高层建筑角钢架与聚苯板薄抹灰外墙外保温系统施工工法

'高层建筑角钢架与聚苯板薄抹灰外墙外保温系统施工工法1　前言随着城市建设规模的扩大和发展，高层建筑越来越多。采取必要的建筑节能措施，使人们在较经济且能耗较低的前提下，获得舒适的生活环境，并将更多不可再生资源留给子孙后代，其意义深远。EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温系统已被广泛的认为是最有效的建筑节能措施之一，而EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温经过一段时间后，出现翘起、开裂、渗水乃至脱落等已成为建筑外墙外保温工程质量的通病，这不仅严重影响了建筑物的保温隔热效果，人身事故也有发生。角钢架和角钢托在EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温系统中的应用是解决这一质量通病的有效手段，施工单位通过施工实践，总结编写了本工法。河南省科学技术信息研究院对“高层建筑角钢架与聚苯板薄抹灰外墙外保温系统施工工法”提供的《科技查新报告》（报告编号：b）表明，通过对国内“中国建设科技文献数据库”等9个权威数据库的检索，在所列检索范围内未见与本项目技术特征完全相同的文献报道。2　工法特点2.1　因EPS聚苯板具有受力变形和分子单体强度差的特性，由EPS聚苯板直接承受竖向（包括EPS聚苯板本身的重量和与其粘结在一起的粘结砂浆、防护面层及涂料的重量）累积荷载，必然会发生徐变，短期或许不会出现什么问题，但长期的变形将导致受力的失衡从而引发翘起、开裂甚至脱落，另外窗台处EPS聚苯板受外力后易造成开裂、渗水，窗台处人踩踏EPS聚苯板易坠落。本工法不仅对EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温的常规施工方法进行全面、具体的阐述，还针对EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温容易出现的问题，采取预控措施进行详细介绍。2.2　在保温节能效果符合设计图纸要求的 前提下，采取增设角钢架及角钢托的措施，不仅没有改变建筑外观，还起到了分担荷载和抑制EPS聚苯板翘起、开裂、脱落等作用，提高了EPS聚苯板外墙外保温的质量和使用年限。2.3　窗台处增设角钢架或现浇钢筋混凝土窗台挑檐，均能避免窗台处EPS聚苯板因受外力而开裂、渗水，并能防止人踩踏窗台处EPS聚苯板时易发生坠落的现象。窗台处增设角钢架较现浇钢筋混凝土窗台挑檐，有效地防止了“热桥”的产生，在节省现浇钢筋混凝土窗台挑檐人工费和材料费的同时，相同的保温节能效果，还可以减少EPS聚苯板厚度，节约EPS聚苯板用量，从而降低工程造价。2.4本工法施工便捷，可操作性强，易于保证施工质量。3　适用范围本工法不仅适用于多层、高层建筑EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温系统工程，还适用于多层、高层建筑XPS聚苯板薄抹灰外墙外保温系统工程。4　工艺原理4.1为避免EPS聚苯板直接承受竖向累计荷载，设置∟50*50*3热浸镀锌角钢托（见图4.1.0-1），并通过两个M6*75mm不锈钢强力膨胀螺栓与基层墙体连接，将竖向荷载通过角钢托传递到主体结构，达到角钢托分担竖向荷载的作用，确保EPS聚苯板不出现翘起、开裂甚至脱落等现象。