一种高效单元式幕墙系统塔吊式施工方法探讨

一种高效单元式幕墙系统塔吊式施工方法探讨

邹巨新

广东世纪达建设集团有限公司

摘要：本文结合工程实例对一种高效单元式幕墙系统塔吊式施工方法进行分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：单元式幕墙系统；塔吊式施工；高效方法

随着城市化的建设与发展进程，高层、超高层建筑越来越多，建筑造型现代与独特，采用单元式幕墙以其现代、轻巧美观、装配化作业程度高、施工速度快、安装质量高、密封性能高等诸多优点成为现代城市高层及超高层建筑的首选的维护结构。但随着建筑幕墙设外形复杂、立面变化大、施工场地狭小、施工吊装难度大等施工难题。面对存在技术难题选择何种施工方法将对幕墙施工安全、质量、成本及工期控制产生重要影响。

现有单元式幕墙的施工常采用活动小车跑车或轨道吊装法对单元板块进行吊装施工。活动小车跑车特点结构简单，安全合理，使用灵活、可重复使用，经济使用。但是受到室内隔墙、剪力墙及板块厚度等诸多限制，频繁变动位置，拆装时间长。轨道吊装法比较适合建筑外形规律、方正，场地狭小等情形，其安装效率得到进一步提高。

但是面对外形复杂多变、安装施工空间受限的单元式幕墙的安装现状，采用常规活动小车跑车与轨道式吊装法已无法满足工程对于施工效率、安全、质量、成本等新的要求。针对施工重、难点、特点施工技术进行深入技术研究，研发建筑屋面上安装专用的小型塔吊进行单元板块的安装新施工技术，在南航大厦工程项目得到应用，并形成一套成熟、完整，具有较强操作性、可靠性、高效的单元式幕墙系统塔吊式施工方法。该方法的开发和推广应用，对建筑幕墙施工技术推进到一个新台阶。

一、塔吊式施工方法的技术优势

1、利用小型塔吊及塔吊钢基座构成动力单元，结构十分简单、可靠，能够实现板块的垂直、水平运输，最大限度地减少了提升板块占用的时间，提高吊装效率，节省了施工成本；

2、能够将板块的卸车、垂直和水平运输、吊装工序融为一体，减少板块卸车、转运作业的安全风险，有效减少危险源；

3、板块吊装夹具结构合理，有效利用单元幕墙板块泄水孔进行限位J型夹具，可有效提高单元板块提升过程吊装的安全性。

4、法能够实现单元幕墙采用的小型塔吊，塔吊可以覆盖整个施工区域，能够克服施工场地受限的影响，直接从板块堆场进行起吊，减少了板块水平运输所受的限制；

5、吊运安装系统可反复装拆移动使用，满足在建筑领域推行绿色施工、节能环保的要求，明显节约施工设备、人工、运输、卸车的施工成本费用；

适用范围：适用于高度范围100米以上，场地受限的超高层单元式幕墙工程施工，特别适合用于立面复杂单元式幕墙。

二、工艺原理

1、本施工方法在建筑屋面主体结构架设十字支承钢梁，并在其上安装专用小型塔吊，利用塔吊的能够进行360度旋转覆可盖建筑施工范围，以及可以完成垂直升降、水平运动的综合功能。完成单元式板块，从材料堆场进行起吊，经旋转及提升到达安装位置进行安装。

2、本施工方法使用了带舌的J型状的新型吊装夹具，该夹具结构合理，拆装方便快捷，先安装有泄水孔侧的夹具构件，然后安装无泄水孔侧的夹具，利用两夹具间的结构互相限位，构成了稳定的吊装结构。更巧妙利用了单元板块上横梁的泄水孔进行限位固定，加大板块上横梁与吊装夹具固定可靠性，确保了吊装系统安全性。

三、施工流程和方法

施工流程图

单元板块的吊装

1、利用叉车将货架上的单元体吊出放至事先准备好的平板车上（吊单元体的吊带必须是软质材料，如尼龙带、布带，避免磨伤单元体的立柱，同时平板车与单元体板块接触部位也要垫胶皮），再用叉车连平板车一起转运至起吊点位置。

2、单元体运输至起吊点位置后，将吊装扁担穿入单元体水槽内，扁担与单元体连接好后，再将吊装扁担通过U型扣与塔吊挂钩连接牢固。最后再用钢丝绳将塔吊挂钩与单元体挂码进行可靠连接，作为二道保险，在扁担与单元体连接发生故障时，有第二道钢丝绳进行保护，确保吊装安全，在单元体下端放置带4个万向滑轮的小平板车，起吊时小平板车随着单元体移动。

