中建三局攻克外幕墙异型石材安装技术难关(图文施工案例)

门窗幕墙联盟吧2018-09-05 08:56:42


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中建三局第三建设工程有限责任公司东湖公共服务中心项目部QC小组



1、工程概况


工程名称



(1)1#楼为公共服务中心主楼,建筑总高度为50.3m,共10层,标准层层高4m; 二层层高7.65m,三层及三层以上均为标准层高4.0m。设计从三层开始转换,三层梁外挑1.8m。

(2)建筑主体为框架结构,幕墙面积约8000方。三层及三层以上为异形干挂石材,异形干挂石材造型复杂、局部石材板块尺寸大(1288*938)、梁柱结合转角多(梁、柱截面拼角多)、背栓工艺要求精度高、面板安装工序复杂、石材幕墙面积大等等。

(3)其中石材幕墙采用不锈钢背栓干挂系统。立柱为160x80x4矩形热镀锌钢管,面板石材为福建灰麻,有效厚度25mm。


2、小组简介



2.3 QC小组活动情况统计表

1、QC小组每月活动5次,每次活动均有活动记录。 2、每月对小组成员进行TQC教育培训,每次培训小组成员出勤率达到了100%。



3、选定课题

选题理由1:质量要求高

工程质量目标确保“楚天杯”、力争“鲁班奖”。根据合同要求,不能获得“楚天杯”,罚款300万元,获得“鲁班奖”,奖励300万元。1#楼的外幕墙施工质量对工程创优起到至关重要的作用。


选题理由2:技术难度大


施工技术难点

1、160*80镀锌方管、L50*5焊接量大(约150吨),龙骨定位误差控制、焊缝质量控制难度大。

2、面板石材(1288*938m)超常规且造型复杂,不利于安装。

3、梁柱结合转角多,其中窗台板、滴水线需优化,梁造型角度多,需深化设计的内容多。

4、标准层200造型柱龙骨定位、安装繁琐。

5、对石材背栓孔位精度,孔深,大小、石材的磨边定厚有特定要求。加工精度要求高。

6、背栓工艺要求高(误差标准在1cm内),可参考工程实例少,施工经验缺乏。

7、本造型系统石材需统一编号,按特定顺序依次施工,对操作工人素质要求高。

选题理由3:施工工序复杂

异形石材安装的施工将从测量放线、龙骨焊接安装、面板安装以及石材打胶等方面进行策划和控制,施工工序复杂。


课题选择

攻克外幕墙异型石材安装技术难关


质量要求高: 1)本工程质量目标为确保“楚天杯”、力争“鲁班奖”。2)造型石材造型多变、棱角清晰、颜色均匀、整体效果厚重、美观,将为工程创优增加一道亮丽的风景线。


技术难度大:1、160*80镀锌方管、L50*5焊接量大(约150吨),龙骨定位误差控制、焊缝质量控制难度大。2、面板石材(1288*938m)超常规且造型复杂,不利于安装。3、梁柱结合转角多,其中窗台板、滴水线需优化,梁造型角度多,需深化设计的内容多。4、标准层200造型柱龙骨定位、安装繁琐。5、对石材背栓孔位精度,标深,大小、石材的磨边定厚有特定要求。加工精度要求高。6、背栓工艺要求高(误差标准在1cm内),可参考工程实例少,施工经验缺乏。7、本造型系统石材需统一编号,按特定顺序依次施工,对操作工人素质要求高。


施工工序复杂: 异形石材安装的施工将从测量放线、龙骨安装以及面板安装等方面进行策划和控制,施工工序复杂。


4、现状调查


(1)“异型干挂”工艺的原理是直接在板材上打孔并通过固定的在结构物上的龙骨和与其相连的金属挂件或转接件,悬挂饰面板材,使空间造型分散的板材之间相互连接为一个空间样式多变的整体,成为结构体外的造型装饰面。这种工艺是对普通干挂石材工艺的改进和创新,通过自制或改进的转接件或挂件传递饰面受力到与通过埋板和结构可靠连接的钢龙骨骨架,既有普通干挂石材工艺的特点,又实现了普通干挂工艺所不能实现的空间造型效果。因此,我们认识到异形干挂石材质量对整个1#楼工程的重要性。


(2)我司类似工程施工经验少,组织管理人员和技术工人现场多次对石材模块多次拼装,均没有成功。



(3)我们通过对三层东南角样板质量情况进行了检查,共317个点,经统计有259个点合格,57个点不合格,合格率82%。结合幕墙的特点,总结调查、检测情况,归纳出石材安装在六个方面出现不合格点,调查情况详见下表:


