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某工程異形曲面石材幕墻施工關(guān)鍵技術(shù)

文檔作者：陳新兵文檔來源：中鐵建設(shè)集團有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年11月01日
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上一篇：某工程預(yù)應(yīng)力抗浮錨桿施工工藝改進

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２６
施　工　技　術(shù)
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１４ 年８ 月下
第４３ 卷　第１６ 期
ＤＯＩ：１０?? ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１４１６００２６
某工程異形曲面石材幕墻施工關(guān)鍵技術(shù)
陳新兵
（中鐵建設(shè)集團有限公司，北京　１００１３１）
［摘要］ 我國經(jīng)濟發(fā)展帶來了建筑業(yè)和建筑技術(shù)的極大提高發(fā)展，也促成了造型復(fù)雜、技術(shù)含量高、漂亮美觀的建
筑幕墻的出現(xiàn)，多以外形獨特、異形多變展示其很強的藝術(shù)表現(xiàn)力，但同時帶來幕墻設(shè)計與施工技術(shù)方面一些難
點，結(jié)合某創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園外立面異形曲面石材幕墻施工的應(yīng)用實例，就其關(guān)鍵施工技術(shù)進行總結(jié)。
［關(guān)鍵詞］ 石材幕墻；曲面；施工；測量；質(zhì)量控制
［中圖分類號］ ＴＵ７６７　　［文獻標(biāo)識碼］ Ａ　　　　［文章編號］ １００２?８４９８（２０１４）１６?００２６?０２
Ｋｅｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｓｏｍｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｓｐｅｃｉａｌ?ｓｈａｐｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔｏｎｅ Ｃｕｒｔａｉｎ Ｗａｌｌ
Ｃｈｅｎ Ｘｉｎｂｉｎｇ
（Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ． ， Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１３１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｈａｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ
ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ ｓｏｍｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｈａｐｅ， ｈｉｇｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｂｅａｕｔｉｆｕｌ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｃｕｒｔａｉｎ ｗａｌｌｓ
ｏｃｃｕｒｒｅｄ． Ｔｈｅｓｅ ｃｕｒｔａｉｎ ｗａｌｌｓ ｈａｖｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｈａｐｅ ａｎｄ ｓｔｒｏｎｇ ａｒｔｉｓｔｉｃ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ， ｂｕｔ ｔｈｅｉｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ?ｓｈａｐｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔｏｎｅ ｃｕｒｔａｉｎ ｗａｌｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ｉｎ ａ ｃｒｅａｔｉｖｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐａｒｋ ｆａｃａｄｅ， ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｎｅ ｃｕｒｔａｉｎ ｗａｌｌ； ｃｕｒｖｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ； ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ
［作者簡介］ 陳新兵，高級工程師，國家一級注冊建造師，項目經(jīng)理，
Ｅ?ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｘｉｎｂｉｎｇ＠ ｚｔｊｓ． ｃｎ ［收稿日期］ ２０１４?０５?０６
１　工程概況
北京市某創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園展示中心建筑面積約
６ ０００ｍ２，地上４ 層，地下１ 層，外立面以玻璃幕墻為
底色，用異形石材幕墻來構(gòu)建獨特造型（見圖１）。
由于其外形獨特，復(fù)雜多變，立面多維，幕墻施工技
術(shù)難度大，本文主要闡述計算機放樣、空間測量、石
材干掛等關(guān)鍵技術(shù)在異形曲面石材幕墻施工中的
應(yīng)用。
２　計算機放樣技術(shù)
本工程外形獨特，多維的建筑立面，多變的建
筑參數(shù)，采用了在建筑領(lǐng)域不多用的以尺寸驅(qū)動參
數(shù)化建模的Ｐｒｏ／ Ｅ 軟件。依據(jù)建筑施工圖，用Ｐｒｏ／
Ｅ 軟件建模。根據(jù)不同部位幕墻的需要，自動生成
不同方向的投影視圖，生成施工所需的三維龍骨定
位圖（見圖２）、石材幕墻分格圖、石材加工圖等。
幕墻龍骨在石材造型內(nèi)部完成三維立體布置，
石材板塊的切分也在三維模型上完成，經(jīng)過深化，
圖１　外立面效果
Ｆｉｇ． １　Ｔｈｅ ｏｕｔｅｒ ｆａｃａｄｅ ｅｆｆｅｃｔ
石材幕墻約８５０ｍ２，共由２ ３５６ 塊石材組成，最復(fù)雜
的石材有９ 個面。切分完成后生成的模型數(shù)據(jù)移交
石材加工方完成下料、加工。因此本工程以三維建
模為主線，并依據(jù)生成數(shù)據(jù)指導(dǎo)幕墻加工、安裝等
工作。
３　三維空間測量技術(shù)
本工程幕墻安裝定位放線采用三維空間測量
技術(shù)，主要采用全站儀、激光垂準(zhǔn)儀和紅外水準(zhǔn)儀。
以原結(jié)構(gòu)水平和垂直方向基準(zhǔn)線，根據(jù)Ｐｒｏ／ Ｅ 生成
２０１４ Ｎｏ． １６ 陳新兵：某工程異形曲面石材幕墻施工關(guān)鍵技術(shù) 　２７
圖２　龍骨三維定位
Ｆｉｇ． ２　Ｔｈｅ ３?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｋｅｅｌ
的多方向投影視圖坐標(biāo)，計算出待測點的空間坐標(biāo)。
施測時，將空間的三維坐標(biāo)（ｘ，ｙ，ｚ）轉(zhuǎn)換成兩個
平面坐標(biāo)，即（ｘ，ｙ）和（ｙ，ｚ），首先在室內(nèi)施測出平
面坐標(biāo)（ｘ，ｙ），然后借助激光垂準(zhǔn)儀在下方測設(shè)出
（ｙ，ｚ）坐標(biāo)。對復(fù)雜曲面施測時，依據(jù)幕墻的平面
分格，以設(shè)計軸線為基準(zhǔn)，將曲面上坐標(biāo)按設(shè)定間
距等分（設(shè)定間距主要根據(jù)曲面變化和石材分格確
定）；施測時，將空間控制點用激光垂準(zhǔn)儀投射到主
體結(jié)構(gòu)上，從上而下依次按設(shè)定間距拉水平線，用
紅外水準(zhǔn)儀抄平，水平線用細(xì)鋼絲線，末端安裝緊
繩器，緊繩器一般固定在結(jié)構(gòu)上，必要時用槽鋼引
出結(jié)構(gòu)。拉緊的水平線作為幕墻龍骨的施工控
制線。
４　石材安裝技術(shù)
４． １　石材加工
部分石材采用數(shù)控自動化加工，部分異形雙曲
面或多曲面石材只能采用人工加工。加工曲面石
材時，根據(jù)Ｐｒｏ／ Ｅ 軟件的建模放樣圖，將曲面圖示尺
寸用標(biāo)線標(biāo)識在待加工的石材坯料上，根據(jù)標(biāo)線將