图4.1.0-1　外墙面设置角钢托　　　　　　　图4.2.0-1　窗台处设置角钢架4.2为避免窗台处EPS聚苯板因受外力后而开裂、渗水，并防止窗台处 踩踏EPS聚苯板时易发生坠落的现象，在窗台处增设角钢架（见图4.2.0-1），并将角钢架焊接在基层墙体预埋件上，使角钢架与基层墙体构成一个良好的整体，窗台受外力后全部由角钢架承受，并将所受外力通过角钢架传递到主体结构。大幅度提高窗台的承载能力，使窗台受力均匀、安全可靠，抑制窗台处EPS聚苯板裂缝开展，使得窗台及墙体防水质量得以保证。5　工艺流程及操作要点5.1工艺流程预埋件、角钢架设计和加工架熟悉图纸和技术文件架窗台处预埋件埋设架基面放线窗台处角钢架安装设计、加工角钢托安装角钢托基层墙面处理EPS聚苯板进场配聚合物粘结剂粘贴EPS聚苯板填充泡沫填缝剂安装锚栓配抗裂砂浆防护面层、网格布涂料饰面层 5.2　操作要点5.2.1　窗台处预埋件、角钢架设计和加工1　以不同规格的窗洞口为单位设计角钢架及预埋件的安装位置、数量和规格。每个窗台设置的预埋件数量不得少于2个，窗两侧各设一个，中间按600mm左右中距设置，预埋件的做法见图5.2.1-1。图5.2.1-1　预埋件做法2　角钢架采用角钢∟50*50*3和Φ6钢筋加工而成，每个窗台设置的角钢数量不得少于2个，窗两侧各设一个，中间按600mm左右中距设置，并要与预埋件设置相对应；无窗套（有窗套）角钢长度为d（d+50），其中d为EPS板厚度，Φ6钢筋长度同窗宽，窗台处预埋件、角钢架做法见图5.2.1-2。图5.2.1-2　窗台处预埋件、角钢架做法图3　预埋件、角钢架的结构较为简单，在钢构加工区内下料、焊接等加工作业时，加工必须依照工艺要求进行，并经质检员验收。4　验收后进行除锈，刷两道红丹防锈漆。5.2.2　基层墙体窗台处预埋件埋设1　基层墙体砌筑或浇注前放出门窗洞口位置线，并控制好标高，用于控制门窗洞口的留设，并根据设计图纸测放出每个窗台预埋件的准确位置。2预埋件安装要求预埋件上平线与现浇混凝土窗台（或砌筑墙窗台压顶）上平线齐，并要用铅丝把预埋件与基层墙体钢筋绑在一起。 3基层墙体或窗台压顶混凝土浇注前，对预埋件定位进行复测，校正其位置；为调节结构预埋件的水平埋设偏差，施工前准备部分石子2～12mm纠偏预埋件。4　基层墙体或窗台压顶混凝土浇注过程中，派专人对其进行监控，避免振捣棒接触预埋件或离预埋件太近，从而影响预埋件的定位精度。5.2.3基面放线1弹线控制：根据建筑立面设计和外墙外保温技术要求，在外墙面弹出门窗水平、垂直控制线及伸缩缝线、装饰线等。2挂基准线：在建筑外墙阳角、阴角、洞口、变形缝、装饰线及其它必要部位设置控制线。外墙阴阳角处挂垂直通线，并用水准仪找平，每面墙至少2根，注意使其距墙尺寸一致。当采用分段粘贴时，在开始层上弹一道水平线，并用经纬仪在大角基层处测弹出垂直控制线，依垂直立线挂一道水平线，作为粘贴EPS板的控制线。5.2.4　窗台处角钢架安装1角钢架的安装：首先确认角钢架的角钢设置与基层墙体预埋件设置相对应，角钢架安装要求角钢与现浇混凝土窗台上平线平，并确保角钢架方正和平整，将角钢架焊接在基层墙体预埋件上，窗台处角钢架安装详见图5.2.3-1。2　检查焊缝合格后，在焊接点处补刷两道红丹防锈漆。图5.2.3-1　窗台处角钢架安装示意图 5.2.5　设计、加工角钢托1角钢托采用∟50*50*3热浸镀锌角钢，长度150mm，按设计进行角钢下料、钻孔，角钢托的做法见图5.2.5-1。2在镀锌角钢切割断面处涂刷两遍酚醛铁红防锈漆，待防锈漆干图5.2.5-1　角钢托的做法图透后再刷两遍银粉漆，这样就可以延长角钢的使用寿命了。