建筑幕墙预埋件施工及相关问题浅析

文章来源：更新时间：2019/1/5 20:51:11

　前言：

　　建筑幕墙预埋件是幕墙的重要构件，它与主体结构（词条“主体结构”由行业大百科提供）的连接节点（词条“节点”由行业大百科提供）是幕墙的重要连接节点。它的主功能是把幕墙所承受的荷载和作用，通过预埋件有效、可靠传递到主体结构上。

　　幕墙工程施工中预埋件的质量，埋设质量和与转接件的连接质量都对幕墙的性能和使用寿命有着重大的影响。本文就预埋件的施工和施工中存在的问题进行探讨。

　　一.建筑幕墙预埋件种类

　　目前在建筑幕墙常见的预埋件有：锚板构造预埋件、槽型预埋件，后置埋件等三个类型。

　　1.锚板构造预埋件：锚板构造预埋件由锚板和对称布置钢筋焊接(电弧焊)形成的组件。它是在土建施工时埋设的。

　　2.槽型预埋件。槽型预埋件由特殊轧制槽型钢（词条“型钢”由行业大百科提供）和特殊工字型钢(或钢筋)焊接形成的组件。它是土建施工时埋设的。

　　3.后置埋件：由锚板和膨胀螺栓或化学螺栓(代替钢筋)组成。它是在幕墙工程安装施工中形成的预埋件组件。

　　二.建筑幕墙预埋件施工要求

　　(一)标准JGJ102—2003第5.5条款相关规定要求：

　　1.主体结构或结构构件，应能够承受幕墙传递的荷载和作用。连接件（词条“连接件”由行业大百科提供）与主体结构的锚固承载力设计值应大于连接件本身的承载力设计值;

　　2.玻璃幕墙立柱与主体混凝土结构应通过预埋件连接,预埋件应在主体结构混凝土施工时埋入，预埋件位置准确;当没有条件采用预埋件连接件时，应采用可靠的措施，并通过试验确定其承载力。

　　3.由锚板和对称配置的锚固钢筋所组成的受力预埋件，可按照本规范附录C的规定进行设计。

　　4.槽式预埋件的预埋钢板及其它连接措施，应按照现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定进行设计，并通过试验确定其承载力。

　　5.玻璃幕墙构架与主体结构采用后加锚栓连接时,应符合下列规定：

　　(1)产品应有合格证;(有钢材（词条“钢材”由行业大百科提供）化学成分和力学性能试验报告，有设计方法资料和出厂合格证)。

　　(2)碳素钢锚栓与进行防腐处理;

　　(3)后加螺栓（词条“螺栓”由行业大百科提供）必须在现场进行单体拉拔试验和节点(群体)拉拔试验，试验所加荷载应达荷载设计值的1.5倍而无明显滑移，必要时应在检测单位进行极限拉拔试验。

　　(4)每个连接点后加螺栓不得少于2个，螺栓间距和螺栓到构件边缘的距离不应小于70mm，宜设计成螺栓受剪的节点;

　　(5)螺栓直径应通过承载力计算确定,并不得小于l0mm;

　　(6)不宜在与化学锚栓接触的连接件上进行焊接操作;

　　(7)锚栓承载力设计值不应大于其极限承载力的50%。

　　6.幕墙与砌体结构连接时,宜在连接部位的主体结构上增设钢筋混凝土或钢结构梁、柱。相连接的主体结构混凝土强度等级不宜低于C30。幕墙不应连接在砖石砌体上，更不得与轻质墙连接。

　　(二)后锚固件的施工要求

　　后锚固件在建筑幕墙施工中广泛使用，特别在旧楼改建、扩建的幕墙工程大量，甚至全部使用后锚固件。幕墙工程中大量、甚至全部采用后锚固件，加上施工质量未能得到很好的控制，会给幕墙使用带来安全隐患。

　　对于后锚固件的施工要求在规范《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145—2004，有明确的规定。

