背栓式錨固干掛石材幕墻施工技術(shù)

孫晟

（中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州215131）

1 工程概況

連云港新建婦幼保健中心項(xiàng)目位于連云港市海州開發(fā)區(qū)秦東門大街與郁洲南路路口。 工程總建筑面積93 000 m2，主體為框剪結(jié)構(gòu)，主樓19 層，裙樓4 層。 中億豐公司全面負(fù)責(zé)外幕墻工程的施工。 幕墻工程總造價(jià)約6 000 萬元，其中石材幕墻面積約25 000 m2。

本工程為連云港市重點(diǎn)民生工程， 工程質(zhì)量要求高，工期較緊。 石材幕墻大量與玻璃幕墻、鋁合金窗等交界，存在大面積的石材吊頂板，為本工程施工質(zhì)量安全控制重點(diǎn)。 主樓為高層建筑，屋面最高處標(biāo)高83.5 m，且連云港市地處沿海地區(qū)，年平均風(fēng)力較大，臺(tái)風(fēng)發(fā)生率高，對(duì)高層石材幕墻安裝的質(zhì)量及安全要求較高。 結(jié)合項(xiàng)目工期需要，要求石材幕墻安裝簡(jiǎn)便快捷， 盡量多采用工廠定制工藝，減少現(xiàn)場(chǎng)加工。 本工程采用背栓式錨固干掛石材幕墻系統(tǒng)。

2 背栓式錨固干掛石材幕墻系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

本工程石板幕墻系統(tǒng)采用雙切面抗震型背栓件固定石材。石材面板在石材加工廠內(nèi)以柱錐鉆頭及車床等專用設(shè)備， 按排版圖確定背栓件位置，在石材背面鉆孔，并在底部擴(kuò)孔，確保鉆孔深度和尺寸。背栓件裝入擴(kuò)孔后，進(jìn)行扭矩?cái)U(kuò)壓，使擴(kuò)壓環(huán)底張開契合孔底，與石材孔緊密結(jié)合。 背栓件通過鋁合金轉(zhuǎn)接件將石板安裝到鋼龍骨上，構(gòu)成了完整的石板幕墻系統(tǒng)。

2.1 板塊受力狀態(tài)合理

雙切面抗震型背栓系統(tǒng)通過有限元選擇支撐點(diǎn)，支撐點(diǎn)在柔性錨固和內(nèi)大外小圓孔受力的作用下， 使石材板塊在均勻載荷作用下產(chǎn)生的彎矩較小，因此可選擇較為輕薄的石材，可在任何高度的建筑物上使用。 相較而言，背槽式和短槽式干掛安裝時(shí)均需在石材板塊上開槽，由于開槽會(huì)產(chǎn)生槽的底部與端部應(yīng)力集中， 槽開的越長(zhǎng)應(yīng)力集中越明顯，石材板塊容易在切槽處產(chǎn)生應(yīng)力破壞，且開槽處環(huán)氧樹脂干掛膠體長(zhǎng)期受力，其安全性大大低于背栓式干掛。 對(duì)比可知，背栓式錨固干掛石材幕墻系統(tǒng)更適合在高層建筑石材幕墻上使用（圖1）。

圖1 背栓式錨固干掛石材幕墻系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)

2.2 幕墻整體抗變形性好

當(dāng)?shù)卣鸷团_(tái)風(fēng)發(fā)生時(shí)， 建筑物會(huì)發(fā)生變形，因此要求石材幕墻板塊在震動(dòng)影響下有微量位移能力。 背栓式干掛石材幕墻板塊掛件均為獨(dú)立安裝，板塊可微量位移，能有效避免建筑物層間位移造成石材板塊間擠壓。 同時(shí)石材與背栓件、掛件與龍骨間的連接都有緩沖墊，能大幅減少震動(dòng)對(duì)石材的沖擊，抗震性能優(yōu)異。相較而言，背槽式和短槽式干掛系統(tǒng)在震動(dòng)變形影響下容易造成石材在四邊掛件處破裂或石材與石材之間的擠壓破壞， 防震性能差。

2.3 安裝工藝簡(jiǎn)便快捷

背栓式干掛系統(tǒng)石材面板開孔、安裝背栓等工作均在石材加工廠批量完成，加工快速高效、質(zhì)量可控，現(xiàn)場(chǎng)僅需對(duì)位安裝即可，施工時(shí)重點(diǎn)控制的是龍骨安裝的平整度。 相較而言，背槽式和短槽式干掛開槽一般在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，工人現(xiàn)場(chǎng)操作穩(wěn)定性較差，開槽深度和位置誤差較大，會(huì)對(duì)石材板塊強(qiáng)度帶來不利影響。