5.2.6　安装角钢托1　在2、4、6、8层楼板标高位置，水平方向设置角钢托，根据施工图标高、位置尺寸弹出角钢托安装定位基准线，然后根据角钢托间距弹出角钢托定位线。2　角钢托安装间隔为600mm，按照所放位置线将角钢托上安装孔引到混凝土结构上，根据膨胀螺栓的大小用冲击钻在结构墙体上进行钻孔，初钻时速度要慢，待钻头定位稳定后，再全速钻进，成孔应确保垂直于结构平面。3　安装前用气管将孔内灰尘清理干净，检查确认后用两个M6*75不锈钢膨胀螺栓通过角钢托上预留孔将角钢托固定在基层墙体上，将螺栓以测力扳手旋紧。螺栓拧紧后，外漏丝扣应不小于2～3扣。角钢托厚度应不超出EPS聚苯板厚度，角钢托安装（见图5.2.6-1）。图5.2.6-1　角钢托安装布置图5.2.7　基层墙面处理1现浇混凝土墙体孔洞封堵好，其它墙外表面找平层施工完毕，并通过质量验收达到相关规范要求；外门窗框或附框安装完毕，并经检查验收合格。2对墙外表面进行检查，对空鼓、开裂、松动、风化的墙体应剔除、修补， 结构墙体基面必须清理干净，无油污。3伸出外墙面的雨水管卡、预埋件、支架和设备穿墙管道等应安装到位，并预留外保温层和外墙饰面层的厚度。5.2.8　聚合物粘结剂配制：采用Sto建筑粘胶，按重量比5：1（建筑粘结：水）拌合均匀成聚合物粘结剂。取一只干净桶，加入定量的水，边倒入Sto建筑粘胶边搅拌，用低转速（每分钟1000转以下）电动搅拌器搅拌约3～5分钟后静置2～3分钟，再经二次搅拌后使用。粘结剂要搅拌均匀，随用随配，2小时内用完，不得再添加水，超过凝结时间的严禁使用。5.2.9　粘贴EPS聚苯板1EPS聚苯板切割：用手用刀锯切割，标准板面尺寸为1200mm*600mm，剪裁保温板时切口与板面应垂直；墙面的边角处应用宽度不小于300mm的保温板粘贴；门窗洞口四角处EPS聚苯板不得拼接，应采用整块板裁掉一个口的方法粘贴，EPS聚苯板接缝应离开角部至少200mm。2　窗台处EPS聚苯板还应按照角钢架的角钢位置剔割槽口，并保证所剔割的槽口与角钢架相吻合。3　EPS板的终端部位（洞口、勒脚、阳台、雨篷、变形缝等系统的尽端）应预贴250mm宽翻包耐碱玻纤网格布。4粘贴EPS聚苯板时，粘结剂应涂在EPS板背面，粘结面积应不小于板面积40%，布点应均匀，采用点框法粘贴，在EPS板背面四周涂抹一圈宽50mm粘接剂，板心按梅花形布设粘结点，间距150～200mm，直径100mm；不得在EPS板侧面涂抹粘结剂。5　抹完粘结剂后，立即将板立起粘贴，粘贴时轻揉、均匀挤压，并用托线板检查垂直平整，板与板间挤紧，碰头缝处不留粘结剂；粘贴EPS聚苯板时按顺砌方式粘贴，竖缝逐行错缝搭接，墙角部位EPS聚苯板应交错互锁，搭接长度不小于100mm，每贴完一块板，应及时清除挤出的粘结剂；EPS聚苯板应粘贴牢固，不得有松动和空鼓。6　粘贴EPS聚苯板时由下往上进行，当粘贴完一层高度时，应进行检查、调整和校正。拼缝高差不大于1.5mm，否则应用粗砂纸或专用打磨机具打磨平整。 7首层与二层之间设置一道防火隔离带，并每隔两层设置一道防火隔离带。5.2.10填充聚氨酯泡沫填缝剂：1EPS聚苯板之间的缝隙（2mm以上的缝隙）用聚氨酯泡沫填缝剂填充，宽的缝隙（4mm以上）须塞聚苯板条；2窗台处EPS聚苯板按照角钢架剔割的槽口，用聚氨酯泡沫填缝剂填充，使苯板泡沫的接缝粘结成整体，避免窗台槽口开裂、渗水；3填充缝隙、槽口时注意让填缝剂应尽量深地打入，并稍凸出于EPS板面，待其干燥，干燥前不得用手去抹。