超厚石材幕墻“砌拉插接”安裝施工技術(shù)

張永坡，張青山，劉 杰

（天津三建建筑工程有限公司，天津 300170）

幕墻裝飾石材作為一種能體現(xiàn)建筑物莊重、典雅風格的新型材料，在我國各大城市的主要建筑和標志性建筑中已大量采用，形成了城市里一道獨特靚麗的新景觀[1]。一般幕墻使用的石材厚度在25～50 mm，使用厚度達到130 mm石材作為幕墻的工程極其少見，沒有可以借鑒的施工經(jīng)驗。本文以貴安華為云數(shù)據(jù)中心C區(qū)項目為例，研究了超厚石材的施工工藝。

1 工程概況

貴安華為云數(shù)據(jù)中心C區(qū)項目坐落在貴州省貴陽市貴安新區(qū)，為歐式建筑群落，外檐為石材墻面。貴陽市是以山地、丘陵為主的丘原盆地地區(qū)，海拔高度在1 100 m左右，處于費德爾環(huán)流圈，常年受西風帶控制，屬于亞熱帶濕潤溫和型氣候，全年多雨陰天為主，日照不足，天氣潮濕。

墻面石材厚度大部分為130 mm，最大厚度為230 mm，單塊最大質(zhì)量400 kg，為達到外檐裝飾效果，實現(xiàn)設(shè)計要求，研究一種新的施工方法，以砌筑為主，結(jié)合幕墻施工理念，采用金屬骨架作為石材面砌墻的承重載體，進行砌筑石材的墻體施工。

2 結(jié)構(gòu)特點及施工難點

2.1 結(jié)構(gòu)特點

石材幕墻系統(tǒng)共3部分，分別是金屬骨架系統(tǒng)、砌拉結(jié)合構(gòu)造、石材層。金屬骨架系統(tǒng)由后置埋件、主龍骨（鋼龍骨）、次龍骨（熱鍍鋅角鋼）、螺栓組等組成；砌拉結(jié)合構(gòu)造由承重角鋼（豎向間距3 m）、L形不銹鋼砌筑拉片、不銹鋼鋼銷、M10水泥砌筑砂漿等組成；石材層由130 mm砂巖、230 mm花崗巖等組成。見圖1。

圖1 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

金屬骨架系統(tǒng)承受自重、風荷載、自身的地震荷載、傳遞石材載荷，具備一定的變形能力；空氣夾層起到水汽導(dǎo)流、保溫隔熱及通風的作用；石材幕墻作為裝飾和雨屏墻。砌筑石材載荷通過砌拉插接構(gòu)造和金屬骨架系統(tǒng)將幕墻荷載傳遞至混凝土主體框架結(jié)構(gòu)上。

2.2 施工難點

1）石材單塊質(zhì)量特別大。砌筑石材單塊長度1 m[2]，最小厚度130 mm，最大厚度230 mm，最大質(zhì)量達到400 kg，安裝時需機械設(shè)備配合吊裝并精準定位，施工難度高。

2）幕墻受風荷載影響大，因此，需要具備一定變形能力，保證安全性能。在距首層鋼筋混凝土牛腿不超過3 m的位置開始設(shè)置通長連續(xù)承重角鋼，主次龍骨均勻布置，相對于主體結(jié)構(gòu)及二次結(jié)構(gòu)墻體具有一定的變形能力，但施工質(zhì)量要求高。

3）磚砌結(jié)構(gòu)采用砌拉、插接結(jié)合技術(shù)，即采用水泥砌筑砂漿進行石材砌筑，每塊石材至少設(shè)置2個L形不銹鋼砌筑拉片，其中一邊于次龍骨上固定，另一邊伸入灰縫中通過不銹鋼鋼銷將上下兩皮石材塊進行插接結(jié)合，該技術(shù)對工人施工技術(shù)要求高。