2.4 增強(qiáng)吊頂?shù)忍厥獠课话踩禂?shù)

本項(xiàng)目石材幕墻與鋁合金窗及玻璃幕墻交界處較多，存在大量的窗臺(tái)、吊頂?shù)劝鍓K受力薄弱部位。本項(xiàng)目為大型公共建筑，且主樓樓層較高，對(duì)板塊安裝安全系數(shù)要求很高。背槽式和短槽式板塊開槽后， 掛鉤上方實(shí)際受力部分板厚僅為原板厚的1/3 左右， 且存在加工偏差和安全質(zhì)量隱患問題；背栓式板塊掛點(diǎn)處錨栓膨脹擴(kuò)孔，使板塊實(shí)際受力部分板厚遠(yuǎn)大于開槽形式，受力更為合理，經(jīng)背附安全網(wǎng)后可以很好地保證吊頂石材的安全穩(wěn)固。

3 施工工藝流程

背栓式干掛石材幕墻主要施工順序?yàn)椋菏┕で捌跍?zhǔn)備→預(yù)埋件安裝→現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)放線→局部補(bǔ)后置埋件→主次龍骨加工制作→主次龍骨安裝→幕墻防火層、局部防水及防雷施工→石板板塊加工制作→石板板塊安裝。

3.1 施工前期準(zhǔn)備

施工圖紙齊全、會(huì)審?fù)瓿?，各工序?jié)點(diǎn)做法明確可行。 施工組織設(shè)計(jì)及各專項(xiàng)施工方案到位，各級(jí)技術(shù)交底齊全，工人技術(shù)及安全教育到位。

現(xiàn)場(chǎng)施工條件完善，臨時(shí)道路暢通，加工區(qū)及材料堆場(chǎng)設(shè)置到位。幕墻施工配合土建結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)外架搭設(shè)到位，外架與結(jié)構(gòu)完成面間距符合幕墻施工要求。

石材幕墻主材包括石材、龍骨鋼材、轉(zhuǎn)接鐵件、背栓件、鋁合金掛件、硅酮耐候密封膠以及不銹鋼螺絲等。 進(jìn)場(chǎng)材料驗(yàn)收程序完整，主要檢查石材的厚度、強(qiáng)度，鋼材的強(qiáng)度、鍍鋅層厚度，硅酮耐候密封膠的相容性、污染性，不銹鋼螺絲的強(qiáng)度等是否符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

3.2 預(yù)埋件安裝

預(yù)埋件安裝需緊密配合土建結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度。預(yù)埋件安裝前，應(yīng)先結(jié)合比對(duì)石材骨架排版圖及埋件圖， 檢查預(yù)埋件與骨架橫梁高度位置是否重合，如有應(yīng)盡量在設(shè)計(jì)允許條件下微調(diào)預(yù)埋件安裝高度，以避免后期骨架橫梁安裝位置被立桿轉(zhuǎn)接件影響。預(yù)埋板定位準(zhǔn)確，安裝標(biāo)高偏差及水平位置偏差需滿足規(guī)范要求。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)放線

在主體結(jié)構(gòu)已完成、幕墻龍骨安裝前，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)放線。 建筑標(biāo)高控制線、基準(zhǔn)軸線及幕墻完成面控制線均需復(fù)核并彈出。石材幕墻上所有的窗洞口， 均需按圖并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸彈出窗邊線，以確定窗邊石材主龍骨的避讓位置。 復(fù)測(cè)完成后在結(jié)構(gòu)立面上彈出所有主龍骨的中線，并拉出骨架完成面控制線。 主龍骨中線確定后，檢查現(xiàn)場(chǎng)預(yù)埋件是否有偏位情況， 如有個(gè)別偏位則補(bǔ)后置埋件，如整列偏位則考慮調(diào)整立桿位置，調(diào)整時(shí)需注意盡量不影響石材背栓點(diǎn)位置。

3.4 局部補(bǔ)后置埋件

3.4.1 鉆孔及清理

根據(jù)定位軸線確定需要后置埋件的位置。用電錘鉆出深約130 mm、直徑為18 mm 的圓孔，再用專用毛刷掏清鉆孔時(shí)產(chǎn)生的混凝土碎塊，并用專用吹風(fēng)機(jī)把鉆孔內(nèi)的混凝土屑吹干凈。打孔時(shí)盡量避開結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，確實(shí)無法避開的，該孔不放錨栓，采取在鐵板旁邊加固措施。