5.2.11　安装锚栓：EPS聚苯板粘贴24小时后即可进行尼龙胀栓的固定工作，本工程采用8*135mm的尼龙胀栓，胀栓水平、垂直间距均为≤600mm，（锚栓呈梅花状布置，6～8个/m2）锚入主体墙深度≥50mm，墙体抹灰层不应作为锚固深度；离墙边第一个锚栓应离开墙边100mm，以防损坏墙体。5.2.12　抗裂砂浆配制：采用Sto抗裂干粉，按重量比5：1（干粉：水）拌合均匀成聚合物抗裂砂浆。搅拌方法同聚合物粘结剂搅拌方法，超过凝结时间的严禁使用。5.2.13　防护面层、网格布1抗裂砂浆应在EPS聚苯板粘贴24h后再施工。2先抹2至3mm厚底层抗裂砂浆，同时将翻包网格布压入砂浆内，门窗口和阴阳角部位附加200mm*300mm的增强耐碱玻纤网格布随即压入砂浆中。3将耐碱玻纤网格布绷紧后贴于底层抹面砂浆上，随即将网格布沿水平方向绷紧，用抹子由中间向上、下两边将网格布抹平压入湿的抹面砂浆中；自上而下沿外墙铺设网格布，网格布接头处均应搭接100mm以上宽度，在阳角处还需局部加铺400mm网格布一道；所有收口处的网格布必须返过阳角压实；网格布不得压入过深，表面必须暴露在底层砂浆之外。4在底层抗裂砂浆终凝前再抹一道抹面砂浆罩面，厚度2～3mm，以覆盖碱玻纤网格布轮廓为宜。面层砂浆切忌不停揉搓，以免形成空鼓。6　材料与设备6.1　主要材料用表，见表6.1.0-1。 主要材料用表表6.1.0-1序号材料名称型号备注1钢板δ=42角钢∟50*50*3符合《热轧型钢》（GB/T706-2008）的要求3钢筋Φ64电焊条Ф4.0*400mm5膨胀螺栓M6*75材质为不锈钢6EPS聚苯板1200*600*70阻燃型膨胀聚苯板7尼龙胀栓8*135mm8耐碱玻纤网格布9Sto建筑粘胶10Sto抗裂干粉11聚氨酯泡沫填缝剂6.2　主要设备及仪器用表，见表6.2.0-1。主要设备及仪器用表表6.2.0-1序号机械或设备名称规格施工用途1切割机J3GC-400角钢切割下料2氧气钢板切割下料3割枪钢板切割下料4台钻E516-A角钢托钻孔5冲击钻DX1-250A结构打眼6电焊机BXL-300角钢架制作、安装7钢筋切断机GJ40钢筋切割下料8手持气动胶枪缝隙打胶9手用刀锯EPS聚苯板切割10电动搅拌器聚合物砂浆、抹面砂浆搅拌11扳手、螺丝刀膨胀螺栓紧固12水平尺水平度测量13垂直检测尺平整度等测量14钢直尺接缝宽度测量15塞尺高低差测量16水准仪测弹水平控制线17经纬仪测弹垂直控制线7　质量控制7.1　质量标准 本工法除严格遵循以下标准和规范外，还应执行项目所在地行政主管部门和相关行业的文件及要求：《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300－2001)；《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210－2001）；《外墙外保温工程技术规程》（JGJ144－2004）；《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》(JG149－2003)；《建筑节能工程施工质量验收规范》(GB50411－2007)；《钢结构设计规范》(GB50017－2003)；《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81－2002)；《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205－2001)。