西非地區沿海城市全立面石材外幕墻施工技術

肖長輝

上海建工集團股份有限公司海外事業部 上海 200032

針對西非地區沿海城市空氣中常年鹽霧重、雨季濕度大，以及氣溫高、風沙大的氣候特點，采取有效措施解決了暴露在空氣中的金屬材料在短時間內產生銹蝕和密封膠施工質量不穩定的問題。針對因項目造型需要而產生的石材幕墻面挑出結構跨度大的情況，提出相應的方案，解決了工程難題。

1 工程概況

1.1 項目簡介

中國援多哥政府辦公樓項目位于首都洛美二區，占地面積28 710 m2，總建筑面積20 090 m2，由A、B、C、D四個區組成，其中A、B、C三個區為辦公區，地下2層，層高3.6 m，地上4層（局部3層），第1層層高4.5 m，第2～3層層高均為4.2 m，第4層層高4.24 m，框架結構，總高度22.8 m；D區為會議廳，地上1層，層高6.74 m（圖1）。

1.2 石材外幕墻設計概況

圖1 項目鳥瞰圖

本項目室外石材幕墻總面積約9 776 m2，其中：A區石材幕墻面積3 184.93 m2，東側面長17.9 m、高16.7 m，南側長42.5 m、高16.7 m，西側64.4 m、高16.7～20.9 m，北側長42.5 m、高20.9 m，石材板塊基本尺寸從700 mm×800 mm到800 mm×950 mm不等 ；B區石材幕墻面積2 322.73 m2，北側長80.78 m、高22.5 m，南側面的石材外幕墻呈“∩”形，即兩側的長均為5.3 m、高22.5 m，上面長80.78 m、高3.8 m，石材板塊基本尺寸從550 mm×800 mm到700 mm× 950 mm不等；C區石材幕墻面積3 248.39 m2，北側長42.5 m、高20.9 m，東側長64.4 m、高16.7～20.9 m，南側長46.3 m、高16.7 m，西側長17.9 m、高16.7 m，石材板塊尺寸同A區；D區石材幕墻面積1 020 m2，長41.4 m、寬22.65 m、高8.0 m，石材板塊基本尺寸從517 mm×880 mm到637 mm× 950 mm不等。本石材幕墻的固定形式為干掛花崗巖板材石材幕墻，板材厚度30 mm，根據外立面造型要求，幕墻外表面挑出結構外墻面800～1 200 mm；石材外幕墻龍骨均采用鋼龍骨。

1.3 氣候條件

項目位于北緯6°左右，東經1°02'，南瀕大西洋幾內亞灣，東鄰貝寧，西面為加納，北面與布基納法索接壤；南部屬于熱帶雨林氣候，北部屬熱帶草原氣候。全年分四季：11月中旬至次年3月為大旱季，3月至7月中旬為大雨季，8至9月為小旱季，9月底至11月中旬為小雨季。最冷月月平均最低氣溫23.5 ℃，最熱月月平均最高溫度33.5 ℃。

2 工程特點和難點

2.1 當地建筑資源匱乏，外裝飾工程實施需周密籌劃

多哥共和國是西非國家，包括首都洛美在內的建筑資源匱乏，沒有完整獨立的建筑工程規范，建筑裝飾材料基本是進口為主，建筑工人技術水平較低。本項目從設計到施工，建筑材料到主要技術工人，全部來自中國，因此，必須進行周密的安排才能按時、高質量地完成。

2.2 當地空氣濕度及鹽霧較大，金屬構件易銹蝕

洛美緊鄰大西洋幾內亞灣，濕度大、空氣中鹽霧重，暴露在空氣中的金屬構件表面易被侵蝕而產生銹蝕，影響石材幕墻的使用壽命，必須采取有效技術措施加以避免。

2.3 石材幕墻面挑出結構外墻面大，鋼構架易變形

由于造型需要，石材幕墻面挑出結構外墻面大部分均在800～1 000 mm范圍，最大挑出長度達到1 200 mm。在安裝受力鋼支撐及主次鋼龍骨時，必須進行詳細的深化設計計算，嚴格按設計圖紙及規范要求施工，確保鋼架不發生位移、變形等。