多余的部分去掉，完成石材的形狀，再打磨、拋光，
最終完成石材的加工。對類弧形曲面石材，曲面圖
示尺寸多用網(wǎng)格標(biāo)線進行標(biāo)識，由技術(shù)精湛的技術(shù)
工人細(xì)致切割，再打磨、拋光，加工成型。
４． ２　預(yù)埋件、連接件制作安裝
預(yù)埋件和連接件是幕墻的結(jié)構(gòu)受力件，其制作
安裝是幕墻施工關(guān)鍵的一步，特別是連接件的制作
和安裝。本工程連接件的制作是依據(jù)幕墻受力計
算來確定其結(jié)構(gòu)形式，安裝則依據(jù)三維空間測量定
位放線，連接件的焊接質(zhì)量和安裝精度是控制的重
點和難點，特別是樓層之間增加的連接件的安裝，
更是重點和難點，為保證幕墻安裝質(zhì)量和成型效
果，在連接件安裝時增加１ 道工序，即在連接件緊固
前，進行幕墻定位校核，確保無誤后再進行緊固。
４． ３　龍骨制作和安裝
本工程使用大量的異形龍骨，由于龍骨形狀和
尺寸多樣，采取現(xiàn)場切割焊接加工；異形龍骨依據(jù)
深化設(shè)計圖紙分段加工，每段長度控制在１ｍ 左右，
根據(jù)曲面要求適當(dāng)調(diào)節(jié)。每根龍骨在安裝前需要
從三維龍骨布置圖上測出兩端的三維空間定位數(shù)
據(jù)，導(dǎo)出后，根據(jù)平面圖中距離軸線的距離、高度，
通過全站儀、水準(zhǔn)儀測量確定現(xiàn)場實際位置。將逐
根安裝主龍骨。從三維龍骨布置圖上測出的定位
數(shù)據(jù)和平面圖反推出的實際空間位置必須準(zhǔn)確，否
則安裝石材時會造成石材無法完成交圈。
４． ４　曲面異形幕墻安裝
石材安裝前同樣要先在模型上測出其三維控
制點位的數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)平面圖導(dǎo)出其距離軸線
的距離、高度、角度，在現(xiàn)場實際定位。同時還需要
控制好本區(qū)域與其他區(qū)域石材的拼接順暢，以實現(xiàn)
整個石材幕墻造型的流暢、曲線的順滑。異形雙曲
面石材因在空間控制點較多，每塊石材都關(guān)系與緊
鄰石材點、線、面的交接。為滿足安裝需要，本工程
特別設(shè)計了球頭鉸接背栓（見圖３），以實現(xiàn)安裝石
材時的調(diào)節(jié)需要。
圖３　球頭鉸接背栓樣式
Ｆｉｇ． ３　Ｂａｌｌ?ｅｎｄ ｈｉｎｇｅ ｂａｃｋ?ｂｏｌｔ
該背栓不但可以進行三維尺寸的調(diào)節(jié)，而且可
以全方位任意角度實現(xiàn)石材板面與龍骨的柔性連
接，部分吸收結(jié)構(gòu)引起的變形。該背栓結(jié)構(gòu)簡單，
施工方便，連接強度高，安全可靠，并能較好地保持
幕墻的表面平整和位置要求。
由于異形雙曲面石材幕墻造型結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，
板塊之間相對位置定位極其困難。通過板塊加工
定位槽，使用定位板就可以減少人為安裝誤差，最
大程度保證石材的安裝精度（見圖４）。
圖４　異形曲面石材代表節(jié)點
Ｆｉｇ． ４　Ｔｙｐｉｃａｌ ｊｏｉｎｔ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｃｕｒｖｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔｏｎｅ
異形曲面石材的背栓開孔采用石材專用開孔
　　　　　　（下轉(zhuǎn)第３５ 頁）
２０１４ Ｎｏ． １６ 李慶達等：大面積鋼筋混凝土剪力墻裂縫修補技術(shù) 　３５
物；⑥因進膠緩慢，應(yīng)在配膠時注意不要一次配制
太多，防止固化；⑦進入現(xiàn)場的一切材料必須三證
齊全，嚴(yán)禁不合格的材料進入現(xiàn)場；⑧所有施工人
員必須持證上崗，應(yīng)選擇有多年施工經(jīng)驗的施工操
作人員現(xiàn)場施工；⑨管理人員必須跟班作業(yè)，如有
問題以便于及時解決。
７　操作人員的安全
環(huán)氧樹脂本身毒性不大，但所用的二丁酯和乙
二胺兩種化學(xué)品經(jīng)混合，產(chǎn)生氣體有一定的毒性，
對皮膚也有腐蝕作用，工作人員操作時要戴防護用
具（防護鏡、膠皮手套、防護服及口罩等），室內(nèi)操作
時通風(fēng)要良好，操作前應(yīng)進行安全技術(shù)交底。
