外幕墙超薄型洞石蜂窝铝板施工变形控制QC成果报告

外幕墙超薄型石材

蜂窝铝板施工变形控制

发布人：康丽娜编制人：何纯涛邓建

审核人：梁贵才

QC小组注册号：ZJSEBJ-04-2008

中建三局第二建设工程有限责任公司环境保护部履约中心业务用房工程执著QC小组01、工程概况02、小组简介03、选定课题04、设定课题目标05、提出方案并确定最佳方案06、制定对策07、工程实施08、活动效果09、巩固措施及标准化10、总结与今后打算目录发布顺序中建三局第二建设工程有限责任公司1、工程概况序号项目内容1工程名称环境保护部履约中心业务用房工程2工程地址北京市积水潭桥与西直门桥之间，西直门桃园小区北侧。3建设单位环境保护部对外合作中心4项目管理公司意大利FMI公司和中建城市建设有限责任公司5设计单位意大利MOA和北京市设计研究院6监理公司北京京精大房工程建设监理有限公司7总承包单位中建三局第二建设工程有限责任公司8结构类型钢框架-剪力墙结构9建筑面积总建筑面积为29290㎡，其中地上建筑面积21625㎡，地下面积7665㎡。10建筑层数地下二层，地上九层。11项目投资1.7亿元（CNY）12质量目标确保整体工程获北京市建筑“长城杯”金奖、“国家优质工程奖”。13建筑特点本工程涵盖独特的“绿色设计”理念，运用大量的新型节能环保的材料、设备，旨在实现履约大楼的节能、环保等绿色目标,对以后各类建筑起到引导示范作用。1.1工程整体概况中建三局第二建设工程有限责任公司1、工程概况1.2外围幕墙概况国外先进的设计理念致使幕墙的设计也非常新颖独特，整个外围幕墙采用的材料品种多达十几种，主要包括石材蜂窝铝板幕墙、阿鲁克邦铝塑板幕墙、隐框玻璃幕墙、点式玻璃幕墙、光电幕墙等。外围超薄型石材蜂窝铝板总面积约为4700㎡,其中雅士白石材1500㎡，白洞石3200㎡。石材蜂窝铝板幕墙主要用在北侧大面及东、西、南面部分位置。中建三局第二建设工程有限责任公司多元素组合新颖独特。雅士白石材大面积应用白洞石1、工程概况1.3课题背景

铝蜂窝板是当前发达国家中最流行、应用最广的一种新型幕墙材料，由面板、铝蜂窝芯及底板组成。铝蜂窝板具有质量轻、强度高，节能保温性能好，尤其是刚度高的特点，普通铝塑板和铝单板的刚度无法与其相比。中建三局第二建设工程有限责任公司铝板铝蜂窝芯石材面板铝板

石材蜂窝铝板是一种由石材、铝板等面板材料和纯铝蜂窝芯结合高分子粘合剂复合而成的一种高级装饰材料。

2、小组简介2.1小组概况小组名称环境保护部履约中心业务用房工程执著QC小组成立时间2008.3.18小组类型创新型本轮课题外幕墙超薄型石材蜂窝铝板施工变形控制注册时间2008.3.18注册编号ZJSEBJ-04-2008活动时间2008年4月18日~2008年12月27日小组人数10人平均年龄32岁出勤频数1次/周出勤率95％培训情况本小组成员人均接受TQC知识培训52课时中建三局第二建设工程有限责任公司2、小组简介2.2小组成员概况中建三局第二建设工程有限责任公司序号小组职务姓名性别年龄学历职务技术职称小组分工1顾问梁贵才男42本科分公司总工高级工程师全面指导及统筹2组长何纯涛男27本科项目总工工程师策划、方案制定3副组长左灿男34本科项目经理工程师资源调配4组员吕伟才男30本科项目生产经理工程师现场实施5组员姜红卿男33大专质检员工程师质量控制6组员卢广威男27大专材料员助理工程师材料验收控制7组员邓建男24本科技术员助理工程师技术支持、活动记录8组员陈启年男37大专测量员工程师测量控制9组员康丽娜女26本科试验员助理工程师试验控制10组员李云男35大专班组队长工程师现场实施2、小组简介2.3小组成员掠影中建三局第二建设工程有限责任公司梁贵才何纯涛左灿吕伟才姜红卿卢广威邓建陈启年康丽娜李云3、选定课题中建三局第二建设工程有限责任公司目前在国内，国家还没有相应的施工规程，外幕墙大面积应用石材蜂窝铝板的工程都不多，目前仅有北京某工程少量应用且面积不大。由于北京大温差的气候环境，其石材蜂窝铝板幕墙已产生明显变形，影响其整体美观。为此，选定课题：外幕墙超薄型石材蜂窝铝板施工变形控制中建三局第二建设工程有限责任公司4、设定课题目标将外幕墙超薄型石材蜂窝铝板变形控制在设计允许范围内（2mm/1000mm)。目标值5、提出方案并确定最佳方案中建三局第二建设工程有限责任公司5.1方案选择流程通过试验方法论证各组合元素对温度的变形特征提出组合方案专家论证确定最佳组合方案中建三局第二建设工程有限责任公司5、提出方案并确定最佳方案5.2石材蜂窝铝板组合元素选择

