半單元式石材幕墻結(jié)構(gòu)及其施工方法研究

張?chǎng)?/p>

（山西六建集團(tuán)有限公司，山西太原 030024）

0 引言

現(xiàn)階段我國(guó)重點(diǎn)倡導(dǎo)裝配式建筑，建筑整體和施工過程朝向模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，石材幕墻的裝飾呈現(xiàn)出建筑工程獨(dú)特的美感，始終是各大建筑領(lǐng)域所認(rèn)可的裝飾工程。但傳統(tǒng)的石材幕墻施工時(shí)間過長(zhǎng)，而且存在諸多難點(diǎn)，所以新時(shí)代提出的半單元式石材幕墻的結(jié)構(gòu)和施工可以有效解決以往施工過程中存在的問題。

1 半單元式石材幕墻的具體結(jié)構(gòu)

1.1 掛式小單元結(jié)構(gòu)

小單元石材幕墻系統(tǒng)主要構(gòu)建在傳統(tǒng)石材幕墻結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加以改進(jìn)優(yōu)化完成的，其主要構(gòu)造的核心在于將鋁合金型材料與石材板塊交融在一起，并將其掛接在幕墻龍骨處，在一定程度上改善實(shí)際施工工藝，使其更簡(jiǎn)便、更快捷，提高材料的安裝效率，降低石材幕墻的維護(hù)工作難度。石材的掛件主要選取鋁合金制成的材料，其質(zhì)量和承受力也達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，充分發(fā)揮材料的應(yīng)用價(jià)值和作用。與此同時(shí)，石材幕墻施工過程中龍骨和龍骨之間的連接方式主要為螺栓連接，減少以往采用電焊和水焊等焊接方式的工作量，有效加快石材幕墻的施工速度。

1.2 背栓式連接結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)是石材干掛技術(shù)的主要產(chǎn)物，也是我國(guó)半單元式石材幕墻技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)，它的主要特點(diǎn)在于無應(yīng)力進(jìn)行石材加工，石材的背部構(gòu)造采用不銹鋼脹栓進(jìn)行連接，其連接的緊實(shí)程度比較高，而且與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式節(jié)省約30%強(qiáng)度左右，板塊的抗變形能力也有顯著的作用。龍骨和龍骨之間、龍骨和掛件之間的相互連接大多數(shù)采用螺接方式，在提升石材幕墻的安裝效率的基礎(chǔ)上合理分配各個(gè)連接點(diǎn)的受力限度。如果利用深縫打膠的設(shè)計(jì)方案，可以防止施工過程中造成的環(huán)境污染和破壞。因此比其他結(jié)構(gòu)相比多出一部分龍骨，此項(xiàng)結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)也較高。

1.3 短槽不銹鋼托板結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)是半單元式石材幕墻結(jié)構(gòu)中最常見的一種，而且結(jié)構(gòu)的施工手法也相對(duì)成熟，因其具有一定的性價(jià)比所以得到大多數(shù)建筑工程的認(rèn)可。石材幕墻的安裝使用石材開槽的手段，利用不銹鋼托板固定石材的具體位置，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固安裝的目標(biāo)，石材的左右部分進(jìn)行開槽處理后，托板和短槽中可以加入適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)如膠墊等，并涂滿環(huán)氧樹脂膠，在一定程度上滿足半單元式石材幕墻的彈性要求和質(zhì)量要求。因?yàn)槭牡闹亓咳繅涸谕邪迳戏剑虼诵枰x擇不銹鋼材料，將其抗銹能力提升到最大化，并保證整體石材幕墻機(jī)構(gòu)可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定、安全的狀態(tài)，延長(zhǎng)其外墻裝飾的使用期限，達(dá)到最好的建筑標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 針銷結(jié)構(gòu)

此結(jié)構(gòu)形式主要利用銷針和墊板沿著板材的兩側(cè)進(jìn)行開孔連接，這種方法早期是從西方國(guó)家引入我國(guó)的，為我國(guó)石材的干掛系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。這種依靠銷針受力形成石材幕墻的結(jié)構(gòu)，主要受力位置在于銷孔的中心位置。根據(jù)相關(guān)建設(shè)完成的工程調(diào)查可以看出，在銷孔位置應(yīng)力集中力過大會(huì)出現(xiàn)局部開裂狀況，在實(shí)際操作中會(huì)消耗大量的人力資源和物力資源，而且也會(huì)有所消耗施工時(shí)間。