　　1)后锚固件有膨胀型螺栓、扩孔型螺栓、化学植筋及其它类型螺栓。

　　后锚固件使用时，除考虑各类螺栓本身性能差异外，尚要考虑基材（词条“基材”由行业大百科提供）性状、锚固连接的受力性质、被连接结构的类型、胡无抗震设防要求等因素。

　　膨胀型螺栓、扩孔型螺栓不得用于受拉和边缘受剪(边距C<10hcf锚件有效锚固深度)，拉剪复合受力的结构构件及生命线工程的非结构构件的后锚连接。(建筑非结构构件包括：围护外墙、隔墙（词条“隔墙”由行业大百科提供）、幕墙、吊顶、广告牌等)

　　化学植筋及螺杆，在满足锚固深度的化学植筋和螺杆可应用于抗震设防烈度不大于8级的受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之的结构构件和非结构构件的后锚固连接。

　　2)注意锚固栓的施工质量。对于锚固栓的施工，在标准《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145—2004中规定：

　　(1) 锚固栓钻孔要求：

孔径直径允许偏差

孔深允许偏差

垂直度允许偏差

位置允许偏差

≤0.5mm

膨胀、扩孔型螺栓： 0 ＋10 mm

化学植筋： 0 ＋20 mm

≤5⁰

5mm

　　注：A. 钻孔时应避开主受力筋，对于废孔应用化学锚固（词条“化学锚固”由行业大百科提供）胶或高强度等级的树脂水泥砂浆填实;

　　B. 钻孔后用压缩机或手动气筒，清除孔内的粉尘和碎渣，再用丙酮擦拭孔道，并保持孔道干燥（词条“干燥”由行业大百科提供）。

　　(2)锚固栓最小有效锚固深度hmin：hmin/d = 6，d为锚固栓直径。

　　若采用d为12mm的锚固栓，其最小有效锚固深度应72mm。(设防烈度为7级，混凝土C30)，有效锚固的深度应不包含墙面的抹灰层和装饰层厚度。

　　(3)注意钻孔最小边距：膨胀螺栓Cmin ≥12d ，扩孔型锚栓Cmin ≥10d，化学植筋 Cmin ≥5d。(d为螺栓外径)。

　　(4)考虑到焊接高温对化学锚固剂的不良影响，应采取有效的降温措施。

　　三.预埋件的施工的质量问题

　　1.设计计算问题

　　部分幕墙工程，特别是中小幕墙项目，对幕墙专业设计重视不够，有的设计只有简单的几张设计图纸，没有预埋件的埋设位置图，没有结构力学计算书，有的虽有计算书，但没有预埋件的计算，也未进行复核。

　　2.平板预埋件的焊接质量

　　1)预埋件常见形式是由锚板上焊接锚筋所组成。(锚筋不得采用冷轧钢筋，当锚筋直径≥10mm时采用Ⅱ级变形钢筋，包括月牙纹及螺纹钢筋，见《钢筋混凝土结构预埋件》JSJT-203)早期的做法是把钢筋弯折后直接焊到锚板上，现在基本采用锚板上钻孔后塞焊的方式,后者比较可靠。锚板与锚筋的焊接质量是预埋件的质量关键。要保证焊接质量，电焊操作工必须经培训持证上岗。预埋件的验收也是关键，不仅检查外观质量，防止出现虚焊、脱焊，还要按规定进行锚板与钢筋的焊缝强度检查。

　　2)预埋件埋设多数偏离设计位置，造成不能使用。

　　造成原因有：

　　(1)预埋件在土建施工时已埋设，后因幕墙设计分格的改变或变更造成不能使用。

　　(2)预埋件捆扎不牢，施工时混凝土浇灌、捣固时使预埋件位移、偏斜。

　　《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102—2003 第10.2.3条款：玻璃幕墙与主体结构连接的预埋件，应在主体结构施工时按设计要求埋设，预埋件的位置偏差不应大于20mm。

　　3.后置锚固件施工质量问题

　　1)轻质墙体上安装后锚固件

　　有的工程楼层跨度较大，立柱的挠度计算或强度计算未能通过，因此有的设计人员则在上下层梁之间增加一个支点，如果这一支点是在钢筋混凝土(或钢结构)构造梁(柱)上是有效的。有的框架结构建筑物其砌体通常都选用轻质填充墙，若把增加的支点放在轻质填充墙上，即使是采用钢板加穿墙螺栓，也则无法起到有效的支承作用。所以规范规定：幕墙不应连接在砖石砌体上，更不得与轻质墙连接。