本小组成员结合以往石材幕墙工程施工经验，找出了可能符合本工程超薄型石材铝蜂窝板的组合元素有以下几组：１、石材厚度：5mm２、底板材料品种及厚度：铝板及不锈钢板、1mm及0.5mm（考虑成本因素，衬板厚度不宜过大）３、铝蜂窝芯规格：3mm×3mm蜂窝芯及6mm×6mm蜂窝芯４、铝蜂窝芯厚度：13mm及28mm５、铝蜂窝板后加肋及不加肋针对以上五组组合元素，我们进行了三组试验进行论证。中建三局第二建设工程有限责任公司试验方案一，四块样块：样块石材蜂窝铝板规格（mm)检测工具试验温度变形量（单位：mm）红色标记为符合设计要求（下同）11500×600×201500mm钢靠尺-10℃0.21500mm钢靠尺正面80℃，背面70℃5.31500mm钢靠尺正面60℃，背面50℃1.321500×600×201500mm钢靠尺-10℃0.71500mm钢靠尺正面80℃，背面70℃3.31500mm钢靠尺正面60℃，背面50℃231900×600×351500mm钢靠尺-10℃2.71500mm钢靠尺正面85℃，背面82℃0.741900×700×351500mm钢靠尺-10℃4.71500mm钢靠尺正面65℃，背面62℃0.55、提出方案并确定最佳方案5.3试验方法论证元素的变形特征样块1：石材蜂窝铝板厚20mm，1mm铝板，雅士白，加肋样块2：石材蜂窝铝板厚20mm，1mm铝板，白洞石，加肋样块3：石材蜂窝铝板厚35mm，1mm铝板，雅士白样块4：石材蜂窝铝板厚35mm，1mm铝板，白洞石试验方案一数据分析中建三局第二建设工程有限责任公司5、提出方案并确定最佳方案5.3试验方法论证元素的变形特征试验方案一数据分析数据分析：在-10℃以及60℃温度情况下，加肋的样块1、样块2的变形均在2/1000以内。而未加肋的样块3、样块4在低温情况下变形均较大，超过设计允许范围。