石材安装质量问题调查表



5、目标设定及可行性分析

设定目标


针对现场出现的质量问题,QC小组成员决定通过优化设计,龙骨安装精确定位,严控石材加工精度,明确石材面板安装方法。 通过分析,QC小组确定本次活动目标为:将异型石材安装一次性合格率达到95%。


目标:提高异型石材安装一次性合格率达到95%。


1、轴线标高复核,幕墙龙骨安装牢固准确、焊缝饱满均匀,防锈漆涂刷到位。


2、石材的开孔、磨边、定厚、倒角、防护等的加工精度均在允许误差范围5mm之内。


3、饰面板平整度、垂直度、接缝高低、接缝顺直、阴阳角搭接方正 度均符合设计及规范要求。


目标依据


通过分析,QC小组确定本次活动目标为:将异型石材安装一次性合格率达到95%。



可行性分析


6、原因分析

针对主要问题,用关联图进行原因分析,共找出9条末端因素。


7、要因确认


测量器具允许偏差超标


基层龙骨定位、焊接


挂件的形式


原材质量差


石材的加工精度


操作工人的素质


面板的安装顺序


打胶质量


现场监督力度不够



要因确认表


8、制定对策


9、对策实施


【对策一】幕墙龙骨定位和焊接质量保障控制


实施一:轴线、标高复核

2013年8月12日QC小组成员陈雄鹰、张恩会校核控制线(标高、轴线),在楼层框架柱、墙面处做垂线测量,弹出墙、柱立面石材外表面至结构外皮的距离控制线,检查是否偏差,是否符合安装要求。检测校核主体结构的±0.000线标高、轴线,然后依据轴线尺寸在墙面弹出主龙骨控制线。



【对策一】幕墙龙骨定位和焊接质量保障控制


实施二:锚固件安装

1、在热镀锌方管(主龙骨)两端各设锚固件连接方式:用160×80×4热镀锌方管与250×300×8钢板焊接,以此锚固方式与主龙骨进行焊接。砼、柱面锚固优先采用预埋钢板,梁间采用后置。后置锚固件与砼梁柱连接采用4-M12化学锚栓,与砌体墙采用对穿螺杆,对穿螺杆严格控制锚固质量。



【对策一】幕墙龙骨定位和焊接质量保障控制


实施三:主次龙骨的定位、焊接

1、层间主龙骨(4m)用转接件(12.6#槽钢)焊接在250×300×8的预埋板上。梁间主龙骨(2m)采用后置埋板焊接。主龙骨采用160×80×4热镀锌方钢管,横龙骨采用50×50×5热镀锌角钢,所有焊缝采用两遍富锌底漆加两遍银粉漆做防锈处理。所有龙骨的焊缝高度不小于6mm,焊缝长度不小于其连接截面周长的50%,焊接质量应符合钢结构焊接的规范要求,所有膨胀螺栓连接部位均需加弹簧防松垫,并在调整紧固后点焊封闭。柱、梁、墙砼面锚固件安装完毕后,先安装主龙骨,在墙、楼面两端各安装一道主龙骨,然后拉线做为平面控制线。

2、主龙骨垂直度控制以全站仪进行测试,符合要求后,再与锚固件焊接。水平龙骨安装前,先钻Φ10的孔,便于挂件安装,第一道水平龙骨标高以石材设计标高为准。

3、水平龙骨安装依据石材宽度尺寸在立龙骨面弹出标高控制线,与主龙骨进行焊接。

4 、热镀锌方管龙骨严格安装按钢结构验收规范进行施工,焊缝处补刷防锈漆两遍。


实施三:主次龙骨的定位、焊接


实施三:主次龙骨的定位、焊接


【对策一】幕墙龙骨定位和焊接质量保障控制


实施效果:预埋件安装准确,幕墙龙骨安装牢固准确、焊缝饱满均匀,防锈漆涂刷到位。


【对策二】石材加工精度严格控制


实施一:QC小组成员孔隽、陈雄鹰和张恩会对施工图进行深化,明确石材开孔、磨边、定厚、倒角、防护等要求,尤其特别注意窗台板、滴水板的加工要求。绘制材加工图并评审,下发给材料供应商。



【对策二】石材加工精度严格控制


【对策二】石材加工精度严格控制


实施二:QC小组成员李世伦驻厂监督加工过程,不达要求,不予验收出厂。


实施三:材料到场后,QC小组成员联合三方对色差、厚度、加工精度等进行验收,不合要求坚决予以退场。



【对策二】石材加工精度严格控制

实施效果:

