范慶波
建筑幕墻由面板與支承結構體系組成,具有規定的承載能力、變形能力和適應主體結構的位移能力,是不分擔結構所受作用的建筑外圍護墻體結構或裝飾性結構[1]。我國早期建造的幕墻已使用超過25 年,新建工程的幕墻用量也在快速增長,建筑幕墻作為建筑外圍護結構或裝飾結構,長期承受重力荷載、風荷載、溫度作用及多種環境侵蝕作用。
隨著時間的推移,設計和施工缺陷、材料磨損、腐蝕和老化等各類隱患在幕墻工程上均有不同程度的顯露,小到雨水滲漏、材料腐蝕影響裝飾效果等,大到面板開裂、墜落或骨架破壞等質量安全事故,造成不同程度的財產損失、人身傷害和社會影響,但行業內并無全面檢查的相關標準[2]。
因此,對既有建筑幕墻全面安全性檢測方法的研究具有十分重要的作用,相關人員也需要繼續摸索和創新檢測方法,滿足多樣化的檢測需求。
全面安全檢測是通過全數檢測和抽樣檢測的方式對既有建筑幕墻的幕墻面板、室外構件、開啟窗、密封材料、硅酮結構密封膠、支承構件、連接構造和功能性構造進行現場檢測,分析既有建筑幕墻是否存在安全隱患,并根據檢測結構評價既有建筑幕墻的安全狀況。
全面安全檢測的內容包括安全維護檔案資料核查、現場全數檢測和現場抽樣檢測。安全維護檔案資料核查包括技術資料核查和管理資料核查。其中技術資料應包括建筑幕墻竣工圖、建筑幕墻結構計算書、建筑幕墻使用維護說明書、建筑幕墻隱蔽工程驗收記錄、建筑幕墻物理性能檢測報告、幕墻主要材料質量證明等資料[3]。管理資料應包括既有建筑幕墻基本概況表、安全維護管理制度、突發應急方案、安全檢查計劃、維修記錄等。
既有建筑幕墻全面安全檢測流程具體如圖1 所示。第一,委托。應了解委托單位提出的安全檢測原因及要求,收集安全維護檔案資料。第二,初步調查。根據既有建筑幕墻項目規模的大小和復雜難易程度,組成建筑幕墻檢測小組。根據委托資料,針對性地制定既有建筑幕墻檢測方案。第三,詳細調查?,F場核查安全維護檔案資料,并按委托提供的資料現調查既有建筑幕墻的實際使用情況。同時對幕墻面板、室外構件、開啟窗、密封材料、硅酮結構密封膠、支承構件、連接構造和功能性構造等項目進行現場檢測。第四,分析論證。根據現場的檢查結果進行分析評價,對發現的問題提出處理建議,必要時請專家進行論證。第五,評價報告。評價報告中現場檢測記錄信息應足夠詳細、全面和清晰。評價結論必須具有充分可靠的依據,結論要明確,不能含糊不清,模棱兩可,更不能沒有依據就下結論。
圖1 既有建筑幕墻全面安全檢測流程
既有建筑幕墻現場檢測應按不同結構形式單獨劃分為不同的檢測單元?,F場全面檢查應對全部子單元進行檢測,包括幕墻面板、室外構件、開啟窗、密封材料。評價等級分a、b、c,a 級為無缺陷,b 級為輕度缺陷,c 級為嚴重缺陷。
(1)幕墻面板主要檢測內容:夾層玻璃是否有局部分層、起泡、脫膠現象;面板是否有明顯污染、變色、破壞現象;石材、陶板、瓷板等脆性面板是否有破碎、破裂等現象;隱框幕墻中空玻璃丁基膠是否出現明顯流油不相容現象。
(2)室外構件主要檢測內容:構件是否有銹蝕或局部變形;構件是否有破碎、破裂等現象;構件是否有松動、松脫、裂紋、嚴重銹蝕等現象;構件是否有不正常擠壓、錯位或變形;構件是否有不當拆卸、更改等現象。
(3)開啟窗主要檢測內容:五金配件的螺釘是否有明顯銹蝕;開啟窗是否開啟流暢;密封膠條是否有硬化現象;開啟窗閉合是否緊密、是否有功能性損壞或障礙等。
(4)密封材料主要檢測內容:硅酮耐候密封膠是否有粉化現象;硅酮耐候密封膠是否有明顯脫膠、開裂或漏注膠現象;密封膠條是否有脫落或漏裝現象。
現場抽樣檢測項目應包括硅酮結構密封膠、支承構件、連接構造及功能性構造,可按每個檢測子單元總數的1%進行抽樣,且不少于5 個子單元。
(1)硅酮結構密封膠現場抽樣檢測主要內容:硅酮結構膠是否有明顯干硬、非黏結面是否出現粉化現象;硅酮結構膠是否有明顯龜裂或與基材分離的現象;硅酮結構膠是否有明顯剪切變形。