结论：增加加强肋是减小石材蜂窝铝板变形的有效方法之一。石材蜂窝试验样板制作变形量检测方法中建三局第二建设工程有限责任公司样块石材蜂窝铝板规（mm）检测工具试验温度变形（mm）11900×700×201500mm钢靠尺-11℃0.41500mm钢靠尺正面75℃，背面60℃1.821900×700×201500mm钢靠尺-11℃0.31500mm钢靠尺正面73℃，背面60℃0.331900×700×201500mm钢靠尺-11℃4.71500mm钢靠尺正面75℃，背面65℃1.341900×700×201500mm钢靠尺-11℃4.31500mm钢靠尺正面75℃，背面67℃1.351900×700×351500mm钢靠尺-11℃6.71500mm钢靠尺正面77℃，背面72℃0.761900×700×351500mm钢靠尺-11℃6.71500mm钢靠尺正面75℃，背面67℃0.65、提出方案并确定最佳方案5.3试验方法论证元素的变形特征试验方案二，六组样块：样块1：石材蜂窝板厚20mm，0.5mm不锈钢板，雅士白样块2：石材蜂窝板厚20mm，1mm不锈钢板，雅士白样块3：石材蜂窝板厚20mm，0.5mm不锈钢板，白洞石样块4：石材蜂窝板厚20mm，1mm不锈钢板，白洞石样块5：石材蜂窝板厚35mm，1mm铝板，雅士白样块6：石材蜂窝板厚35mm，1mm铝板，白洞石试验方案二数据分析中建三局第二建设工程有限责任公司数据分析：①从数据可以看出，在高低温情况下变形均在2/1000以内的只有样块1和样块2；②当石材品种和厚度相同时，不锈钢板越厚，石材蜂窝铝板的变形量越小，如2号样块在高低温情况下，变形量均小于1号样块；③在低温情况下，蜂窝板上用不锈钢板的变形量远远小于用铝板的变形量，在高温情况下，两者的变形量相差较小，且都在设计要求的变化范围内；结论：衬板选用不锈钢板也可以减小石材蜂窝板的整体变形。5、提出方案并确定最佳方案5.3试验方法论证元素的变形特征不同规格蜂窝芯、不同厚度、不用元素组合的石材蜂窝试验样板变形量的测量中建三局第二建设工程有限责任公司

试验方案三，四块样块：序号石材蜂窝铝板规格检测工具检验值（mm）试验温度11900×700×201500mm钢靠尺0.5正面62℃，背面64℃21900×700×201500mm钢靠尺1.5正面65℃，背面67℃31900×700×351500mm钢靠尺0.13正面75℃，背面78℃41900×700×351500mm钢靠尺0.6正面77℃，背面80℃5、提出方案并确定最佳方案5.3试验方法论证元素的变形特征数据分析：从表中数据可以看出，四组样块变形量均在2/1000以内，且当石材蜂窝板厚相同时，单个蜂窝芯面积越小，变形量越小；当单个蜂窝芯面积相同时，石材蜂窝板越厚，变形量越小。结论：我们可以通过减小蜂窝芯面积和加大铝蜂窝板厚度来减小石材蜂窝铝板的整体变形。样块1：选用3mm×3mm蜂窝芯，石材蜂窝板厚20mm样块2：选用6mm×6mm蜂窝芯，石材蜂窝板厚20mm样块3：选用6mm×6mm蜂窝芯，石材蜂窝板厚35mm样块4：选用3mm×3mm蜂窝芯，石材蜂窝板厚35mm试验方案二数据分析中建三局第二建设工程有限责任公司5、提出方案并确定最佳方案5.4L型矩阵分析图分析试验

通过试验数据的分析，我们得出了一系列的结论，将各组合元素对温度变形的特征用L型矩阵分析如下图：L型矩阵分析图中建三局第二建设工程有限责任公司5、提出方案并确定最佳方案5.5试验结论及提出组合方案

从上述L型矩阵分析图可以看出，增加加强肋、加大铝蜂窝板厚度等均能减小超薄型石材蜂窝板的整体变形，采取哪种方法或哪几种方法组合能达到最终目的？本小组成员根据目前施工外幕墙情况，查阅大量有关资料，结合施工经验，提出了两种参考方案。方案A:5mm石材＋1mm铝板+28mm铝蜂窝芯+1mm铝板，铝蜂窝芯规格采用6mm×6mm，铝蜂窝板后增加加强肋。方案B：5mm石材＋

1mm不锈钢板＋13mm铝蜂窝芯＋1mm不锈钢板，铝蜂窝芯规格采用3mm×3mm。中建三局第二建设工程有限责任公司5、提出方案并确定最佳方案5.5试验结论及提出组合方案

