进行优化完善，补充横梁细部做法，确定加固措施。切口后的型材整体性较差，现场安装及工厂加工精度误差大，因此横梁易产生晃动，按要求安装横梁后，采用不锈钢机制螺丝将补强铝角码固定于玻璃安装一侧，从而起到加固横梁的作用，保证横梁安装后牢固、不晃动（图7）。

图5 螺栓组装示意

图6 螺栓组装现场

图7 横梁固定现场

5.5 施工监测

对本工程A～E共5栋塔楼的南北立面切口铝型材安装情况进行检查，每栋塔楼检查300个点，本工程南北立面铝型材安装后切口无变形合格率及横梁安装后牢固合格率提高到96.10%，另将方案实施后1个月作为巩固期，并对期间施工的A楼6 ～13层、D楼6～9层、E楼6～12层、B楼6～16层、C楼7～20层的铝合金立柱切口变形情况及横梁安装牢固情况做了统计，合格率均达到97%以上。

5.6 施工注意事项

1）项目体量大，因此对大面积的型材施工质量控制务必配备满足现场需要的专职质量员，并建立健全的自检、复检制度。

2）现场施工焊接工作量大，虽未涉及到一级焊缝，但焊接不当极易导致型材变形，因此现场操作工人对该分项工程施工方法必须掌握熟练，并持证上岗，对各标段焊工的焊接工艺水平进行考试评定。

3）需对施工班组的电动工具进行检查，要求各班组机具维修保养记录完整，对打入铝料的螺钉进行检查，确保现场所使用的螺钉电枪在工作时不会出现螺钉松动的情况，可以保证铝横梁固定牢固。

4）对施工过程中涉及的主要型材及辅材进行检查，包括铝立柱及铝横梁、不锈钢机制螺丝、不锈钢螺栓及镀锌角钢。材料进场前，通过了分包、总包及监理审核3道检测，全部合格后方可进场用于施工。另外，各标段严格按照规范要求的材料组数进行送检复试，并由具有相关资质的检测单位进行检测，检测结果均评定为合格[9-11]。

6 经济效益

经过以上方案实施，实现了工程目标，通过现场检查，本次活动后不合格率分别由原来的53%和36.30%均降低到3.90%，大大降低了返工率，减少了后期整改费用，项目共计节约资金16 136元人民币。

7 结语

本次课题的开展，圆满地完成了幕墙施工任务，培养了一批质量意识强、经验丰富的管理人员，锻炼了一支操作技巧娴熟的班组，为确保“钱江杯”、争创“鲁班奖”打下坚实的基础；同时保证了切口铝型材的施工质量和工期进度，完善了切口铝型材施工方案的优化，对于幕墙系统繁杂的项目具有可参考价值，对于未施工部分的幕墙安装工作具有可执行、可复制的指导作用。