2 半單元式石材幕墻的具體施工方法

2.1 測(cè)量放線

測(cè)量放線工作主要包括石材幕墻施工單位所規(guī)定的各方面標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。利用先進(jìn)的全站儀設(shè)備在建筑底部放出控制線，隨后利用激光垂直儀，進(jìn)一步固定其控制點(diǎn)并引導(dǎo)至標(biāo)準(zhǔn)層。根據(jù)外控制線的高度和水平標(biāo)高點(diǎn)，科學(xué)合理地制定出幕墻的安裝控制線，其主要目的是為了防止石材幕墻不受到外界因素的一系列影響。垂直鋼線的設(shè)立位置可以相隔兩層，水平鋼線可以在相互間隔4m 的位置安放固定支點(diǎn)，如果條件允許的話，還需要填寫實(shí)際的測(cè)量放線記錄表格，并上交給管理監(jiān)督部門，驗(yàn)收確認(rèn)無誤后才可以實(shí)行下一個(gè)環(huán)節(jié)[1]。

2.2 轉(zhuǎn)接件安裝

根據(jù)施工半單元式石材幕墻的施工要求、設(shè)計(jì)方案及預(yù)埋件所在控制線等，進(jìn)行轉(zhuǎn)接件的安裝工作。轉(zhuǎn)接件主要位于不銹鋼螺栓加以緊固的埋件部分，因此在實(shí)際安裝過程中需要嚴(yán)格把關(guān)轉(zhuǎn)接件的標(biāo)注高度、前后左右的數(shù)據(jù)差異，一旦安裝后超過原有的標(biāo)準(zhǔn)范圍，需要及時(shí)進(jìn)行改善調(diào)整。

2.3 半單元式鋼龍骨加工

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層石材幕墻的裝飾點(diǎn)，將適當(dāng)高度的外墻石材裝飾柱龍骨作為一個(gè)半單元類型參考施工，安裝的橫向位置和間距需要結(jié)合石材的規(guī)格和角鋼龍骨的具體關(guān)系確定間距。在石材裝飾柱的表面尺寸確定后，需要采取合適的幕墻石材厚度，并考慮內(nèi)側(cè)和墻體之間的預(yù)留空間和施工空間等，避免出現(xiàn)操作誤差，最終確定半單元鋼龍骨的尺寸。利用加工完畢的鋼材按照鋼龍骨的標(biāo)準(zhǔn)尺寸使用專業(yè)工具進(jìn)行加工，豎向鋼龍骨在加工后可以用手將其毛刺涂抹平整，根據(jù)不銹鋼螺栓的尺寸用電鉆在其適當(dāng)?shù)牟糠帚@孔，加工結(jié)束后統(tǒng)一擺放在一個(gè)位置。為了保證半單元式鋼龍骨防腐性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)行加工焊接施工后，還需要邀請(qǐng)相關(guān)的監(jiān)理人員進(jìn)行驗(yàn)收，防腐性過關(guān)后需要在其表面涂抹不同顏色的防銹漆，在涂抹過程中要注意均勻且全部涂滿。通常情況下，大多數(shù)半單元式鋼龍骨的控制線主要包括水平鋼絲控制線、豎向鋼絲線。豎向鋼絲線可以首先焊接在屋頂并通過角鋼向下垂鋼絲線科學(xué)有效地控制軸線進(jìn)出。當(dāng)半單元式鋼龍骨的標(biāo)高控制點(diǎn)與水平標(biāo)高位置相重疊的時(shí)候便可以緊固兩者之間的不銹鋼螺栓。