针对两个组合方案，2008年5月11日何纯涛组织QC小组成员对方案A、B进行评价。方案组合经济性难易度工期变形量影响程度A1mm厚铝板+28mm厚蜂窝芯+1mm厚铝板，铝蜂窝芯规格采用6mm×6mm，铝蜂窝板后增加加强肋。增加成本低加工制作简便保证工期可控B1mm不锈钢板＋13mm铝蜂窝芯＋1mm不锈钢板，铝蜂窝芯规格采用3mm×3mm。增加成本高(暂估173万)加工制作困难拖延工期(约20天)可控通过理论分析方法，QC小组提出：采用方案A组合。小组讨论中建三局第二建设工程有限责任公司5、提出方案并确定最佳方案5.6专家论证考虑环境保护部的特殊背景，2008年5月12日项目部以书面文件报送QC小组关于外幕墙超薄型石材蜂窝铝板组合方案A、B的意见。2008年5月26日业主单位组织权威专家进行评估，请国家建筑材料测试中心、意大利方等幕墙专家组成的专家团论证，再次确定了组合意见。专家论证会议签到及论证掠影中建三局第二建设工程有限责任公司5、提出方案并确定最佳方案5.6专家论证专家团论证会议记录根据实验结果并综合考虑造价、构造因素，建议雅士白石材（5mm)后面选用的蜂窝板为：1mm铝板＋28mm铝蜂窝芯＋1mm铝板；白洞石（5mm）后面选用的蜂窝板为：1mm不锈钢板＋13mm铝蜂窝芯＋1mm不锈钢板；根据实验结果建议石材复合胶使用改性增韧环氧树脂，使不同材料变形有缓冲。超薄型石材蜂窝复合板是两种以上材料组成的，由于各种材料的热膨胀系数不同，产生翘曲变形是不可避免的。中建三局第二建设工程有限责任公司5、提出方案并确定最佳方案5.7确定最佳组合方案

结合幕墙专家的论证意见及考虑构造、成本等因素,确定最佳组合方案:

确定最佳组合方案为方案A组合,即：雅士白石材/白洞石（5mm厚）复合1mm厚铝板+28mm厚蜂窝芯+1mm厚铝板，铝蜂窝芯规格采用6mm×6mm，并增加加强肋。中建三局第二建设工程有限责任公司6、制定对策6.1石材蜂窝铝板施工流程背栓挂件雅士白石材干挂安装清理石材蜂窝铝材安装

背栓挂件的安装

淋水试验铝塑板注胶

铝塑板面材安装

铝塑板龙骨安装

横梁安装

立柱安装

角钢连接件安装

测量放线及预埋

组合质量监控中建三局第二建设工程有限责任公司6、制定对策6.2施工主要步骤

针对本工程超薄型石材蜂窝铝板施工的工艺流程，小组成员根据工程本身特点及参照《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001进行认真分析，得出了在施工过程中可能影响施工质量的主要工作步骤：1测量放线及预埋施工2连接码件施工3超薄型石材蜂窝铝板组合质量4超薄型石材蜂窝铝板安装

QC小组成员针对这4项主要工作步骤，通过查阅资料及认真讨论，制定了相应的质量控制对策表。中建三局第二建设工程有限责任公司6、制定对策6.3质量控制对策表序号主要步骤目标措施地点完成时间负责人1测量放线及预埋件施工埋件位置标高的偏差＜10mm，位置的偏差＜10mm。立柱标高偏差≤3mm，轴线前后偏差≤2mm，左右偏差≤3mm,横梁相邻两根的水平标高偏差≤1mm。测量仪器进场前送实验室校验、同时对土建基准点进行检测，通过考试从持证的测量人员中择优选用。现场2008年5月29日李云陈启年邓建2连接码件施工连接码件固定到位，挂件角度允许向上倾斜不大于2度，不准向下倾斜。加强对工人的三级技术交底，同时加强施工过程的监测。现场2008年6月17日何纯涛姜红卿吕伟才3石材蜂窝铝板组合质量进场蜂窝铝板允许偏差：上沿平直度≤2mm，立面垂直度≤3mm。定期组织对厂家加工制作期间进行质量检查并加强对石材进场材料验收。现场2008年6月20日卢广威邓建姜红卿4石材蜂窝铝板安装石材蜂窝板安装平整度允许偏差：≤2mm，安装后左右、上下的偏差不应大于1.5mm。施工操作具体对工人做好技术交底。加强对石材蜂窝铝板挂件安装及挂件安装后尺寸检查。现场2008年7月19日左灿姜红卿何纯涛超薄型石材蜂窝铝板施工质量控制对策表中建三局第二建设工程有限责任公司7、对策实施7.1测量放线及预埋施工

