背栓式疊型干掛石材幕墻的施工工藝與質量控制

張旺春， 楊秀美

(1.濰坊科技學院 建筑工程學院， 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構形成的一種建筑外裝飾結構，以其自然、高貴、質樸、厚重、典雅的風格特點，賦予了現代建筑時代感和藝術感.根據施工工藝的不同，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境控制，濕作業少，施工效率高，建筑物自重輕，同時克服了水泥砂漿粘結劑對石材滲透的弊病，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勢[1]，不受主體結構較大位移或溫差的影響,板材內部也不會產生附加應力，是目前較先進的石材干掛工藝，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，實現單塊石材獨立更換，并且在節省工期、節能降耗、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是在背栓式干掛的基礎上，通過對連接骨架的改進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傾斜方式排列，實現背栓式外墻連接的單塊斜掛，使大量雨水不會逆流進入幕墻內部，同時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及流程

2.1 工藝特點及工藝流程

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；板材之間獨立受力、獨立安裝，各個掛件均承載石材重量，破裂后石材不易脫落且易于獨立更換，無需搬動其它板材；工廠化施工程度高、板材上墻后調整工作量少，提高了施工安全性及成品保護率，有效地利用了機械化施工，優化了施工工藝，降低了施工強度，同時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

2.2.1 施工準備

主體結構混凝土強度必須達到設計要求，且不低于C25，后置固件現場抗拉拔試驗必須符合設計和規范要求.安裝前須進行石材的平面變形性、氣密性、水密性、抗風壓性能試驗；根據設計要求計算出石材的傾斜度[2].

2.2.2 測量放線

使用高精度測量儀準確確定幕墻框架的位置，以土建施工單位提供的基準中心線、水平線進行復測無誤后放鋼線，定出幕墻基準線(主要是立柱和橫梁標高的定位)，將立柱和橫梁的標高控制線標在結構外表面上[2].

放線時，要結合土建的結構偏差，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確，然后按照放線尺寸進行下料.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到立柱上，用角度控制器在兩端立柱標出橫梁的傾斜角度，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，焊接時采用對焊，以減少焊接變形，焊縫質量要符合要求，焊接完畢進行防銹處理[3].

安裝時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板材傾斜度外伸一定長度；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

首先對石材的外觀質量進行檢查，合格后將石材板塊編號.采用專用石材打孔機進行石材打孔和拓孔，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格，允許偏差符合相關要求.采用旋入式錨栓，錨栓緊固完成后，進行組件的抗拉拔試驗.板材安裝前，根據結構軸線核定結構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.

在安裝過程中隨時進行誤差的消除，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行密封.按拆腳手架的要求分層嵌膠，豎向嵌縫需內凹4mm，橫向嵌縫需內凹10mm，背后襯膠條，然后用甲苯清掃密封面.為保證清掃效果，應避免使用污染的紗布，注意不要讓溶液散發到接縫之外，溶劑蒸發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污染裝飾面，并保證密封膠縫與面材交界線平直，應貼好平直的紙膠帶.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、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].

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

2.2.6 清掃

整個立面的掛板安裝完畢，必須將掛板清理干凈，并經監理檢驗合格后方可拆除腳手架.拆腳手架時，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所有石材表面進行清洗.

在清洗過程中，不能使用鋼絲刷、金屬刮削器，同時要保護相鄰表面免受損傷.

3 背栓式連接疊型干掛石材幕墻施工質量控制要點

3.1 預埋件及節點的施工質量控制

3.1.1 預埋件與幕墻連接的檢驗

對預埋件與幕墻連接節點處進行手動檢查，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、緊固件的規格和數量應符合設計要求.連接件與立柱應安裝牢固，螺栓應有彈簧墊片等防脫落措施.連接件的可調節物應用螺栓牢固連接，并有防滑動措施[5].預埋件、連接件表面防腐應完整、不破損.

3.1.2 錨栓連接的檢驗

檢驗打孔深度和錨栓埋設質量，委托專業檢測單位對錨栓錨固性能進行拉拔檢測.錨栓的類型、規格、數量、布置位置和錨固深度必須符合設計規定，錨栓的埋設應牢固、可靠.

3.1.3 立柱、橫梁連接件連接的檢驗

在立柱處觀察檢查，用分辨率為0.05mm的游標卡尺和分度值為1mm的鋼直尺測量芯管長度和空隙間距，用角度測量儀測量橫梁連接件的傾斜角度.芯管的材質、規格應符合要求，芯管插入上下立柱的長度不得小于200mm，上下兩立柱間隙不應小于10mm.橫梁連接件的傾斜角度符合設計要求[6].

3.1.4 金屬框架與連接件表面質量的檢驗

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

3.1.5 預埋件、連接件支柱和橫梁表面質量的檢驗

型材表面的保護膜未損壞、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刷要到位[7].

3.2 主要構件與板材的安裝檢驗

幕墻所用的構件材料必須經檢驗合格方可安裝.幕墻安裝前應對石材的彎曲強度、石材用密封膠的污染性進行復檢，安裝質量檢驗時應按規定進行抽樣檢查，防火防雷措施要符合要求.

幕墻構件、板材的安裝質量及允許偏差應符合文獻[8]的各項規定.

4 應用案例

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

5 結束語

背栓式連接疊型干掛石材幕墻是建筑外飾面的一種突破，最明顯的優點是節能、環保，但技術的應用還需要相應的施工工法和技術規范來指導.同時需進一步細化國家、行業標準規范，從設計、選材、施工、監管以及工人操作等環節加強管理，避免由于質量意識不強或不規范操作等帶來的安全隱患.并且應從具體工程的實際出發，進一步進行技術研發與改進，解決技術難點，制定切實可行的施工方案，方能有效地將該技術進行推廣應用，提高幕墻裝飾工程質量.

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

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

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

[4]李碧泉.干掛石材幕墻工程的施工技術與質量控制[J].建材發展導向,2011,9(4):239.

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

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

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

[8]中國建筑科學研究院.JGJ133-2001金屬與石材幕墻工程技術規范[S].北京:中國標準出版社,2002.