(2)支承構件現場抽樣檢測主要內容:構件是否有明顯銹蝕或局部損傷;構件之間是否有不正常擠壓、錯位或變形;構件是否有松動、變形、裂紋、嚴重銹蝕等現象;構件是否有拆卸、更改等現象;預應力索結構是否有明顯松弛現象;全玻幕墻及點式支幕墻玻璃肋板是否有破碎、破裂等現象。
(3)連接構造現場抽樣檢測主要內容:埋件是否有明顯銹蝕、變形、損傷等現象;連接件焊縫是否有開焊、明顯裂紋或嚴重銹蝕;構件之間是否連接松動現象;連接件或緊固件是否有損壞、缺失或嚴重銹蝕等現象。
(4)功能性構造現場抽樣檢測主要內容:幕墻防雷裝置是否有松動、開焊或缺失;幕墻防火構造是否有松動、開焊或缺失;幕墻排水系統是否有明顯堵塞或積水現象;開放式幕墻的防水層是否有明顯損壞或失效;幕墻室內側是否有嚴重滲漏現象。
廣州市某酒店東面幕墻竣工于2014年。該幕墻為點支承幕墻結構,鑒定的幕墻面積為616 m2。依據相關標準及委托方要求,對幕墻面板、鋼板、結構膠(密封膠)、防雷構造等進行檢查和檢測。
工程概況:包括建設單位、設計單位、施工單位、監理單位、開竣工時間、工程結構形式等。
技術資料:包括幕墻工程竣工圖紙、設計計算書、設計變更記錄;硅酮膠的混勻性試驗記錄及拉斷試驗記錄;隱蔽工程驗收文件;幕墻安裝施工記錄;淋水試驗記錄等。
工程質量保證資料:包括幕墻工程所用材料、附件及緊固件、構件及組件的產品合格證書、性能檢測報告、進場驗收記錄和復驗報告;硅酮結構膠相容性和剝離黏結性試驗報告;幕墻風壓變形性能、氣密性能、水密性能檢測報告;后置埋件現場拉拔檢測報告。
幕墻使用情況記錄:包括使用維修改造情況記錄等。通過現場核查,該項目的安全維護檔案資料齊全、完整。
(1)鋼板、立柱:經測量,玻璃幕墻主要受力構件為鋼板和立柱,主要構件面層外觀良好,無明顯皺紋、起皮、氣飽、裂紋、流痕等缺陷;表面防腐涂膜基本完好;其中鋼板出現彎曲變形缺陷。
首層至二層東面幕墻:自下而上第3塊玻璃處、北起第7個鋼板出現彎曲變形,變形約8 cm;南起第3 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約10 cm;南起第2 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約3 cm;南起第1 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約5 cm。
南面幕墻:東起第3 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約3 cm;東起第5 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約3 cm;自下而上第3 塊玻璃處、東起第6 個鋼板出現單向彎曲變形,變形約3 cm;東起第7 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約4 cm。
三層東面幕墻:南起第1 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約5 cm;南起第2 個鋼板出現反向彎曲變形,變形長度約4 cm;南起第3 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約4 cm;南起第4 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約3 cm;南起第5個鋼板反向彎曲變形,變形約3 cm;南起第6 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約2 cm;北起第2 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約1 cm;北起第5 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約2 cm。