7.2　主要质量要求及控制措施7.2.1　施工所用材料应按设计要求选用，采购产品在入库和使用前都必须经过验证，生产厂家应提供法定检测部门出具的检测报告及出厂合格证，按要求需要见证取样和复试的产品，应由监理确认后方可送样、复试。复试合格产品报监理批准后使用，验证和复试未达到标准要求的产品不能使用。7.2.2加工角钢架、角钢托时，下料应准确，安装前再次核对设计图纸，确保加工尺寸符合设计图纸要求。7.2.3　预埋件质量控制要求见表7.2.3-1。预埋件的质量要求表7.2.3-1埋件种类特性允许偏差平整度标高中心线偏差结构永久性埋件为连接角钢架与基层墙体，加强结构的整体刚度而设的预埋件3mm±3mm5mm7.2.4　角钢架的安装质量控制要求见表7.2.4-1。窗台处角钢架的安装质量要求表7.2.4-1项目允许偏差检验方法 角钢架宽度、长度≤1500mm≤2.5mm用钢直尺检查≥1500mm≤3.5mm角钢架对角线长度差≤1500mm≤3.5mm用钢直尺检查≥1500mm≤4.5mm角钢架的水平度≤3.0mm用水平尺和塞尺检查角钢架标高≤3.0mm用钢直尺检查角钢架竖向偏离中心≤3.0mm用钢直尺检查7.2.5　角钢托的加工及安装质量控制要求见表7.2.5-1。角钢托的安装质量要求表7.2.5-1项目允许偏差检验方法长度≤3.0mm用钢直尺检查孔的中心距±1.5mm用钢直尺检查角钢托标高≤3.0mm用钢直尺检查角钢托竖向偏离中心≤5.0mm用钢直尺检查7.2.6　粘贴EPS聚苯板时，应将粘结剂涂在EPS聚苯板背面，涂粘结剂面积不得小于EPS聚苯板面积的40%，保证其平整度和粘结牢固。7.2.7　锚固件数量、位置、锚固深度和拉拔力应符合设计要求，锚固件应进行锚固力现场拉拔试验。7.2.8EPS聚苯板安装质量控制要求见表7.2.8-1。EPS聚苯板安装质量要求表7.2.8-1项目允许偏差检验方法表面平整≤2.0mm用2m靠尺、楔形塞尺检查立面垂直≤3.0mm用2m拖线板检查阴、阳角垂直≤3.0mm用2m拖线板检查阳角方正≤3.0mm用200mm方尺检查接缝高差≤1.5mm用直尺检查7.2.9抹灰表面质量要求见表7.2.9-1。抹灰表面质量要求表7.2.9-1 项目允许偏差检验方法立面垂直≤4.0mm用2m垂直检测尺检查表面平整≤4.0mm用2m靠尺和楔形塞尺检查阴阳角方正≤3.0mm用直角检测尺检查分隔条（缝）直线度≤3.0mm拉5m线，不足5m拉通线，用钢直尺检查墙裙、勒脚上口直线度≤3.0mm拉5m线，不足5m拉通线，用钢直尺检查8　安全措施8.1　安全标准本工法除严格遵循以下标准、规范和规程外，还应执行项目所在地行政主管部门和相关行业的文件及要求：《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59－99）；《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46－2005）；《建筑现场高处作业安全技术规范》（JGJ80－91）；《建筑现场机械设备检查技术规程》（JGJ160－2008）；《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33－2001）；8.2　安全管理措施8.2.1　建立现场安全保证体系，实行三级安全生产责任制，做到责任明确，层层把关，抓好工程的安全生产。8.2.2　应对操作人员进行安全教育，掌握和了解安全操作规定，做好安全技术交底工作，严禁违章作业。进入施工现场必须戴好安全帽，高空作业时必须系好安全带，不得违反脚手架或吊篮的使用规定。