2.4 鋼骨架和掛件的安裝

鋼骨架安裝前需要優(yōu)先查看設(shè)計(jì)圖紙上鋼管立柱的加工孔位是否準(zhǔn)確無誤，確認(rèn)完畢后利用螺栓將連接件和鋼管立柱進(jìn)行有效連接，并將其吊至安裝部位加以安裝，首先連接螺栓和轉(zhuǎn)接件，進(jìn)行緊固，隨后再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。鋼管立柱確認(rèn)好正確的位置后，需要按照測(cè)量組放置的鋼絲線位置進(jìn)行調(diào)整，并參照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行檢查，各個(gè)環(huán)節(jié)都確認(rèn)無誤后，再對(duì)鋼管實(shí)行直線檢查，為鋼管立柱的軸線位置提供有力的保障。鋼掛件需要依據(jù)施工圖紙的要求和標(biāo)準(zhǔn)精準(zhǔn)選點(diǎn)和打孔，再將鋼掛件利用螺栓將其在角鋼上進(jìn)行二次固定，使其形成一體化，根據(jù)控制線的位置調(diào)整標(biāo)高[2]。

2.5 預(yù)埋件的檢查和處理

安裝測(cè)量過程中需要針對(duì)預(yù)埋件的標(biāo)高和分割線進(jìn)行檢查，施工人員通過專業(yè)的卷尺加以測(cè)量，重點(diǎn)排除預(yù)埋件左右和上下的偏差。除此之外，預(yù)埋件在進(jìn)出檢查工作中，測(cè)量人員需要從首層與頂層之間的鋼線檢查。大多數(shù)在15m 左右布置一根鋼線，為了將垂直鋼線降低到最少的數(shù)量，可以橫向使用魚絲線進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的檢查，合理檢查預(yù)埋件進(jìn)出所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)偏差。如果預(yù)埋件的上下和左右偏差數(shù)值已經(jīng)超過30mm 時(shí)，角碼兩端的焊接難度過大，簡(jiǎn)單來說就是預(yù)埋件已經(jīng)不符合基本的偏差標(biāo)準(zhǔn)。需要利用與預(yù)埋件的厚度相同且材料一致的鋼板加以補(bǔ)板處理，大多數(shù)補(bǔ)板的施工方法主要采用焊接方式，余下的一端利用錨板牢牢固定，如圖1 所示。

圖1 預(yù)埋件的檢查

2.6 花崗石的安裝

想要有效控制石材的表層與水分和空氣過多的接觸，并限制其污染效果，延長(zhǎng)石材幕墻的使用年限，在石材安裝前需要對(duì)其進(jìn)行防水和防污措施，可以在表層涂抹防護(hù)劑，將施工過程中的污染程度降低到最小化。花崗巖的板片在施工人員檢查完成后需要根據(jù)垂直鋼絲線實(shí)施掛板工作，與玻璃幕墻有接觸的部位需要由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行安裝，防止出現(xiàn)紕漏。嘗試石材試掛并在第一時(shí)間調(diào)整，進(jìn)行花崗巖的安裝，實(shí)際的安裝過程中，有些板材的四個(gè)角始終不在一個(gè)平面內(nèi)，需要利用常用的公差方法計(jì)算后加以調(diào)整。

2.7 石材打膠防護(hù)

花崗巖在安裝結(jié)束后，需要將板縫和其他細(xì)微部分清理干凈，尤其是周圍的干掛膠必須要打磨清理，并用泡沫槍打入泡沫條。泡沫條放置結(jié)束后，需要貼上具有抗污染抗氧化的美紋貼紙，其應(yīng)用目的在于防止密封膠與空氣出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)對(duì)石材造成一定的污染和損害，貼美紋紙的過程中要注意縫隙寬度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在密封膠處于半干狀態(tài)期間可以將美紋紙撕下。美紋紙貼完后可以進(jìn)行打膠，其縫隙的寬度保持均勻，而且表面要求光滑平整。利用橡膠材質(zhì)的刮刀在美紋紙?zhí)庍M(jìn)行刮膠，可以依據(jù)選擇刮刀的大小和具體形狀合理切割[3]。

3 結(jié)論

綜上所述，利用半單元式石材幕墻施工方法，并運(yùn)用裝配式建筑思路，室內(nèi)和室外可以同時(shí)進(jìn)行施工，一方面減少實(shí)際施工的焊接工作負(fù)擔(dān)，另一方面大大縮短石材幕墻工程的施工時(shí)間。只有控制好石材幕墻施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)，才可以保證建設(shè)工程的準(zhǔn)確性，半單元式石材幕墻是城市建筑的一道風(fēng)景線。