背栓式疊型干掛石材幕墻的施工工藝與質(zhì)量控制

張旺春， 楊秀美

(1.濰坊科技學(xué)院 建筑工程學(xué)院， 山東 壽光 262700； 2.壽光市建筑工程管理處， 山東 壽光 262700)

石材幕墻是由飾面石材和主體結(jié)構(gòu)形成的一種建筑外裝飾結(jié)構(gòu)，以其自然、高貴、質(zhì)樸、厚重、典雅的風(fēng)格特點(diǎn)，賦予了現(xiàn)代建筑時(shí)代感和藝術(shù)感.根據(jù)施工工藝的不同，分為干掛石材幕墻和濕掛石材幕墻兩類.干掛石材幕墻施工可以不受環(huán)境控制，濕作業(yè)少，施工效率高，建筑物自重輕，同時(shí)克服了水泥砂漿粘結(jié)劑對(duì)石材滲透的弊病，是目前常采用的方式.背栓式連接石材干掛工藝是通過雙切面抗振型后切錨栓、連接件將石材與骨架連接的一種石材幕墻固定方法，在安全性、耐久性、維修更換、外觀等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)[1]，不受主體結(jié)構(gòu)較大位移或溫差的影響,板材內(nèi)部也不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力，是目前較先進(jìn)的石材干掛工藝，但是還不能有效解決脆性石材板材與硬性金屬錨栓直接連接而帶來的因熱脹冷縮所造成的飾面板慢性破壞問題.而背栓式疊型石材幕墻(又稱疊瓦式)干掛工藝可以解決此類問題，實(shí)現(xiàn)單塊石材獨(dú)立更換，并且在節(jié)省工期、節(jié)能降耗、提高幕墻使用年限上效果更好.

1 背栓式連接疊型干掛石材幕墻工藝原理

背栓式干掛法是在石材的背部鉆孔，用錨栓連接，與墻體上金屬支架組成的龍骨連接固定的一種石材干掛工藝.背栓式連接疊型石材幕墻干掛技術(shù)是在背栓式干掛的基礎(chǔ)上，通過對(duì)連接骨架的改進(jìn)而形成的一種外墻干掛方法.此工藝采用疊狀開放式做法，通過橫梁的定角度傾斜，上下石材板塊通過上壓下的疊加微量?jī)A斜方式排列，實(shí)現(xiàn)背栓式外墻連接的單塊斜掛，使大量雨水不會(huì)逆流進(jìn)入幕墻內(nèi)部，同時(shí)增加了石材幕墻整體的層次感和美感，外觀給人以似讀“萬卷書”的視覺沖擊力，具有濃厚的文化氛圍.

2 背栓式連接疊型干掛石材幕墻工藝特點(diǎn)及流程

2.1 工藝特點(diǎn)及工藝流程

由于板材之間的相互疊掛，使背栓式連接疊型石材幕墻具有了良好的層間防水性能；板材之間獨(dú)立受力、獨(dú)立安裝，各個(gè)掛件均承載石材重量，破裂后石材不易脫落且易于獨(dú)立更換，無需搬動(dòng)其它板材；工廠化施工程度高、板材上墻后調(diào)整工作量少，提高了施工安全性及成品保護(hù)率，有效地利用了機(jī)械化施工，優(yōu)化了施工工藝，降低了施工強(qiáng)度，同時(shí)施工安裝也不受氣候影響，而且能夠有效地控制單塊石材的傾斜度.工藝流程如圖1所示.

2.2 工藝操作要點(diǎn)

2.2.1 施工準(zhǔn)備

主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且不低于C25，后置固件現(xiàn)場(chǎng)抗拉拔試驗(yàn)必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求.安裝前須進(jìn)行石材的平面變形性、氣密性、水密性、抗風(fēng)壓性能試驗(yàn)；根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算出石材的傾斜度[2].

2.2.2 測(cè)量放線

使用高精度測(cè)量?jī)x準(zhǔn)確確定幕墻框架的位置，以土建施工單位提供的基準(zhǔn)中心線、水平線進(jìn)行復(fù)測(cè)無誤后放鋼線，定出幕墻基準(zhǔn)線(主要是立柱和橫梁標(biāo)高的定位)，將立柱和橫梁的標(biāo)高控制線標(biāo)在結(jié)構(gòu)外表面上[2].

放線時(shí)，要結(jié)合土建的結(jié)構(gòu)偏差，將偏差分解，并防止誤差積累.

2.2.3 立柱與橫梁的加工安裝

檢查施工放線是否準(zhǔn)確，然后按照放線尺寸進(jìn)行下料.先安裝兩端立柱，安裝完畢，拉通線定出中間立柱位置，然后再依次確定其余立柱，并與確定的基準(zhǔn)線校核無誤后，將立柱焊接定位或用螺栓連接定位.將橫梁的控制線用水平尺引測(cè)到立柱上，用角度控制器在兩端立柱標(biāo)出橫梁的傾斜角度，將橫梁連接件按傾斜角度用螺栓緊固在立柱上，然后四周滿焊，焊接時(shí)采用對(duì)焊，以減少焊接變形，焊縫質(zhì)量要符合要求，焊接完畢進(jìn)行防銹處理[3].

