背栓式石材幕墻的施工要點及質(zhì)量控制探析

徐國強

（上?？禈I(yè)建筑裝飾工程有限公司，上海 200080）

引言

目前，大城市能耗的改善已成為各行業(yè)的重要課題，隨著人類對居住環(huán)境要求的提高，要求建筑物保溫節(jié)能已成為國家推薦規(guī)范。同時，陳舊的外觀也不適應大城市環(huán)境的需求和品位的提升，要改造外墻外觀，同時，還要綜合解決外墻外保溫、防火、防雷等功能方面的需求。背栓式連接石材幕墻與傳統(tǒng)的石材裝飾板相比的優(yōu)越性在于其技術(shù)的先進性與創(chuàng)新性，免受于石材裝飾板的限制，在大型高層建筑中廣為應用，在幕墻裝飾工藝中極具前瞻性。

1 項目概況

永新廣場裙房門面裝修工程項目，工程內(nèi)容包括永新廣場1～8F外墻石材幕墻、鋁合金門窗等。項目位于上海市黃浦區(qū)南京西路128號，坐北朝南。地處人民廣場商務區(qū)，項目建成于1996年，總建筑面積29025m2，建有22層甲級寫字樓及兩層地下停車場。結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（圖1）。

圖1 項目圖

本工程幕墻施工的全過程包括深化設(shè)計、材料采購、加工制作、工廠組裝、運輸、現(xiàn)場安裝、測試和調(diào)校（含竣工驗收所需的各種檢測、實驗）、驗收和產(chǎn)品的維護、保修服務。其中現(xiàn)場安裝階段是影響整個幕墻工程施工進度的關(guān)鍵，針對幕墻結(jié)構(gòu)特點和現(xiàn)場條件，整個幕墻工程為后埋件處理、測量放線和轉(zhuǎn)接件安裝，幕墻的安裝、清理等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量直接影響下一個環(huán)節(jié)。因此，我方隨時接受業(yè)主、監(jiān)理及總包單位的檢查。

2 背栓式石材干掛幕墻的基本原理和具體特點

2.1 背栓干掛的基本原理概述

在成孔方面，可以利用特定的機器，使用特殊的工具，在石材板的背面快速無損地切出可控制板厚的擴底孔腔，數(shù)量為四個。然后，在孔腔里配置含有柔性套管和墊片的錨栓。最后，利用連接件將錨栓和幕墻龍骨結(jié)合起來，在緩沖套墊的配合下，動荷載的耐疲勞性能明顯增強，可應用的范圍也很廣，抗震性好。有利于石材幕墻的抗剪和抗震性能的增強。

在背栓錨固方面，必須配置“抗震型”的背栓，且配有抗緩沖墊套，緩沖墊套同時具有不燃體和抗老化兩種性能，利用柔性層將背栓和板材緊密連接，達到緩沖和抗震的效果，盡可能地減少震動給板材帶來的損失。

在連接方面，將“抗震型”背栓和鋁合金掛件緊密結(jié)合，讓板材重量平攤在每一個掛件上，背栓掛件和固定龍骨上的鋁合金掛件形成了一個穩(wěn)定的干掛系統(tǒng)。

2.2 背栓干掛的具體特點概述

首先，運用了“抗震型”的背栓，同時干掛系統(tǒng)也具有很強的抗震性。

其次，背栓掛件和龍骨掛件的接觸面積比較大，連接掛件不僅強度好，而且可靠性高、相當穩(wěn)定。

再次，相較于傳統(tǒng)體系而言，板材規(guī)格和受力情況都相同時，背栓干掛系統(tǒng)的承載能力和安全性能都比較高?？拐鹦捅乘ǖ腻^栓底部不容易受正風壓的影響，現(xiàn)有的高度基本都適用，最大風壓地區(qū)更應使用抗震型的背栓。

然后，板材之間進行獨立的安裝，獨立受力，很好地避免了由于相互連接而形成的不可確定性應力積累，也不會出現(xiàn)應力集中造成板材變形或破壞的情況，使用壽命大大增強。