石材的开孔、磨边、定厚、倒角、防护等的加工精度均在允许误差范围5mm之内,为现场实际安装提供了有力保障。


【对策三】面板安装过程精细控制


实施一:优化设计

QC小组成员进行深化设计,采用成熟的铝背栓挂件和特制的钢转接件与挂件配合,保证安装精度。窗台泛水板由水洗面改为光面灰麻,密拼处的两块石材各开半圆孔,灌注耐候硅酮密封胶,保证排水畅通和密封效果,下檐口开滴水槽。


【对策三】面板安装过程精细控制

实施一:优化设计


【对策三】面板安装过程精细控制


实施一:优化设计

深化设计,采用成熟的铝背栓挂件和特制的钢转接件与挂件配合,保证安装精度。窗台泛水板由水洗面改为光面灰麻,密拼处的两块石材各开半圆孔,灌注耐候硅酮密封胶,保证排水畅通和密封效果,下檐口开滴水槽。


【对策三】面板安装过程精细控制



实施二:提高操作工人整体素质

组织幕墙工程石材安装和打胶比赛,评选施工质量先进者。组织项目管理人员和各专业单位人员参观优胜样板工序,以加强所有施工人员的质量意识。通过劳动竞赛向所有施工人员贯彻“质量在我手中,用户在我心中”,激发工人的荣誉感,提高工人的质量意识,营造人人关注质量、处处规范施工的良好氛围。



【对策三】面板安装过程精细控制



实施三:组织面板安装方案探讨,进行技术交底

2013年8月20日组织QC小组成员、公司专家研讨石材拼装顺序(附排版图),按照梁—柱—女儿墙—阴阳角,组织施工。重点研究梁、柱的组合安装方法及技巧。由项目技术负责人根据施工方案编制技术交底,对现场管理人员及班组长进行交底,讲解施工流程及施工要点。由现场管理人员对现场工人进行教育指导,使操作人员进一步明确施工流程及施工要点。


【对策三】面板安装过程精细控制

实施三:组织面板安装方案探讨,进行技术交底

组织QC小组成员、公司专家研讨石材拼装顺序(附排版图),按照梁—柱—女儿墙—阴阳角,组织施工。重点研究梁、柱的组合安装方法及技巧。由项目技术负责人根据施工方案编制技术交底,对现场管理人员及班组长进行交底,讲解施工流程及施工要点。由现场管理人员对现场工人进行教育指导,使操作人员进一步明确施工流程及施工要点。


(左)梁石材安装顺序 (右)柱石材安装顺序


【对策三】面板安装过程精细控制



实施三:组织面板安装方案探讨,进行技术交底

组织QC小组成员、公司专家研讨石材拼装顺序(附排版图),按照梁—柱—女儿墙—阴阳角,组织施工。重点研究梁、柱的组合安装方法及技巧。由项目技术负责人根据施工方案编制技术交底,对现场管理人员及班组长进行交底,讲解施工流程及施工要点。由现场管理人员对现场工人进行教育指导,使操作人员进一步明确施工流程及施工要点。



【对策三】面板安装过程精细控制



实施四:样板引路

2013年8月底根据安装工艺,制作实物样板(1:1样板展示区,工程实体样板),针对样板引路措施中发现的问题,及时分析改进,并再次向管理人员和工人进行交底。



【对策三】面板安装过程精细控制


实施五:大面积石材面板安装

1、龙骨安装施工完后,经小组成员隐蔽验收合格后,对石材进行开箱验收,依据排版图、石材编号顺序依次进行排列,把色差石材调整一致,垫方木放好。


【对策三】面板安装过程精细控制


实施五:大面积石材面板安装

1、龙骨安装施工完后,经小组成员隐蔽验收合格后,对石材进行开箱验收,依据排版图、石材编号顺序依次进行排列,把色差石材调整一致,垫方木放好。


【对策三】面板安装过程精细控制

实施五:大面积石材面板安装

2、安装大面石材上口窗台板、大面石材对缝、下口滴水板需各拉一道水平线控制石材水平一致,石材立缝通过各个窗户分格精确控制。

3、每个单元梁石材安装时,自下而上,先装1400mm分格斜板石材,再装600mm分格斜板石材。下檐口滴水板通过钢连接件提前现场精确连接,一次安装成型。再安装柱石材和侧翼造型石材拼缝。窗台泛水板最后统一定位安装。