８　工程效果
修補完成后，裂縫修補處外觀取得良好觀感，
現(xiàn)場利用回彈儀測試裂縫處混凝土抗壓強度滿足
要求，原結(jié)構(gòu)損傷部位經(jīng)歷雨季考驗后未出現(xiàn)滲漏
現(xiàn)象，承載力和耐久性均滿足設(shè)計要求（見圖２）。
圖２　裂縫修補后的效果
Ｆｉｇ． ２　Ｅｆｆｅｃｔ ａｆｔｅｒ ｃｒａｃｋ ｒｅｐａｉｒｉｎｇ
９　結(jié)語
施工中結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大量裂縫不僅會降低建筑物
的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起
鋼筋銹蝕、混凝土碳化，降低材料的耐久性，影響建
筑物的承載能力。如全部拆除受損結(jié)構(gòu)后重建，施
工周期長、施工難度大且會帶來巨大的經(jīng)濟損失。
本工程通過采用環(huán)氧樹脂膠對混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫
進行修補和堵漏，施工質(zhì)量和表觀效果均滿足設(shè)計
要求，在滿足結(jié)構(gòu)承載力要求、耐久性要求和使用
功能要求的前提下，減少了大量人力、財力的支出，
節(jié)約了成本，縮短了工期，取得了較好的效果。
參考文獻：
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［ ７ ］　黃淑貞． 水下混凝土結(jié)構(gòu)裂縫高性能修補材料及其相關(guān)技術(shù)
實驗論證［Ｄ］． 上海：上海交通大學(xué)，２００６．
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筑，２００８（１２）：１８３?１８４．
（上接第２７ 頁）
機械，根據(jù)龍骨掛件位置現(xiàn)場確定石材開孔位置，
清孔后注入結(jié)構(gòu)膠，將不銹鋼背栓大頭端插入孔中
并固定好，待結(jié)構(gòu)膠達到強度后再安裝。安裝時從
屋檐向下順序進行，安裝前還要先按設(shè)計嵌入防火
保溫材料，并做好防水處理。５　結(jié)語
本工程對異形曲面石材幕墻關(guān)鍵施工技術(shù)的
應(yīng)用研究，很好地結(jié)合了本工程的設(shè)計要求、幕墻
設(shè)計和施工規(guī)范要求。異形曲面石材幕墻從施工
圖深化、技術(shù)放樣到現(xiàn)場實施，其關(guān)鍵施工技術(shù)的
成功應(yīng)用保證了石材幕墻施工質(zhì)量，滿足了建筑設(shè)
計要求，實施效果得到設(shè)計師和業(yè)主極大認(rèn)可。
１）計算機技術(shù)　本工程采用的Ｐｒｏ／ Ｅ 軟件，發(fā)
揮了其參數(shù)化建模和單一數(shù)據(jù)庫特點：①直觀地表
現(xiàn)幕墻成型效果；②通過處理生成幕墻二、三維龍
骨立面定位圖、幕墻分格圖、石材龍骨加工尺寸圖，
特別其強大的參數(shù)修改功能，在優(yōu)化設(shè)計時，修改
某一參數(shù)會自動生成新的模型，自動修改施工圖，
既提高了設(shè)計速度，又降低了修改圖紙的差錯率。
２）空間測量技術(shù)　本工程采用（ｘ，ｙ）和（ｙ，ｚ）
平面坐標(biāo)解決空間坐標(biāo)定位，并靈活運用平面網(wǎng)絡(luò)
測量原理，解決曲面空間定位測量，測量定位精度
滿足幕墻安裝要求。
３）幕墻安裝技術(shù)　本工程在連接件安裝時增
加校核工序、石材采用球頭鉸接背栓連接技術(shù)等很
好地解決了異形曲面石材的安裝技術(shù)和安裝精度，
現(xiàn)場實施可操作性強，并得到很好的實施效果。
參考文獻：
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國建筑工業(yè)出版社，２０１３．
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化學(xué)工業(yè)出版社，２０１２．
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北京：人民郵電出版社，２００４．

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