最后，每一塊板材都是單獨受力的，相鄰板塊之間也不傳遞任何荷載作用，板塊間留有足夠的位移變形空間，抗震性能大大增強。

3 背栓干掛的施工要點剖析

背栓指的是利用拓孔和切除公差的二個切面的金剛石鉆頭，在石材的背面切孔底部擴大孔，與此同時，在石材背部表面將多余的板厚切除，再將背栓打進孔內(nèi)，最后將固定掛件和龍骨緊密結(jié)合。具體結(jié)構(gòu)如圖2：

圖2 抗震型后切背栓

需要注意的是，大規(guī)格的石材干掛（尺寸大于1.5m×1.5m）必須運用群錨技術(shù)。群錨技術(shù)指的是：如果單個掛點和單顆錨栓沒有辦法滿足承載力的需要，就必須在單個掛點處增加錨栓。具體操作如圖3：

圖3 單掛點群錨安裝

4 背栓干掛的操作要點剖析

4.1 設(shè)計方面的要點

首先，在石材背栓孔位設(shè)計方面。一般情況下，石材孔位的設(shè)計板材長邊為1/5，短邊為1/3，孔間距離必須大于石材應力的破壞范圍。

其次，在群錨孔位設(shè)計方面，單個掛點上的的孔與孔之間的距離必須大于120度的應力破壞的范圍，并且要處在一個水平線上。拿40毫米的厚花崗巖石材來說，背栓孔深25毫米為宜，背栓孔之間的距離不能比100毫米還小。

圖4 群錨孔位設(shè)計示意圖

再次，通常情況下，石材的板縫不能小于10毫米。

最后，需要特別強調(diào)的是，必須以《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ133-2001）為依據(jù)進行龍骨體系的相關(guān)設(shè)計。

4.2 石材打孔方面的要點

首先，對石材進行了嚴格的檢查之后才可以實施鉆孔操作，通過帶水鉆孔的時候，必須實施在線檢查操作，一旦出現(xiàn)隱傷要及時解決，在線檢查是質(zhì)量檢查的重要步驟，必須確保石材是完全合格的才可以進行錨栓的安裝，除此之外，鉆孔用的機械設(shè)備必須經(jīng)過嚴格的調(diào)試運行，合格之后才能進行鉆孔操作。

然后，背栓牢固程度的增強和幕墻安全性能的提高離不開打孔技術(shù)的提升。在進行開孔操作的時候，必須嚴格按照要求來更換鉆頭，通常情況下，每打500個孔就必須更換一次鉆頭。除此之外，已經(jīng)打好的孔的孔徑、孔深及擴孔質(zhì)量也必須進行專業(yè)的查檢，確保每一個孔的合格性。

最后，在鉆孔深度方面，一方面不能小于15毫米，另一方面也不能大于2/3板厚。通常情況下，對進場石材背栓孔進行質(zhì)量驗收的具體內(nèi)容主要包括以下幾個部分：孔的具體位置、孔的直徑、孔的深度和擴孔質(zhì)量等。進場石材的檢查必須嚴格，不滿足質(zhì)量要求的孔的石材一律退場重新加工，確保石材質(zhì)量的合格性。

4.3 背栓安裝的施工要點簡析

在進行背栓安裝的時候，一方面要確保栓孔沒有損壞，另一方面要保證栓孔的潔凈無塵，得到兩方面的保證之后才可以將栓孔裝進背栓。除此之外，背栓孔的規(guī)格：如孔深、大小等必須和背栓的規(guī)格完全一致。拓孔之后，必須馬上進行錨栓的安裝配置，沒有及時安裝的背栓孔，要利用壓縮空氣將背栓孔內(nèi)的雜物碎屑吹凈，吹凈之后立馬安裝。與此同時，進行背栓安裝的時候，一方面必須確保石材是水平放置在平整堅硬的物體表面上的，另一方面要利用鐵錘垂直下落且通過專用套筒將背栓敲進孔內(nèi)。需要特別注意的是，背栓應該安裝進孔底，置入半孔中是絕對不行的。安裝完畢的背栓，外露絲扣長度不能少于2個螺距。背栓安裝工作完成之后，一方面必須垂直于石材的板面，不可歪斜或松動，另一方面必須做好成品保護工作，避免碰撞和摩擦。