3 主要技術措施

3.1 因地制宜，應用中國技術克服當地資源不足難題

1）針對多哥共和國沒有完整獨立的建筑設計和施工規范，經雙方商定全部采用中國的設計和施工規范進行項目設計、施工、驗收。基于當地政府需求和民眾風俗習慣，在外幕墻石材顏色和材質選擇上充分考慮當地政府和大眾的喜好，經反復比選，最終確定的石材顏色和材質完全體現政府辦公樓既莊重又現代的風格，得到了一致認可。

2）在技術準備方面，自項目開工起就著手幕墻的深化設計，主要針對幕墻石材板塊分割尺寸、固定方式、板塊之間縫隙處理、陰陽角石材相交方式、結構內埋件的布置和規格等進行深化落實。做到預先把圖紙問題解決在國內，不把問題留到遠離中國的施工現場。

3）在資源組織方面，首先按照計劃在結構施工前將預埋件運至現場，由專業人員協助結構施工人員隨結構施工完成預埋；其次是在結構完成后對外立面進行全尺寸復核，確保加工的幕墻鋼骨架尺寸準確，避免因現場切割造成桿件防腐涂層破壞，影響鋼構件的耐久性；最后，在石材板塊從國內發運前按不同建筑立面進行排版編號，確保顏色均勻，數量準確，同時按照海運加陸運的標準進行板塊包裝，盡量減少運輸過程損耗。

3.2 從設計上采取措施防止金屬構件出現鹽腐銹蝕

對隱蔽鋼材表面全部進行熱浸鍍鋅處理，鋅膜厚度符合如下規定：鋼厚度≥6 mm，鍍鋅層局部厚度≥70 μm、平均厚度≥85 μm；鋼板厚度3～6 mm，鍍鋅層局部厚度≥55 μm、平均厚度≥70 μm。外露鋼材表面進行氟碳噴涂處理，螺釘、墊圈等附件選用不銹鋼件，連接角碼采取表面鍍鋅防腐處理，所有密封件為耐腐蝕的非金屬材料，不同金屬材料之間加設絕緣墊片，以防止雙金屬腐蝕。

3.3 幕墻系統深化設計

本項目預埋件全部在國內采購、加工、鍍鋅，完成后再發運到現場。預埋板為200 mm×300 mm×10 mm的鋼板，幕墻主龍骨為120 mm×60 mm×5 mm方鋼管，其左右基本間距為1 200 mm。次龍骨為50 mm×50 mm×5 mm方鋼管和50 mm×4 mm等邊角鐵，水平鋼支撐為14#雙槽鋼（圖2），連接件為鋁合金鋼掛件；主龍骨接長連接采用105 mm×45 mm×5 mm方鋼管套接。

圖2 豎向主龍骨支撐節點構造示意

3.3.1 內力計算

通過對長懸臂水平和斜撐鋼構件、立柱連接伸縮縫、耐候膠膠縫進行計算，全部滿足規范要求[1]。

3.3.2 板塊分割

為達到尺寸合理、外形美觀的效果，本工程在深化設計的過程中充分考慮主要層高為4.5 m和4.2 m的特點，結合外立面線條，石材幕墻板塊分割按照寬度統一為900 mm，高度為600 mm和500 mm這兩種。如此分割，既達到了美觀效果又最大限度地控制了石材的加工損耗。針對建筑物每區外輪廓長度在40～80 m，并超過規范規定值的情況，為了避免建筑物受到外界溫度的影響，每區又設置兩條溫度縫，溫度縫兩側的石材與石材之間采用柔性連接。

3.4 過程管控措施

3.4.1 石材板塊的選擇

石材采用中國山東日照單縣生產的厚30 mm石材，經抽樣試驗，彎曲強度大于10 MPa，吸水率滿足規范要求。加工過程中按照規范進行抽檢，確保彎曲強度和吸水率達到規范標準要求。

3.4.2 鍍鋅層厚度監控

石材幕墻所用的鋼材，在采購后直接送至鍍鋅廠進行熱浸鍍鋅。鍍鋅期間，派技術人員在鍍鋅廠家全過程監控；并對已鍍鋅的半成品抽樣，并用測厚儀進行檢查，發現有露鍍鋅或鍍鋅層厚度不達標的，要求廠家重新熱鍍鋅處理，必須確保鍍鋅厚度達到設計和規范規定要求。