3.4.2 安放化學(xué)錨栓

檢查準(zhǔn)備使用的化學(xué)藥劑是否有管體破損現(xiàn)象，如有則不得使用。 將藥劑推進(jìn)清理干凈的鉆孔內(nèi)，取出螺栓固定在鉆頭上，將螺栓旋轉(zhuǎn)插入到鉆孔內(nèi)使化學(xué)藥劑玻璃管破碎； 螺栓在鉆孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)3~5 s 使化學(xué)藥劑攪拌均勻，打入設(shè)計(jì)要求深度即可；待螺桿達(dá)到指定深度后，即可安裝后置埋板。

3.4.3 安裝后置埋板

后置鐵板安裝時(shí)， 應(yīng)根據(jù)圖紙的尺寸要求，對(duì)鐵板的三維方向尺寸進(jìn)行復(fù)核， 在復(fù)核無誤后，螺桿套上墊片及螺母用扳手?jǐn)Q緊固定。

3.5 主次龍骨加工制作

現(xiàn)場(chǎng)復(fù)測(cè)定位完成后， 即可開始主次龍骨的加工制作。主龍骨按樓層高度斷料，按立桿轉(zhuǎn)接件位置開長(zhǎng)型對(duì)穿孔并安裝好轉(zhuǎn)接件。 同時(shí)按次龍骨排布位置開圓形對(duì)穿孔，并安裝好橫梁轉(zhuǎn)接件。次龍骨按立桿分格間距定尺斷料，先在兩端開轉(zhuǎn)接件長(zhǎng)型孔，再按石材板塊背栓件位置開背栓轉(zhuǎn)接件長(zhǎng)型孔。 需要注意的是，在陰陽轉(zhuǎn)角和門窗洞口等位置，考慮到立桿布置已偏位， 背栓轉(zhuǎn)接件孔亦需按實(shí)際偏位開孔。 石材幕墻龍骨加工長(zhǎng)度及孔位布置見圖2。

圖2 石材幕墻龍骨加工長(zhǎng)度及孔位布置

3.6 主次龍骨安裝

根據(jù)石材幕墻立桿中線及骨架完成面控制線確定主龍骨的安裝位置， 初步吊裝完成后點(diǎn)焊固定，整幅幕墻主龍骨安裝完成后吊通線調(diào)整骨架平整度并滿焊固定。 根據(jù)石材面板分格確定次龍骨安裝位置，安裝完成后吊通線調(diào)整骨架平整度并滿焊固定。 焊接部位除銹并涂刷防銹漆。

大面幕墻骨架安裝完成后，需采用水平儀檢查每行橫梁水平度。 同時(shí)，需吊線檢查每列橫梁的石材掛件孔位偏位情況。 如有誤差不滿足安裝要求的，需在石材掛件安裝前及時(shí)調(diào)整。

3.7 幕墻防火層、防水、防雷及伸縮縫處理

3.7.1 幕墻防火層

石材幕墻在樓層間需設(shè)置防火層， 采用1.5 mm鍍鋅鐵皮和防火巖棉設(shè)置防火層，防火層厚度不小于100 mm。 防火層鐵板不僅在與結(jié)構(gòu)搭接側(cè)需打防火密封膠，在與石材面板背面接觸側(cè)同樣需要打膠密封。石材面板安裝至防火層標(biāo)高處是需暫停施工，待防火層安裝到位并打膠驗(yàn)收后，方可繼續(xù)向上安裝石材。

3.7.2 幕墻防雷

防雷施工方面，按設(shè)計(jì)將整體幕墻劃分為若干防雷區(qū)， 將各區(qū)的鋼龍骨連接起來形成閉合回路，從而形成完整的等電位連接，同時(shí)將鋼龍骨和主體的防雷帶連接。

3.7.3 幕墻局部防水

幕墻防水是工程質(zhì)量控制重點(diǎn)。在幕墻女墻壓頂收口部位，增加鍍鋅披水層，返水方向?yàn)槲菝鎯?nèi)部。 在女墻下口，石材幕墻與鋁合金窗及玻璃幕墻交界處，可增設(shè)一道披水板，同時(shí)將石材幕墻骨架與下方玻璃幕墻骨架斷開處理。這樣滲漏的雨水將被披水板導(dǎo)出室外。 最后，在窗臺(tái)及壓頂?shù)绕矫嬉追e水部位，增大石材面板泛水坡度，以減少滲漏隱患。