4）為適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境，設(shè)計了雙重保溫、雙重防水的節(jié)能構(gòu)造，即在外圍護墻上抹中空無機保溫砂漿，結(jié)合墻體空腔空氣層，保溫隔熱；保溫砂漿涂刮防水涂料，結(jié)合龍骨外側(cè)的鉻化防水鋁板，雙重防護。該結(jié)構(gòu)構(gòu)造對精細化施工要求高。

3 操作要點

結(jié)構(gòu)施工工藝流程如下：施工圖深化設(shè)計→外圍護墻二次結(jié)構(gòu)施工→測量、定位放線→后置埋件安裝（埋板孔打膠）→外圍護墻保溫砂漿、界面劑及外圍護墻防水施工→金屬骨架安裝→鉻化鋁板安裝（打膠收口處理）→踢腳石材安裝（背面涂刷防堿背涂，安裝披水板）→砌筑石材安裝（砌筑拉片及砌筑砂漿）→石材窗套安裝→石材線條安裝→打膠、勾縫及石材防護劑噴涂→檢查驗收→外墻淋水試驗。

1）后置埋件安裝。后置埋板采用4根M12化學(xué)錨栓進行固定，打孔深度要根據(jù)化學(xué)錨栓的長度和后置埋板的厚度以及外露尺寸進行確定，化學(xué)錨栓安裝完成后進行復(fù)試及埋板和方墊片安裝，采用螺栓和焊接連接，焊接部位做防腐處理。

2）外圍護墻保溫砂漿、界面劑及防水施工。首先對基層進行處理，在主體結(jié)構(gòu)與二次結(jié)構(gòu)之間掛20 mm×20 mm?1 mm鍍鋅鋼絲網(wǎng)，寬度≮400 mm，搭接長度不應(yīng)＜100 mm[3]；抹15 mm厚中空無機保溫砂漿，然后抹3 mm厚界面劑，要求外墻抹灰面順平。外圍護墻防水采用1.5 mm厚聚合物水泥Ⅱ型防水涂料，涂刷3道。第1道厚度應(yīng)控制在0.4～0.5 mm，第2道涂刮方向應(yīng)與第1道的涂刮方向相垂直，厚度控制在0.5～0.6 mm，第3道涂刷方法同第2道，最后總體厚度不應(yīng)＜1.5 mm。見圖2。

圖2 外圍護墻保溫層及防水層

3）金屬骨架安裝。外圍護墻上彈線確定骨架位置，首先進行主龍骨及轉(zhuǎn)接件的安裝，主龍骨為100 mm×60 mm×6 mm的熱鍍鋅方通，設(shè)置間距不超過1 m，主龍骨與轉(zhuǎn)接件采用M12 mm×120 mm的316不銹鋼螺栓組進行栓接，轉(zhuǎn)接件為L100 mm×63 mm×6 mm的熱鍍鋅，與后置埋件采用焊接形式，三邊焊縫且焊縫長度滿足要求。

然后進行次龍骨（L50 mm×50 mm×4 mm熱鍍鋅角鋼）的安裝，一側(cè)與主龍骨焊接，另一側(cè)用L50 mm×50 mm×4mm的小腳碼加M6 mm×30 mm的SUS316不銹鋼螺栓組進行栓接，間距按照石材的分縫尺寸進行設(shè)置。

最后進行承重角鋼（L125 mm×125 mm×12 mm熱鍍鋅承重角鋼）的安裝，鋼連續(xù)通長設(shè)置，豎向間距≤3 m，一邊用?8 mm鋼銷與砌筑石材進行連接，另一邊與主龍骨及背附方通進行焊接，焊接完成后涂刷3遍防銹漆進行處理。

4）鉻化鋁板安裝。1.5 mm厚鉻化鋁板的安裝目的是對金屬骨架進行完全的封閉，鋁板和金屬骨架之間設(shè)置通長的絕緣墊片，材質(zhì)為EPDM三元乙丙橡膠墊片，用自攻自轉(zhuǎn)釘與次龍骨固定，鉻化鋁板之間搭接＞50 mm，保證金屬骨架封閉完整性。