3.4.3 材料運輸儲存保管

針對多哥洛美地區的氣候條件，幕墻所涉及的鋼板預埋件、鋼骨架材料、掛板掛鉤、石板、結構膠和密封耐候膠等，在國內進行滿足海運加陸運要求的包裝，按照物資采運計劃，通過集裝箱海運，分期、分批抵達現場。本項目幕墻物資都需要提前一個月抵達，以便進行清點驗收。抵達現場的金屬材料和膠類物資全部存放在倉庫貨架上保持干燥，石材板塊按照編號分別堆放在建筑物周圍，設置圍欄和警示牌并用油布覆蓋保護。

4 重點施工工藝

4.1 預埋件施工工藝

本項目辦公區A、B、C三個區，由于立面長度過長，又將每個區劃分為3小段，即A1、A2、A3，B1、B2、B3，C1、C2、C3，幕墻固定埋件按照上述區段隨結構施工進行預埋。固定埋件采用專用鍍鋅預埋件，預埋件在主體混凝土中與鋼筋點焊固定，確保埋件準確。為確保豎向支點的間距要求，在外墻窗臺處另設置一道C25鋼筋混凝土圈梁。預埋件施工期間，為避免與結構施工干擾和交叉作業，提前對兩專業進行協調，保證在同一區不能出現上下層同時交叉作業的情況。

4.2 高溫條件下測量放線

當地白天氣溫較高，早晚與午間的溫差也較大，為確保測量放線及定位的精度，在相同時段進行測量放線，避免因測量時段不同導致的誤差。另外，避開溫度最高的時段施工，保證操作人員的安全，提高效率和準確率。

4.3 鋼龍骨施工及防腐修補

在項目完成框架結構施工后，由專人對各層結構施工階段預埋的幕墻埋件進行檢查，當埋件的數量和位置確認無誤后安裝鋼龍骨。根據設計要求，豎向鋼龍骨為鍍鋅方管，規格為120 mm×60 mm×5 mm，通過從混凝土結構伸出的14#雙槽鋼連接，14#雙槽鋼與主體結構的埋件滿焊連接；同時，每層設有14#槽鋼加焊斜鋼支撐（該鋼支撐是保證幕墻施工質量、安全的關鍵和核心）；然后在每層樓的水平鋼支撐的自由端，自上而下用鋼絲拉鉛垂線，自下而上依次安裝豎向主鋼龍骨，保證同一墻面上的水平鋼支撐外端在同一平面上誤差在±1 mm內；鋼龍骨豎向接長連接采用套接，下端采用2φ12 mm高強螺栓連接固定，上端采用承插式，以便豎向鋼龍骨自由伸縮（圖3）。待所有鋼龍骨安裝完成并經檢查驗收通過后，再進行銹漆處理。補漆前先將焊接部位進行仔細清理并除去周邊銹跡和雜物，再用刷子和干布進行表面灰塵處理，用環氧富鋅漆對焊接部位進行防腐處理，分兩次涂刷完成。

圖3 豎向主龍骨接長示意

4.4 板塊安裝及接縫處理

安裝時，自下而上逐排安裝，拼縫采用厚8 mm的專用限位器，每一側面設兩個點，確保拼縫寬窄一致。安裝過程中，隨時檢查相鄰石材的垂直度、平整度及縫寬。拼縫打膠前，先在拼縫兩側貼美紋紙，然后自上而下打膠。

5 實施效果

石材幕墻安裝完成至順利通過工程竣工驗收，經歷了大旱季、大雨季等惡劣環境的影響和考驗，石材幕墻外觀無褪色、變色，相鄰兩石塊板材之間未發生缺棱掉角和明顯位移等現象。建筑物在裝飾裝修期間逐層加載以后，每月通過儀器監測，未發現主體結構或受力鋼架下沉等變形問題，完全符合設計及規范要求[2]。

6 結語

在西非地區進行墻面石材干掛施工，既要考慮當地資源匱乏以及特殊的氣候與作業條件，也要重視運用合理的設計方法、先進的施工流程和施工方法。針對該項目，從材料采購、金屬構件的處理、特殊部位的設計、施工工藝和工序等方面進行統籌安排，解決了濕度大、空氣中鹽霧重等對石材幕墻系統耐久性的影響以及大懸挑要求對結構構件的特殊要求等問題，確保類似項目在非洲地區得到繼續運用和發展。