既有石材幕墻使用性能鑒定分析

徐艷華 馮功斌 苗雨順 趙宗凱

0 引言

為了解既有石材幕墻的使用性能，檢驗(yàn)人員借助登高車及無人機(jī)檢查了幕墻外觀質(zhì)量、面板安裝質(zhì)量、幕墻構(gòu)造及連接，并對(duì)危險(xiǎn)部位幕墻龍骨的力學(xué)性能進(jìn)行了校核計(jì)算。

某公共建筑于2009 年3 月建成投用，大樓裙樓4 層，高18.9m，主樓12 層，高56.9m，總建筑面積26 932m。建筑外墻主要由石材幕墻構(gòu)成，石材幕墻圍護(hù)面積約10 846m。為了解該既有石材幕墻的使用狀態(tài)，特委托具有資質(zhì)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行鑒定分析。

1 外觀檢驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)外觀檢驗(yàn)包括兩種方式：檢驗(yàn)人員目測(cè)和采用無人機(jī)進(jìn)行輔助檢查。外觀檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以下問題。

1.1 石材面板裂紋破損

面板裂紋破損分為面板掛件開槽部位裂紋破損、面板貫穿裂紋破損及面板局部裂紋破損，典型圖片見圖1～圖4。石材面板連接構(gòu)造為短槽支承，面板通過不銹鋼掛件與鋼橫梁連接。面板開槽部位由于受集中力作用，加之開槽加工誤差及掛件安裝誤差等因素影響，開槽部位易產(chǎn)生裂紋。石材面板貫穿1 裂紋及局部裂紋多是受外力撞擊作用產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)損傷。

圖1 主樓北立面5F 石材板塊掛件部位裂紋

圖2 裙樓西立面4F 挑檐倒掛石材掛件部位損壞

圖3 裙樓西立面4F 女兒墻石材面板貫穿裂紋

圖4 主樓北立面12F 挑臺(tái)石材面板損壞

上述面板裂紋破損不但破壞了石材幕墻外觀質(zhì)量，而且關(guān)系到面板安全及石材幕墻的水密性能。

1.2 密封膠功能障礙

石材幕墻膠縫部位存在耐候密封膠老化無彈性、部分膠縫出現(xiàn)裂紋及個(gè)別膠縫密封膠缺失等密封膠功能障礙現(xiàn)象。由于挑檐部位易產(chǎn)生積水，加之長期經(jīng)受風(fēng)吹日曬作用，挑檐轉(zhuǎn)角部位硅酮耐候密封膠老化、粉化缺失尤為嚴(yán)重，見圖5。幕墻底部面板與地面之間膠縫因地面出現(xiàn)沉降致使膠縫開裂，見圖6。

圖5 挑檐轉(zhuǎn)角部位膠縫老化開裂嚴(yán)重

圖6 面板底部與地面之間膠縫開裂

1.3 面板表面出現(xiàn)水斑

通過無人機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，主樓北立面12F 東側(cè)石材表面水斑污染明顯，如圖7 所示。該部位屋頂往女兒墻內(nèi)側(cè)排水坡度明顯偏?。ㄈ鐖D8 所示），不利于水流往屋頂女兒墻內(nèi)部排放，部分水流夾帶屋面部分積灰沿外墻面板淌下，灰塵附著在石材表面形成水斑。另外，水斑污染墻面上部部分面板之間膠縫未采用密封膠密封，雨水通過面板之間縫隙滲漏至石材面板內(nèi)部。面板內(nèi)側(cè)空氣流通差，滲漏的雨水長時(shí)間在面板凝聚，最終通過石材內(nèi)部的毛細(xì)孔滲出，在石材外表面形成不均勻的水斑。

圖7 主樓北立面12F 東側(cè)外墻表面出現(xiàn)水斑

圖8 主樓屋面東北轉(zhuǎn)角內(nèi)排水坡度偏小

2.安裝質(zhì)量檢驗(yàn)

安裝質(zhì)量檢驗(yàn)手段包括采用橡膠錘敲擊石材面板以及通過尺寸測(cè)量進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.1 面板之間膠縫寬度