3.7.4 幕墻伸縮縫處理

在幕墻伸縮縫部位， 設(shè)置內(nèi)外兩道變形縫，內(nèi)側(cè)設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)上， 外側(cè)設(shè)置在石材面板上，均采用風(fēng)琴鋁板及柔性橡膠成品變形縫做法，在滿足結(jié)構(gòu)伸縮變形基礎(chǔ)上保證不滲漏。

3.8 石材面板加工制作

3.8.1 普通面板加工

石材按排版圖扣縫切割并倒邊完成后，按排版及背栓位置確定背栓孔位。背栓孔位由石材板邊向內(nèi)尺寸盡量保持一致，便于車間加工及后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)分板。 確定背栓位置后在石板背面畫線定位，確定打眼位置。然后在石板背面采用臺(tái)鉆擴(kuò)出錐型孔。 石材擴(kuò)孔完成后需涂刷石材防護(hù)劑。對(duì)于窗上口吊頂?shù)炔课坏氖?，還需粘貼玻纖加強(qiáng)網(wǎng)。

3.8.2 轉(zhuǎn)角板處理

石材吊頂板與立面板采用一體化加工處理，在板塊陽角處加不銹鋼銷，并內(nèi)附小塊石材以加強(qiáng)轉(zhuǎn)角節(jié)點(diǎn)。同時(shí)在吊頂板背面內(nèi)附加強(qiáng)網(wǎng)，并以防護(hù)膠粘貼牢固。 轉(zhuǎn)角一體化處理主要應(yīng)用在吊頂與立面陽角及立面陽角等部分，可有效增強(qiáng)轉(zhuǎn)角節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度。

3.9 石材面板安裝

3.9.1 面板色差控制

整幅石材幕墻安裝前，將立面石材拆包平鋪在地面上，從遠(yuǎn)處檢查石材是否有嚴(yán)重色差、色斑或色帶。 安裝前剔除色差嚴(yán)重的板塊，可大幅減少后期返工。

3.9.2 面板安裝平整度控制

石材面板加工時(shí)采用高精確拓孔機(jī)械通過雙切面拓孔將石材厚度公差同時(shí)切除，即使石材背側(cè)的切面到正飾面的厚度為一常量。同時(shí)鋁合金掛件開模生產(chǎn)保證尺寸規(guī)格統(tǒng)一，使石材正飾面到幕墻龍骨轉(zhuǎn)接件的距離恒定， 不受石材厚度公差的影響。 因此，在鋼龍骨安裝平整度符合規(guī)范要求的條件下，調(diào)平完成面的主要控制項(xiàng)目即為調(diào)平次龍骨上的鋁合金轉(zhuǎn)接件，同一立面上的轉(zhuǎn)接件采用鉛錘和水平鋼線統(tǒng)一調(diào)平，即可保證所有上掛的石材能有很高的平整度。

3.9.3 板縫寬度控制

單塊石材安裝好后，安裝高度可由掛件上的調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)行微調(diào)，水平位置可在掛件寬度允許范圍內(nèi)左右調(diào)節(jié)，整幅石材幕墻安裝好后，統(tǒng)一對(duì)板縫進(jìn)行調(diào)平調(diào)直。在四塊板交界十字縫處放置硬質(zhì)的限位塊，保障拼角方正。

3.9.4 淋水試驗(yàn)

整幅石材幕墻完成后需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)淋水試驗(yàn)，淋水時(shí)間需滿足規(guī)范要求。 重點(diǎn)檢查部位為結(jié)構(gòu)伸縮縫、窗臺(tái)及窗側(cè)轉(zhuǎn)角部分等重點(diǎn)滲漏隱患控制區(qū)域。

4 結(jié)語

在連云港新建婦幼保健中心項(xiàng)目中，項(xiàng)目部成功地實(shí)施了背栓式干掛石材幕墻的安裝。工程在完成質(zhì)量、工期進(jìn)度等方面得到了建設(shè)、監(jiān)理等單位的好評(píng)，增強(qiáng)了企業(yè)的品牌信譽(yù)，樹立了良好的口碑，提升市場(chǎng)影響力。 本工程已申報(bào)江蘇省優(yōu)質(zhì)工程評(píng)選。