图1、安装单元幕墙板块起吊节点

3、再一次检查各个环节，确保无误后，通知塔吊司机，开始起吊。起吊时，开始加速一定要缓慢，中间吊装要匀速进行。单元板块前端离地时在后端拉绳控制单元体起吊时摆动。

图2、利用塔吊将幕墙单元板块吊装至安装位置

4、单元体吊至至安装位置，塔吊信号工指挥塔吊慢慢向楼层靠近，安装人员用捞勾稳住板块后扶稳插接安装，对挂好的单元板块依据已放的控制线进行细微的调整，使单元体的左右、出入达到图纸要求，再利用水平仪（同一水平仪）依据复核过的标高标记（各楼层均有），通过旋转高度调节螺栓，对新装板块进行标高调整，使其达到图纸要求。查看板块间的横竖接缝是否均匀一致，且是否符合安装验收标准要求，否则应查明原因，通过微小横向移动板块等手段进行细微调节，安装调整好后，进行下一块板块的吊装。

图3、安装工人将单元板块用钩子拉到吊装位置

5、单元板就位后，应用水平仪跟踪检查水平标高，若标高不合格进行调整，合格后则进行防水压盖与泡沫滞水条的安装。

6、当完成一个面的一层单元体安装时，且经检查符合图纸要求及规范规定后，即可进行接水槽、硅酮胶板的安装、注胶及闭水。

四、效益分析

针对该技术应用的工程实例，我司就环形轨道安装方法及我司研发的高效单元式幕墙系统塔吊式施工方法从成本、进度、安全，适用性四方面进行对比分析：

成本。本工程如采用环形轨道方案需要成本费用如下：①50吨吊车台班费；②环形轨道安装及拆卸费用；③小炮车（卷扬机）3台；④屋面吊安装及拆卸；⑤屋面吊租金。费用合计87万。如采用塔吊安装，费用如下：①安装及拆卸费，②塔吊租金，费用合计50万。

进度。环形轨道安装，卷扬机从起吊点起吊，空中转换至环形轨道，再到达安装地点，周期约20分钟。起吊前，南面的板块需要先用汽车吊运至裙楼天面堆放，再用叉车二次转运至起吊点，然后进行起吊。每班（8小时）板块吊装数量约30块。而使用本技术，起吊前不需要二次转运，直接从起吊点起，。一次吊运到位，每班（8小时）板块吊装数量约50块。

安全。板块垂直运输必须在两侧设置缆风绳，放置板块受风力影响转动。板块在环形轨道水平运输时需要人工跟随扶着板块到达安装点，存在人坠落的安全隐患。空中转运至卷扬机时，会因为失钩而导致板块坠落的隐患，存在安全风险较大。由货车运输板块进场至板块安装完毕，过程中经历3次转运，分别是汽车吊运输至裙楼屋面、叉车转运板块至起吊点、卷扬机起吊在空中转运至环形轨道。转运次数多导致风险增大。板块起吊后会因为风力大而导致板块在空中转动的安全隐患，所以，当风力达到6级风级以上时必须停止吊装。而使用塔吊吊装，塔吊司机全过程看不到板块，必须在起吊点、空中旋转、安装点分别设3名司索工无缝交接指挥。板块由货车运输板块进场至板块安装完毕过程中不存在转运的情况，而且在吊装扁担两侧设置两条Φ12的钢丝绳作为二次保险，防止板块脱落，安全因数大幅增加。

适用性：使用本技术不受起吊点限制、没有二次转运的耗时及运输成本增加的影响，直接一次起吊到安装位置，完成水平运输及垂直运输，对建筑奇特的建筑外形尤为适用。但需要楼面能承受安装小型塔吊的荷载。而环形轨道吊装方法适用于体型较规整的建筑。

我司研发的高效单元式幕墙系统塔吊式施工方法，塔吊吊装对比环形轨道吊装方法：总体费用节省40%，吊装效率提高66%。从分析的几个方面均明优于环形轨道施工方法，为单元式幕墙板块的运输、吊装增加了一个解决方案。

五、应用实例

一种高效单元式幕墙系统塔吊式施工方法，适用于单元式幕墙吊运安装。已应用的工程有中国南方航空大厦幕墙工程，该项目位于广州市白云区白云新城云城东路西侧。本工程塔楼幕墙高度达158.9米，属于超高层建筑，由±0.00开始至最高点直线贯通，石材单元板块自重较大，标准石材单元板块重量约1.2吨，最重的石材单元板块达到1.4吨。

单元板块的吊装受风力影响较大，垂直运输和水平运输难成为工程的重大难点，且幕墙工程工期紧张，单元板块堆放场地小，板块到场至安装的周转周期必须要控制到最短，选择安全快速的安装方式才能保证幕墙的施工安全质量和施工工期。我司经科学分析和比对，决定在塔楼主体屋面安装轻型塔吊作为本工程的安装运输设备，有效解决单元板块垂直运输和水平运输问题，且能最有效缩短安装周期。