三層南面幕墻:東起第1 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約2 cm;西起第2 個鋼板出現反向彎曲變形,約5 cm;西起第3 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約4.5 cm;西起第4 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約1 cm。
四層東面幕墻:南起第5、6 個節點板略向下變形;北起第3、4 個鋼板出現單向彎曲變形,變形約2 cm;南起第6個鋼板反向彎曲變形,變形約1 cm。
四層南面幕墻:西起第1 個鋼板出現反向彎曲變形,變形約5 cm;東起第1 個鋼板反向彎曲變形,變形約4 cm。
玻璃幕墻鋼板涂層厚度檢測平均值為173 ~249 μm,局部涂層厚度檢測最小值為165 ~182 μm;玻璃幕墻鋼立柱涂層厚度檢測平均值186 ~235 μm,局部涂層厚度檢測最小值154 ~167 μm。
(2)面板。通過逐間檢查檢測,東面幕墻的4 層位置、自上而下第2 行、北起第3 列的玻璃面板出現爆裂現象。其他部位玻璃幕墻基本潔凈、無刮痕。
對建筑幕墻玻璃面板進行厚度檢測,所檢面板厚度為9.9 ~10.2 mm,符合10+1.52PVB+10 mm 雙鋼化夾膠玻璃的設計要求。經鋼化玻璃表面應力檢測儀檢測,表面應力值為102 ~118 MPa,滿足《建筑用安全玻璃 第2 部分:鋼化玻璃》(GB 15763.2—2005)中對鋼化玻璃表面應力不小于90 MPa 的要求[4]。
(3)硅酮結構膠。對玻璃幕墻的結構膠進行外觀、厚度、寬度和邵氏硬度檢測,玻璃幕墻的結構膠與玻璃黏結面未發現黏結不連續的缺陷,黏結面處玻璃表觀較為均勻;結構膠與相鄰黏結材料處無變(褪)色、注膠不密實現象;玻璃幕墻結構膠厚度為18 ~22 mm,寬度為13 ~16 mm,滿足《玻璃幕墻工程質量檢驗標準》(JGJ/T 139—2020)相關要求;邵氏硬度在25 ~32,滿足《建筑用硅酮結構密封膠》(GB 16776—2005)中邵氏硬度20 ~60 的要求[5,6]。
(4)支承結構構件。對玻璃幕墻的連接構造進行檢查,首層東面幕墻節點鋼板個別螺絲出現銹蝕現象;東面幕墻三層東面幕墻北起第3 個連接主體結構的鋼板缺少1 個螺栓;三層軸東面幕墻北起第1 個點支承的不銹鋼板缺少1 個螺栓;四層東面幕墻局部與主體結構連接的節點缺少螺栓;其他連接主體結構、玻璃肋的節點部位、水平不銹鋼拉桿均完好。
(5)防雷構造檢查。檢驗幕墻與主體結構防雷裝置的連接,現場對玻璃幕墻采用接地電阻儀進行量測,測量結果符合相關要求;幕墻所有金屬框架互相連接,形成導電通路;檢驗女兒墻壓頂罩板與女兒墻部位幕墻構架連接,發現女兒墻部位幕墻構架與防雷裝置的連接節點完好;防雷功能的幕墻主體建筑避雷系統有效連成一體,玻璃幕墻與主體結構防雷裝置連接基本符合相關要求。
(6)防火構造檢查。檢驗幕墻防火節點,可在幕墻與樓板、墻、柱、樓梯間隔斷處采用觀察、觸摸的方法進行檢查。經過檢查,幕墻與樓板、墻體之間的接位處均設置了橫向、縱向連續的防火隔斷。
綜上檢測表明,玻璃幕墻工作基本正常,支承構件的承載力及構造基本滿足規范要求,玻璃面板最大撓度略低于規范要求,其中鋼板部分出現彎曲變形現象,個別連接節點螺栓缺失,面板構件及連接的承載能力滿足規范要求,個別玻璃面板出現爆裂現象。建議對出現爆裂的玻璃面板進行更換處理,對出現螺栓缺失的節點板進行修繕處理。使用人在后期使用過程中應定期對其進行維護,并加強對幕墻的巡查,發現異常,馬上上報相關部門。
既有建筑幕墻安全性檢測具有十分重要的意義,是保證建筑質量、消除安全隱患的重要手段。
相關人員在對既有建筑幕墻進行全面安全檢測的過程中,需要從幕墻面板、室外構件、開啟窗、密封材料、硅酮結構密封膠、支承構件、連接構造、功能性構造等方面著手,提升安全性檢測的全面性和有效性,及時采取措施彌補安全漏洞。