安裝時(shí)保證每一疊層的上部橫梁連接件與立柱外部齊平，下部的橫梁連接件根據(jù)板材傾斜度外伸一定長(zhǎng)度；每一疊掛層的上橫梁和下橫梁處拉水平鋼絲控制線，以確保安裝完畢的橫梁處于同一傾斜面上.

2.2.4 石材板塊的加工、安裝

首先對(duì)石材的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，合格后將石材板塊編號(hào).采用專用石材打孔機(jī)進(jìn)行石材打孔和拓孔，孔洞清理完畢后安裝錨栓和連接件，鉆孔的尺寸要符合錨栓規(guī)格，允許偏差符合相關(guān)要求.采用旋入式錨栓，錨栓緊固完成后，進(jìn)行組件的抗拉拔試驗(yàn).板材安裝前，根據(jù)結(jié)構(gòu)軸線核定結(jié)構(gòu)外表面與干掛石材外露面之間的尺寸后，在裝飾面自上而下拉三根垂直鋼絲線，以控制裝飾石材的疊掛外部在同一垂直線上，根據(jù)垂直線在每一疊掛層確定好上端和下端水平線以及幕墻的豎向通縫線，以確保安裝完畢的幕墻處于同一水平面上.安裝石材之前，先把鋁合金正反扣掛件的一半用M6×30不銹鋼六角螺栓組固定在角鋼橫梁上，螺栓與掛件接觸面加彈簧墊片，調(diào)整掛件的位置，使掛件的凹槽與將要安裝的石材面相垂直，然后按照“自下而上，從左至右”的順序，將安裝完錨栓和連接件的石材掛在與橫梁連接的掛件上，調(diào)試與橫梁連接的連接件，使各掛件受力均勻，上下端部緊貼控制線，背栓與石材垂直，然后緊固上部掛件，依次安裝完所有石材.

在安裝過程中隨時(shí)進(jìn)行誤差的消除，以免造成誤差積累.疊掛板材之間的縫隙為12mm，疊掛寬度為40mm.

2.2.5 注膠

采用硅酮耐候密封膠進(jìn)行密封.按拆腳手架的要求分層嵌膠，豎向嵌縫需內(nèi)凹4mm，橫向嵌縫需內(nèi)凹10mm，背后襯膠條，然后用甲苯清掃密封面.為保證清掃效果，應(yīng)避免使用污染的紗布，注意不要讓溶液散發(fā)到接縫之外，溶劑蒸發(fā)后的痕跡也得擦拭干凈,保持密封面干燥.為防止使用密封材料時(shí)污染裝飾面，并保證密封膠縫與面材交界線平直，應(yīng)貼好平直的紙膠帶.注膠前用刮板填裝泡沫棒，保證膠縫的厚度和均勻性，選用的泡沫棒直徑要略大于膠縫寬度.注膠要均勻、密實(shí)、飽滿，邊打膠邊用專用工具勾縫，使膠縫成型，呈微弧凹面，打膠完成后除去紙膠帶[4].

在大風(fēng)和大雨時(shí)不允許注膠，不得有漏膠污染的墻面.若墻面沾有膠液，要立即擦去，并用清潔劑及時(shí)清洗.

2.2.6 清掃

整個(gè)立面的掛板安裝完畢，必須將掛板清理干凈，并經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格后方可拆除腳手架.拆腳手架時(shí)，要將石材遮蔽，避免碰撞墻面.完工后需要更換有缺陷、斷裂或損傷的石料.更換工作完成后，用干凈水或硬毛刷對(duì)所有石材表面進(jìn)行清洗.

在清洗過程中，不能使用鋼絲刷、金屬刮削器，同時(shí)要保護(hù)相鄰表面免受損傷.

3 背栓式連接疊型干掛石材幕墻施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 預(yù)埋件及節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量控制

3.1.1 預(yù)埋件與幕墻連接的檢驗(yàn)

對(duì)預(yù)埋件與幕墻連接節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行手動(dòng)檢查，用分度值為1mm的鋼直尺檢查焊縫尺寸和位置偏差.連接件、絕緣片、緊固件的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求.連接件與立柱應(yīng)安裝牢固，螺栓應(yīng)有彈簧墊片等防脫落措施.連接件的可調(diào)節(jié)物應(yīng)用螺栓牢固連接，并有防滑動(dòng)措施[5].預(yù)埋件、連接件表面防腐應(yīng)完整、不破損.