4、石材安装时应严格按照设计及施工规范的要求进行施工,保证梁、柱、墙面石材的花色、纹理一致。




【对策三】面板安装过程精细控制


实施五:大面积石材面板安装



【对策三】面板安装过程精细控制

实施六:加强过程检查、严格质量验收

1、饰面板安装时需按照操作工艺进行,随时检测饰面板平整度、垂直度、接缝高低、接缝顺直、阴阳角搭接方正,确认无误后再拧紧紧固螺栓并随时用棉纱擦掉表面的污物。

2、梁、柱石材挂装完成,经过小组成员自验、互检合格后,对每道梁、柱、墙面石材拼缝打注灰色石材专用耐候密封胶,并做退缝处理。施工完成后,进行表面清洁,做好成品保护。待分项工程全部完工后,对已完工分项工程及时办理交验手续。

3、整体幕墙达到抗风压(大面区)1级,水密性3级,气密性3级,平面内变形及抗震3级的要求。


【对策三】面板安装过程控制


实施效果:

1、板材之间独立受力,独立安装,独立更换,节点做法灵活。

2、连接可靠,对石板的消弱较小,减少连接部位石材局部破坏,使石材面板有较高的抗震能力。

3、可准确控制石材表面与龙骨的间距,确保石材幕墙表面平整。

4、工厂化施工程度高,板材上墙后调整工作量少。

5、石材空间对缝精确、工厂加工要求明确,一次上墙,安装速度块,质量得到有效保证。

6、自制和改进的挂接系统有效提高了石材干挂的质量,减少或避免了加工和安装误差。


10、效果检查


1、活动效果

通过开展QC活动,QC小组成员团结协作,共同努力,严格按照施工方案从测量放线、锚固件安装、龙骨安装、石材面板安装以及石材拼缝注胶等方面进行策划和控制。对策实施后,QC小组对1#楼南立面石材进行了全数检查,对北、东、西立面进行了抽查,从图表可以看出,通过QC活动的开展,石材安装合格率达到了96.3%,高于预设的目标值95%。本次QC活动取得了预期的效果。


QC小组将对策实施前后的情况进行了对比,作柱状图如下:



2、经济效益

背栓工艺及造型拼装,解决了空间造型石材下料、加工和现场要求不一致的问题,有效提高了现场安装的速度和质量,干挂面积约14㎡/工日。

幕墙抗震性好,有效减少挂件位置石材局部破裂,破损率基本控制在3%以内,有效节约施工成本。

3、无形效益

获得了异型石材安装施工经验,增强了解决技术难题的信心

4、社会效益

本次QC活动的成功实施,得到了业主、设计院、监理和质监站的一致好评,提升了企业的品牌形象。在东湖国家自主创新示范区公共服务中心1#幕墙工程中,提高了整个建筑群的视觉效果,取得了良好的社会效益。



2013年8月6日,武汉市委常委、东湖高新开发区管委会书记胡立山、主任张文彤携部门主要负责人冒着酷暑来到东湖公共服务中心项目检查指导,并对1#楼幕墙施工质量,给予高度评价。




5、人员素质效果:

通过开展本次QC活动,提高了QC小组成员的专业技术业务素质和综合施工管理能力,增强了团队协调作战的能力。


11、巩固措施及标准化



巩固措施及标准化

针对本工程的实际情况,我们已申报湖北省科技示范工程。在施工过程中形成《外墙干挂异型石材施工技术研究与实践》的科技论文,并进一步总结形成了《东湖国家自主创新示范区公共服务中心外墙干挂异型石材施工工法》,该工法获得公司级工法、并申报局级和省级工法,由于幕墙结构的安全性、独特的造型和外观质量,为工程成功申报市、省建筑优质工程奠定了坚实的基础。




效果巩固


在巩固期35d内,我小组严格按照有效措施组织施工,共检查了两次,合格率分别是96.5%、97.2%,结果能够保持异形石材安装的目标现状。



效果巩固

后经湖北省检测中心检测,本工程幕墙抗风压变形性能、空气渗透性能、雨水渗透性能和平面内变形性能均满足设计及规范要求。


幕墙工程四项性能检测报告


12、总结和今后打算


总结与打算



本次活动圆满完成了“攻克外幕墙异型石材安装技术难关”的课题,取得了良好的活动效果及社会效益,达到了小组目标,为本工程后续施工奠定了坚实的基础。同时也发挥了QC小组在施工过程中的重要作用,提高了QC小组分析问题、解决问题的能力。


本工程已进入景观屋面施工,由于架空层及单体屋面大多采用种植屋面,面积达44254m²,种植屋面的防渗漏和排水技术是我们面临的另一难题。因此,我们确定的下一个活动课题是“种植屋面防渗漏和排水技术”。



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