　　2)锚固基体不实不可靠，如砼体基材强度不够，边距不够，都会导致砼基材崩裂造成锚固失效。

　　3)后置锚固件偏位。钻孔经常遇到钢筋时产生偏位和偏斜，还有孔洞粉屑碎渣清除不净，造成锚固件使用时松动。

　　规范规定：后加螺栓必须在现场进行单体拉拔试验和节点(群体)拉拔试验，试验所加荷载应达荷载设计值的1.5倍而无明显滑移，必要时应在检测单位进行极限拉拔试验。

　　试验的结果应与设计计算进行校核，要求锚栓承载力设计值不应大于其极限承载力的50%。

　　4)后置埋件埋设深度不够。后置埋件的应保证其最小的有效埋入深度，并应是去除粉刷层后的深度。

　　如图：锚因件深度，若去除粉刷层厚度(约20mm)埋件深度显得不够。

　　4)化学锚栓质量不高

　　幕墙行业后置埋件普遍使用化学螺栓。九十年代化学螺栓产品从国外引进应用于建筑工程上，近年来，国内众多厂家纷纷跟进，大量生产，市场价格从十几元到二三元都有，可谓是品牌杂多、鱼目混珠、质量不一。化学螺栓的锚固胶起着粘结砼基材与锚筋的作用。目前市场上出现多种化学成份的化学锚固剂，比较常用的是改性（词条“改性”由行业大百科提供）环氧树脂、乙烯丙烯酸树脂和不饱和树脂三类。锚固胶的物理化学性能直接影响锚固效果，除几家进口知名品牌宣传资料有锚固胶的耐久、耐温、冻融（词条“冻融”由行业大百科提供）性等测试指标，大部分厂家产品介绍只有“抗酸碱、抗热防火、温度敏感度低”等模糊宣示。尽管现场拉拨力测试满足设计要求，但由于由于锚固胶的耐久性目前只有通过实验室预测，而且电焊高温对锚固剂的影响，无人说得清楚，难怪业内人士对锚固胶的耐久性提出质疑，对某些低廉的产品大量使用表示担忧。

　　后置埋件不锈钢螺栓应提供合格证、材质力学性能报告并进行力学性能复验。

　　在全国建筑工程装饰奖(建筑幕墙类)复查中，发现受检的部分工程后置锚固件的施工和现场抗拉拨力测试还存在问题。

　　(1)有的工程没有预埋件，采用多种规格的化学螺栓作为处理后置预理。在可观察到的部位，螺栓的外露长度不一，有的明显感到螺栓与砼基体的有效接触长度不够。在旧楼改造时，墙面存在粉刷层(正常情况下为20mm)螺栓埋设有效深度还应考虑粉刷层厚度。如有一旧楼改造工程，原墙面是贴面砖，为补偿结构构造的不垂直，采用增加墙面粉刷层厚度方法，使其厚度最大可到7—10mm，如果此工程采用化学螺栓作为后置埋件应非常谨慎，应采用穿墙螺杆加锚板或采用其它可靠的连接方法。

　　(2) 有的工程仅在试验室用试块上进行拉拨力检测，没有进行现场拉拨力检测，或仅进行其中1-2种螺栓检测，如某一工程使用4 种不同规格化学螺栓，而只有2种规格的螺栓进行检测。

　　(3) 螺栓现场拉拨力检测数量不够，有的工程仅进行一组(3件)象征性的检测。

　　按规定螺栓现场拉拨力检测应在同型号、同规格、基本相同的部位组成一个检验批，抽批数量按每批螺栓总数的1‰，且每批不少于3个。

　　(4)对检测结果没有与设计计算进行校核。确保锚栓承载力设计值不应大于其极限承载力的50%。

　　5)槽形预埋件问题

　　槽型预埋件具有调节性好、连接灵活、无须焊接和易于埋优点，已广泛的建筑幕墙工程上使用，但槽型预埋件与其它预埋件一样，埋设时也容易偏移、倾斜和进入结构墙体内等故障。