3.1.2 錨栓連接的檢驗(yàn)

檢驗(yàn)打孔深度和錨栓埋設(shè)質(zhì)量，委托專業(yè)檢測(cè)單位對(duì)錨栓錨固性能進(jìn)行拉拔檢測(cè).錨栓的類型、規(guī)格、數(shù)量、布置位置和錨固深度必須符合設(shè)計(jì)規(guī)定，錨栓的埋設(shè)應(yīng)牢固、可靠.

3.1.3 立柱、橫梁連接件連接的檢驗(yàn)

在立柱處觀察檢查，用分辨率為0.05mm的游標(biāo)卡尺和分度值為1mm的鋼直尺測(cè)量芯管長(zhǎng)度和空隙間距，用角度測(cè)量?jī)x測(cè)量橫梁連接件的傾斜角度.芯管的材質(zhì)、規(guī)格應(yīng)符合要求，芯管插入上下立柱的長(zhǎng)度不得小于200mm，上下兩立柱間隙不應(yīng)小于10mm.橫梁連接件的傾斜角度符合設(shè)計(jì)要求[6].

3.1.4 金屬框架與連接件表面質(zhì)量的檢驗(yàn)

金屬框架和連接件表面油漆完好，劃痕、擦傷程度符合要求，電焊焊渣應(yīng)清除干凈，防腐油漆涂刷到位.

3.1.5 預(yù)埋件、連接件支柱和橫梁表面質(zhì)量的檢驗(yàn)

型材表面的保護(hù)膜未損壞、不得有劃擦傷，不得有電焊濺落的痕跡，焊接部位防腐油漆補(bǔ)刷要到位[7].

3.2 主要構(gòu)件與板材的安裝檢驗(yàn)

幕墻所用的構(gòu)件材料必須經(jīng)檢驗(yàn)合格方可安裝.幕墻安裝前應(yīng)對(duì)石材的彎曲強(qiáng)度、石材用密封膠的污染性進(jìn)行復(fù)檢，安裝質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行抽樣檢查，防火防雷措施要符合要求.

幕墻構(gòu)件、板材的安裝質(zhì)量及允許偏差應(yīng)符合文獻(xiàn)[8]的各項(xiàng)規(guī)定.

4 應(yīng)用案例

壽光市文化中心工程建筑面積42 180m2，外墻東、北兩面設(shè)計(jì)采用了背栓式連接疊型石材幕墻干掛技術(shù)，幕墻高度為26.95m，石材面積為2700m2，石材有1270×590、1266×590、805×590等幾種規(guī)格，每個(gè)裝飾面均為梯形結(jié)構(gòu)(幕墻節(jié)點(diǎn)效果圖見圖2).此技術(shù)的應(yīng)用，使疊型石材幕墻的外觀層次感強(qiáng)，提高了幕墻的抗震性能和疊掛層間的防水性能，同時(shí)工廠化施工程度高、板材上墻后調(diào)整工作量少，施工安全性和成品保護(hù)率得到提高，也降低了施工強(qiáng)度，提高了施工效率.與傳統(tǒng)的干掛法施工相比，該工程節(jié)省工期15d.而由于石材能夠單塊更換，安裝不受次序影響，施工作業(yè)連續(xù)，后期維修費(fèi)用降低，也有效節(jié)約了建設(shè)成本.

5 結(jié)束語

背栓式連接疊型干掛石材幕墻是建筑外飾面的一種突破，最明顯的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、環(huán)保，但技術(shù)的應(yīng)用還需要相應(yīng)的施工工法和技術(shù)規(guī)范來指導(dǎo).同時(shí)需進(jìn)一步細(xì)化國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從設(shè)計(jì)、選材、施工、監(jiān)管以及工人操作等環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理，避免由于質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)或不規(guī)范操作等帶來的安全隱患.并且應(yīng)從具體工程的實(shí)際出發(fā)，進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與改進(jìn)，解決技術(shù)難點(diǎn)，制定切實(shí)可行的施工方案，方能有效地將該技術(shù)進(jìn)行推廣應(yīng)用，提高幕墻裝飾工程質(zhì)量.

[1]蔣錦松.背栓式干掛石材幕墻施工方法[J].上海建設(shè)科技,2010(4):54-56.

[2]魏金明.背栓式干掛技術(shù)在石材外墻施工中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā),2007,34(12):37-38.

[3]吳尉.石材幕墻連接技術(shù)[J].施工技術(shù),2010(s1):547-551.

[4]李碧泉.干掛石材幕墻工程的施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].建材發(fā)展導(dǎo)向,2011,9(4):239.

[5]吳敏.石材幕墻干掛施工技術(shù)與質(zhì)量控制措施[J].福建建材,2011(3):49-50.

[6]周民權(quán).淺談石材幕墻的質(zhì)量控制[J].浙江建筑,2003(4):40-41.

[7]吳頌榮.石材幕墻施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].石材,2002(5):30-31.

[8]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ133-2001金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.