4.4 龍骨體系的安裝要點簡析

首先，豎龍骨安裝方面。以龍骨加工圖為依據(jù)，嚴格檢查進場龍骨的各類連接孔：豎龍骨與鋼伸臂連接孔是圓孔，鋼伸臂是橫向長孔。利用不銹鋼螺栓由下到上地將豎龍骨連接在鋼伸臂上，并且要墊好方墊片，彈簧墊要壓平，螺栓也必須擰緊。上下豎龍骨之間必須利用芯筒緊密結(jié)合。每一排的豎龍骨施工完成之后，方墊片與鋼伸臂之間都必須進行防滑移焊接操作。

其次，支托件安裝方面。以豎龍骨上的支托件連接孔位置為依據(jù)，利用不銹鋼螺栓將支托件連在豎龍骨上面，暫時不需要擰緊。等橫龍骨安裝調(diào)整之后再慢慢擰緊，同時實施抗滑移焊接操作。

再次，在橫龍骨安裝方面。每一豎向分區(qū)上，最上面和最下面的兩個橫龍骨最好先安裝上，尼龍控制線必須上下都拉好，以彈在外維護墻上的橫龍骨標高線為依據(jù)，由下至上地一一安裝好。支托件與橫龍骨的連接螺栓最好是2個，同時螺栓也要擰緊，不能太松，標高與平面位置也必須準確無誤。龍骨系統(tǒng)查驗完畢之后，再進行外墻保溫板的安裝施工。

然后，在連接件安裝方面。必須利用不銹鋼螺栓將連接件固定在橫龍骨上，同時利用彈簧墊壓平。一方面必須確保上、下連接件在同一個平面位置上，另一方面也要保證連接件能夠在橫龍骨上自由地進行調(diào)整。與此同時，上連接件的立板上保有著5毫米的缺口，可以讓鋁合金掛件上的防滑移螺釘擰進缺口，提高每一塊石材的穩(wěn)定性。

最后，在防雷接地施工和防火帶施工方面。防雷接地施工方面，完成了橫龍骨和豎龍骨的安裝之后，以相關(guān)法律法規(guī)的具體要求為依據(jù)，每一層運用φ10鍍鋅鋼筋與豎龍骨進行連接操作，再與結(jié)構(gòu)柱子、框架梁上的防雷接地點焊接。防火帶施工方面，按照層間防火設(shè)計方案，防火帶具體設(shè)置在每層周圈的框架邊梁上面，并且使用了兩層2毫米的厚鍍鋅鐵皮，內(nèi)部含有100毫米厚防火棉，接縫處打上了防火膠，防火帶必須進行閉合交圈式的設(shè)計。

在石材安裝施工方面要強調(diào)的是：首先，石材安裝必須分區(qū)操作，從上到下地進行安裝。每一區(qū)的大角、拐角、分格縫都必須要掛豎向石材面控制線，大角一般會使用細鉛絲，分格縫一般會使用尼龍線；其次，必須將石材吊裝在比安裝位置高150毫米左右的地點，鋁合金上掛件和下掛件都得對準了連接件，緩緩下落，豎向板縫的寬度要控制得剛剛好。一方面要調(diào)整好上掛件的位置，另一方面也要調(diào)節(jié)好螺栓，確保石材是水平的且橫向板縫是非常均勻的。然后，手動導鏈必須牢牢掛住石材以確保施工安全性和調(diào)整便捷性，同時使用靠尺查看石材是否垂直、接縫處是否平整，一旦發(fā)現(xiàn)偏差過大的情況，就必須先將石材緩緩吊起，再使用專用的扳手去松開連接件的螺栓，重新調(diào)節(jié)連接件的具體位置。最后，必須將螺栓和防滑移螺釘牢牢擰緊，導鏈完全松開，安裝配置上一塊石材，依次進行安裝，直到每一區(qū)的操作結(jié)束。進行吊裝的過程中，需要特別注意的是，必須保護好已經(jīng)安裝妥當?shù)氖?。除此之外，進行石材安裝時，要控制好縫隙寬度和縫隙順直。盡可能地避免掛件內(nèi)尼龍條的滑落。在石材安裝完畢后，還必須手動用力里外搬石材下口,仔細查看是否出現(xiàn)錯動現(xiàn)象。