5）踢腳石材安裝。為保證石材砌筑幕墻的穩(wěn)定，踢腳石材安裝在首層鋼筋混凝土牛腿上，每3 m設(shè)置一道通長的承重角鋼。踢腳石材在鉻化鋁板的外側(cè)，要求踢腳石材的內(nèi)口距鉻化鋁板的間距為30 mm。安裝前，踢腳石材的背面要求滿刷防堿背涂。

踢腳石材采用花崗巖，高度為高出室外地坪500 mm，石材踢腳安裝固定后，用防水砂漿將空腔根部灌滿，外口高度與踢腳石材平齊，內(nèi)口澆筑高度稍高一點，形成順坡，保證冷凝水的流出[3]。

1.5 mm厚不銹鋼披水板安裝在踢腳石材上部，通長布置并在此部位設(shè)置10 mm×20 mm排水孔，間距≤2 000 mm，通過排水孔將水和水汽排出墻外[4]。披水板與龍骨的交接處采用耐候密封膠封閉處理，披水板上滿鋪自粘防水卷材。

6）砌筑石材安裝。砌筑石材幕墻需要利用不銹鋼L形砌筑拉片和不銹鋼鋼銷與石材幕墻背后的龍骨體系進行連接并共同承受相應(yīng)的荷載作用，因此施工過程中需要對石材高度與砌筑拉片的位置進行精準放線，保證偏差不超過3 mm。每塊石材至少設(shè)置2個L形砌筑拉片，每個拉片配一個不銹鋼鋼銷，鋼銷插入石材的深度＞35 mm。不銹鋼L形砌筑拉片水平間距≯500 mm且應(yīng)被壓實在砌筑砂漿中[2]。

7）勾縫及石材防護劑噴涂。勾縫材料選用專用彩色砂漿，勾縫凹入深度為1～2 mm。防護劑為無色透明油性液體，密度為0.73～0.79 kg/m3，參考用量3～7㎡/L。使用前石材必須干燥，將防護劑用毛刷直接涂刷于石材表面，縱橫交錯飽滿涂刷，刷涂后石材表面應(yīng)有一定量防護劑供其吸收滲透。防護劑處理過的石材面墻，常溫涂刷4 h后即有防護效果，自然養(yǎng)護一周后防護效果更佳。

8）石材外墻淋水試驗。8 h后可進行淋水試驗，可采用自然降雨和人工淋水兩種方法，持續(xù)時間不少于2 h，人工淋水檢驗時水壓力不應(yīng)低于0.3 MPa[5]。

4 結(jié)語

在滿足設(shè)計對外檐裝飾效果及結(jié)構(gòu)安全要求的前提下，快速高質(zhì)量地完成了外檐超厚超重石材的砌筑工程，避免了工期的延誤。通過對金屬骨架的優(yōu)化，減小了主龍骨的間距，增大了次龍骨間距，整體降低金屬用量，節(jié)約了成本，經(jīng)濟效益顯著。

該結(jié)構(gòu)構(gòu)造外砌筑石材幕墻在保證外檐的裝飾效果下，具有一定的變形能力，可以保證結(jié)構(gòu)的安全。在外圍護墻上抹中空無機保溫砂漿，利用外砌筑幕墻與外圍護墻體之間的空腔作為隔離層，起到了雙重保溫的效果。保溫砂漿涂刮防水涂料，結(jié)合龍骨外側(cè)的鉻化防水鋁板，起到了雙重防水的效果。超厚石材幕墻砌筑安裝施工技術(shù)的應(yīng)用，為類似工程的實施提供了有力的技術(shù)支持，也為新建中式古建和歐式建筑施工積累了寶貴的經(jīng)驗。□■