实施一：测量仪器进场前送实验室校验、同时对土建基准点进行检测，并通过考试从持证的测量人员中择优选用。1、测量放线工依据基准点线和水准点，用全站仪在底楼放出外控制线，用激光垂直仪，将控制点引至标准层顶层进行定位。2、依据外控制线以及水平标高点，定出幕墙安装控制线。（报质检员检验合格后做好验收记录，报监理验收，验收合格后进行下道工序施工。）基准点定位测量图

垂直控制点测量图中建三局第二建设工程有限责任公司7、对策实施7.1测量放线及预埋施工序号123456789101112131415规范要求标高偏差≤10mm，位置偏差≤10mm。实测偏差（mm）标高422681138334125位置5836510352947347结论√√√√√√√√√√√√√√√实施结果：2008年5月28日陈启年负责抽查现场实测实量，每层均选取15个点进行检测，下表为6层埋件偏差统计表，埋件位置标高的偏差均≤10mm，位置的偏差均≤10mm。(据统计，9层135个点中，有4个点偏差超出规范要求范围并已纠正。)6层预埋件埋设偏差统计表中建三局第二建设工程有限责任公司7、对策实施7.1测量放线及预埋施工立柱安装偏差统计表序号12345678910规范要求标高偏差≤3mm，轴线前后偏差≤2mm，左右偏差≤3mm。实测偏差（mm）标高偏差2.11.01.2070.41.52.31.41.80.8前后偏差1.21.90.31.41.70.50.91.00.51.1左右偏差2.32.01.40.71.61.11.40.61.32.1结论√√√√√√√√√√横梁安装偏差统计表序号12345678910规范要求相邻两根横梁的水平标高偏差≤1mm。实测水平标高偏差（mm）0.50.30.70.10.20.50.30.71.00.4结论√√√√√√√√√√

实施结果：2008年5月28日陈启年负责现场实测实量，针对立柱、横梁施工质量，我们分别选取了10个点进行检查，检查结果如下表，所有立柱标高偏差≤3mm，轴线前后偏差≤2mm，左右偏差≤3mm,横梁相邻两根的水平标高偏差≤1mm。中建三局第二建设工程有限责任公司7、对策实施7.2连接码件施工

实施二：连接码件施工加强对工人的技术交底。对施工班组做好技术交底，且在现场显眼处张挂施工作业指导书，用以指导工人的施工。每个连接件的固定时均按经纬仪校正点放通线定位。

实施结果：2008年6月17日吕伟才负责对工人施工的挂件进行检查，所有背栓连接码件安装固定牢固、向上倾斜≯2度，无向下倾斜。进行挂线、校核位置序号12345678910规范要求连接码件固定到位，挂件角度允许向上倾斜不大于2度，不准向下倾斜。实测偏差角度（单位：°）1.10.40.81.70.21.30.51.40.30.6结论√√√√√√√√√√连接码件施工检查统计表中建三局第二建设工程有限责任公司7、对策实施7.3组合质量监督及验收

实施三：加强对超薄型石材蜂窝铝板组合质量的监督及验收。小组成员编组定期组织对厂家加工制作期间的半成品加工质量进行抽查。石材蜂窝铝板进场后，由小组材料员卢广威负责进行全检,要求对其上沿平直度和立面垂直度进行检查，并看石材表面是否有裂纹等，不合格的石材蜂窝铝板需清退出场。并检查石材的产品检验报告，看其背栓挂件的拉拔力是否达到设计要求,不合格品亦一律退场。石材铝蜂窝板安装前先精心挑选中建三局第二建设工程有限责任公司7、对策实施检验批项次12345678规范要求石材蜂窝板上沿平直度≤2mm，立面垂直度≤3mm。实测检验批最大偏差（mm）上沿平直度1.02.01.21.51.91.51.41.7立面垂直度2.51.80.91.41.42.41.32.1背栓拉拔力检验报告全部合格结论√√√√√√√√实施结果：为形成良好监督机制,2008年6月20日姜红卿负责对已验进场材料再做一次抽查，对石材进行抽样检查，共检查了8个检验批，抽查结果统计见下表。通过质检员再次严格把关，所有进场的石材蜂窝铝板平整度及垂直度均符合参照规范要求。石材进场检查统计表7.3组合质量监督及验收