8.2.3　施工现场临时用电采用TN-S系统，严格要求使用五芯电缆配电，系统采用“三级配电两级保护”，实行“一机、一闸、一漏、一箱”制度，配电箱进出线设在配电箱下端。8.2.4　施工现场应采取措施防止焊接火花引起火灾，角钢架全部与结构预埋件焊接好前现场不允许堆放EPS板， 焊接好后再允许EPS板进场，并注意及时清理施工所产生的EPS碎末。在加工区和每个焊接段设置防火器材，同时工人焊接作业时应拿好面罩，防止焊接光线灼伤眼睛。8.2.5　焊接施工中，应严格遵守安全用电制度，定期检查电焊机漏电保护装置，焊把线破损情况；焊接安全操作平台使用钢脚手管搭设，操作架子必须稳固，防止倾斜。8.2.6　根据施工特点编制安全操作的注意事项及具体安全文明施工管理措施。9　环保措施9.1　环保标准除严格遵循《建筑施工现场环境与卫生标准》（JGJ146－2004），还应执行项目所在地行政主管部门和相关行业的文件及要求。9.2　环保管理措施9.2.1　加工区应采取封闭隔声措施，将下料切割时的噪声控制在国家和地方环保标准要求的范围内。9.2.2　加工区应采取封闭措施，防止电焊光污染扰民。9.2.3　对焊渣、剩余焊条、剩余角钢、短钢筋头、EPS碎末等及时回收，避免对土壤造成污染。9.2.4　在施工作业区域范围内，合理布置各种材料、设备的堆放，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁、文明。9.2.5剩余的油漆、涂料等应及时清理入库，不准随意焚烧产生有毒气体的物品。10　效益分析10.1　本工法的成功应用解决了高层建筑EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温出现翘起、开裂、脱落和窗台处裂缝、渗水的质量通病，为EPS聚苯板外墙外保温更广泛的应用提供了依据，在同类工程中具有推广前景。10.2通过角钢架的应用技术，使窗台处安全性得以提高，避免 人员坠落事故的发生，有利于和谐社会的建设。10.3通过角钢架和角钢托的应用技术，不仅大幅度提高窗台的抗裂性，还有效地抑制EPS聚苯板翘起、开裂、脱落，提高EPS板外墙外保温的质量和使用年限，节约了返工、维修费用。10.4该工法采用角钢架的应用技术，较传统现浇钢筋混凝土窗台挑檐工艺，该体系无需支设窗台挑檐模板，在节约现浇钢筋混凝土窗台挑檐所需人工、材料费同时，还有效地防止“热桥”的产生，同样的保温节能效果，安阳市公路管理局家属区1#楼工程，能减小EPS板30mm厚度，节约EPS板214m3，节约工程造价76718元。11应用实例本工法成功应用于河南省大学科技园孵化中心1#楼工程、北京怀柔育龙小镇经济适用住房一标段1#、2#楼工程和北京怀柔育龙小镇经济适用住房二标段4#、5#、7#楼工程中，现以河南省大学科技园孵化中心1#楼工程为实例。河南省大学科技园孵化中心1#楼工程，位于郑州市高新技术产业开发区长椿路与梧桐街交叉口，结构形式为框剪结构，地下一层，地上十六层，建筑总高度70.1m，建筑总面积为66418m²，总造价9622万元，外墙面为XPS挤塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统。外墙面EPS聚苯板总面积约31756m²，于2011年3月至7月采用本工法施工完成，外墙外保温作业做到了使用环保合格材料，认真遵从作业程序，精心操作，经检验施工质量满足设计和施工规范要求，并顺利通过外墙外保温分项工程验收，取得了比较好的社会效益和经济效益，赢得建设单位及监理单位好评，为类似工程施工积累了成功的经验。'