膠縫寬度設(shè)計(jì)值為6mm，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)裙樓北立面部分面板之間膠縫寬度3mm，小于設(shè)計(jì)要求。

2.2 石材面板固定松動(dòng)

抽檢部位個(gè)別石材面板固定松動(dòng)，存在脫落風(fēng)險(xiǎn)，見圖9～10。

圖9 裙樓3F 挑檐倒掛石材固定松動(dòng)

2.3 石材幕墻收口部位

裙樓北立面石材幕墻與弧形窗底部收口部位密封措施失效（見圖11），易發(fā)生雨水滲漏。

圖11 石材幕墻收口部位密封失效

2.4 豎縫及墻面垂直度

經(jīng)抽樣檢驗(yàn)，豎縫及墻面垂直度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖10 裙樓4F 挑檐倒掛石材固定松動(dòng)

3 構(gòu)造與連接

石材幕墻面板選用25mm 厚光面(白麻與石島紅)花崗巖。石材幕墻立柱選用10#槽鋼，橫梁選用∠50x4 角鋼，鋼材表面鍍鋅防銹處理。石材面板連接構(gòu)造為短槽支承，面板通過不銹鋼掛件與鋼橫梁連接。由于石材幕墻位于主體結(jié)構(gòu)外墻外側(cè)，室內(nèi)無法檢查石材幕墻內(nèi)部。征得委托方同意后，現(xiàn)場(chǎng)拆除部分石材面板檢查幕墻內(nèi)部構(gòu)造及連接質(zhì)量。

3.1 石材面板掛件固定

檢查發(fā)現(xiàn)個(gè)別石材掛件與支撐橫梁焊接固定，與竣工圖紙要求采用不銹鋼螺栓固定方式不一致。

3.2 橫梁與立柱、立柱與主體結(jié)構(gòu)的連接

橫梁使用不銹鋼螺栓與焊接在立柱上的轉(zhuǎn)接件可靠連接（見圖12），立柱使用不銹鋼螺栓與焊接在主體預(yù)埋件上的轉(zhuǎn)接件可靠連接。

圖12 橫梁與立柱連接節(jié)點(diǎn)

3.3 立柱、橫梁鋼材截面厚度及材料表面鍍鋅層厚度

經(jīng)抽樣檢驗(yàn)，立柱、橫梁鋼材截面厚度及表面鍍鋅層厚度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)核

通過對(duì)石材幕墻原設(shè)計(jì)計(jì)算書中最危險(xiǎn)部位立柱與橫梁受力結(jié)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度及撓度校核，該危險(xiǎn)部位石材幕墻設(shè)計(jì)選用的立柱及橫梁的材料規(guī)格滿足設(shè)計(jì)要求。

5 鑒定結(jié)論及建議

5.1 依據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果及計(jì)算復(fù)核做出如下結(jié)論

（1）石材幕墻部分面板裂紋破損、部分面板表面出現(xiàn)水斑污染，石材幕墻外觀質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）部分石材面板裂紋破損，破損面板存在損壞脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）挑檐部位個(gè)別石材面板松動(dòng)明顯，存在脫落風(fēng)險(xiǎn)。

（4）面板轉(zhuǎn)角部位密封膠老化明顯，部分膠縫開裂嚴(yán)重，易發(fā)生雨水滲漏。

5.2 針對(duì)該石材幕墻的使用及維護(hù)提出如下建議

（1）石材幕墻挑檐部位個(gè)別松動(dòng)易發(fā)生脫落的面板應(yīng)采取固定或更換措施，全面檢查并及時(shí)排除其他類似隱患。密切監(jiān)控挑檐倒掛石材面板安裝是否牢固可靠，必要時(shí)采取仿石材鋁板替換存在安全隱患的石材面板。

（2）更換修復(fù)受損嚴(yán)重的石材面板，密切監(jiān)控其余受損面板裂紋發(fā)展情況。

（3）應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求改善樓頂女兒墻頂面的排水坡度，雨水應(yīng)排至女兒墻內(nèi)側(cè)樓面，以減少屋面水流污染石材外立面形成水斑。

（4）石材面板之間，尤其是面板轉(zhuǎn)角處膠縫密封膠老化開裂較為普遍，應(yīng)及時(shí)采取修復(fù)措施。