5 質(zhì)量控制與驗收的相關(guān)要點

首先，工作人員必須以相關(guān)檢驗要求為依據(jù)，在允許的偏差范圍內(nèi)，使用專業(yè)器具查驗鉆孔質(zhì)量，第一次鉆孔的時候，必須用廢舊的石材進行試鉆，換鉆頭時必須查驗和調(diào)節(jié)孔徑，每50個孔就必須查驗一次。

表1 背栓孔質(zhì)量檢驗

其次，自行檢驗已經(jīng)合格的背栓孔還必須經(jīng)過質(zhì)檢員的再度抽樣檢驗，一般情況下，一個工班內(nèi)的1000個鉆孔可以作為一個驗收批次，質(zhì)檢員可以隨機抽檢其中的百分之十。一旦出現(xiàn)合格率小于100%的情況，就必須進行復檢，復檢還不滿足要求時就必須逐個檢驗，確保每一個背栓孔都是合格的。需要重點查驗的是孔深和孔間定位精度。

再次，在產(chǎn)品標識方面，檢查滿足要求的背栓孔石材，必須馬上蓋上“合格”印章，立即插入背栓，最好開辟專用地進行存放。不滿足要求的石板材一律不可以流入下一個程序，必須對其進行不合格標識，并且盡可能地查明不合格原因。

然后，對于有不合格孔的石材，要組織專業(yè)人士進行再檢驗并提出處理辦法，一般情況下，可以改變孔位或者直接報廢。

最后，在顏色、色澤、花紋等方面，石材必須和樣板完全一致，石材表面絕對不可以存在凹坑、缺角、裂、斑痕等。

圖5 項目竣工圖

需要特別強調(diào)的是，必須以《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ133-2001）中的規(guī)定為依據(jù)，確保石材和龍骨體系的安裝質(zhì)量。6環(huán)保管理的相關(guān)注意事項

首先，龍骨加工、背栓加工可以同時進行，可以提高工作效率，節(jié)約操作時間。相較于傳統(tǒng)的開槽方法，板材背栓加工鉆孔更加快速便捷，幾乎沒有粉塵，噪聲也極小，滿足環(huán)保條文的規(guī)定。背栓干掛工序操作起來快速便捷，很容易實施更換，造型也非常漂亮。施工操作采用的是不銹鋼、熱浸鍍鋅鋼材、鋁合金等，石材也屬于體系材料，干掛體系抗腐蝕性好，抗震性強。

其次，施工現(xiàn)場配備有專業(yè)的安保人員，一旦出現(xiàn)安全問題可以第一時間解決。確保每一位員工在進入施工現(xiàn)場之前，都已經(jīng)做好了充分的準備，安全帽、安全帶等配帶齊全。

然后，材料部件必須保存在通風干燥的地點，并確保酸堿物質(zhì)遠離該地點。避免雨水滲進保存區(qū)，材料部件不能夠直接接觸地面，最好使用防水材料將底部墊高100毫米以上。

最后，必須成立一個專門管理現(xiàn)場施工環(huán)境的部門，確保施工過程完全遵守了相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定。成立專門的環(huán)保部門一方面可以有效加強對施工過程所造成的工程垃圾的控制，另一方面也可以做好現(xiàn)場交通控制，滿足附近居民的要求，讓施工過程更加順利。

7 結(jié)語

隨著現(xiàn)代建筑藝術(shù)的發(fā)展，給建筑幕墻拓展了無限遐想的空間，這不僅要滿足建筑幕墻的承載安全、功能和使用壽命，以及人們對所構(gòu)筑的生存環(huán)境的安全性、舒適性、方便性和美觀性的要求，更要考慮和解決施工和使用給生態(tài)平衡、能耗等方面造成的負面影響，這將會創(chuàng)造出人們與自然的一種和諧共存的優(yōu)美環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的嶄新局面。

[1]武濤.背栓式干掛石材幕墻施工質(zhì)量的控制.天津建設(shè)科技2013-02-28.

[2]代春義；張維鵬.背栓式石材幕墻系統(tǒng)特點及更換方法.門窗2013-05-20.