中建三局第二建设工程有限责任公司7、对策实施7.4石材蜂窝铝板安装

实施四：施工操作具体对工人做好技术交底。加强对石材蜂窝铝板挂件安装及挂件安装后尺寸检查。安装依据板片编号进行安装，石材打孔，孔中心距石材边开孔尺寸要符合加工图及规范要求，每块石板上下边各开两个孔位。石材蜂窝铝板安装的调平：在安装过程中，有一块板材四个角不在同一平面，往往会造成一块石材安装不在同一平面上，此时应利用公差法进行调整。若三个角与相邻板在一平面，其中一个角凹入1mm，则整个板向外调0.5mm。

孔位、孔径检查挂件安装后尺寸检查中建三局第二建设工程有限责任公司7、对策实施7.4石材蜂窝铝板安装序号12345678910规范要求见上表实测偏差（mm）平面度1.01.11.40.71.41.62.00.40.81.2竖缝直线度1.51.00.41.11.31.21.50.61.10.7横缝直线度0.50.81.50.71.70.61.61.21.00.8缝宽度1.10.5-0.7-1.20.301.2-0.6-1.2-0.7接缝高低差0.30.200.20.50.40.30.10.50.3结论√√√√√√√√√√

实施结果：2008年7月19日姜红卿负责根据参照的幕墙规范要求对石材安装质量进行检查，共抽取了5组，每组10个点，检查结果如右表所示。石材蜂窝铝板安装平整度、直线度及缝宽度均符合参照规范要求。项目规范允许偏差（mm）检查方法竖缝及墙面垂直度（幕墙高度30﹤H≦60m）≦10激光经纬仪或经纬仪幕墙平面度≦2.02m靠尺、钢板尺竖缝直线度≦2.52m靠尺、钢板尺横缝直线度≦2.02m靠尺、钢板尺缝宽度±1.5卡尺两相邻面板之间接缝高低差≦0.5深度尺幕墙安装规范要求允许偏差中建三局第二建设工程有限责任公司8、活动效果

2008年8月7日何纯涛组织对西立面超薄型石材蜂窝铝板安装抽查，经检验石材蜂窝铝板整体变形在设计允许范围内（即2mm/1000mm）得到监理、管理公司及业主的一致好评。8.1石材蜂窝铝板过程施工质量验收

项次控制项目规范要求检测点数最大误差合格数合格率1竖缝、墙面垂直度≤10mm1010mm10100％2幕墙表面平整度≤2mm101.5mm10100%3竖向板材直线度≤2.5mm101.5mm10100％4阳角方正≤2mm201.0mm20100%5相邻两竖向板材间距尺寸±1.5mm301.0mm30100%6接缝高低差≤0.5mm200.5mm20100％中建三局第二建设工程有限责任公司8、活动效果

经过四个月的考验，2008年12月19日何纯涛组织对整个立面超薄型石材蜂窝铝板外观检测进行抽查，经检验石材蜂窝铝板整体变形在设计允许范围内（即2mm/1000mm）。8.2石材蜂窝铝板整体施工质量验收

项次控制项目规范要求检测点数最大误差合格数合格率1竖缝、墙面垂直度≤10mm3010mm30100％2幕墙表面平整度≤2mm402.5mm3895%3竖向板材直线度≤2.5mm302mm30100％4阳角方正≤2mm301.0mm30100%5相邻两竖向板材间距尺寸±1.5mm301.2mm30100%6接缝高低差≤0.5mm350.5mm35100％中建三局第二建设工程