平潭站石材幕墻精品工程實(shí)踐研究

李玉琴 朱 健

1 工程概況

平潭站為線側(cè)平式鋼筋混凝土站房，站房面積53 985 m2，長(zhǎng)214 m，寬78 m，建筑總高度28.5 m，地上2 層，架空1 層。站場(chǎng)規(guī)模2 臺(tái)5 線，采用上進(jìn)下出的傳統(tǒng)進(jìn)出站模式。平潭站外立面造型以“海壇千礁，絲路揚(yáng)帆”為主題，采用“石材幕墻+玻璃幕墻”的形式，其中石材面積約2.5 萬(wàn)m2，整體突出“石頭厝”這一平潭獨(dú)特的旅游景觀與文化品牌。兩側(cè)設(shè)兩座塔樓，象征兩岸同胞互通航路上的燈塔，與車站廣場(chǎng)以“石頭厝”為主題的街區(qū)設(shè)計(jì)相互輝映。

2 深化設(shè)計(jì)

調(diào)研平潭當(dāng)?shù)亟ㄖl(fā)現(xiàn)，民居房屋多為1 ～2 層，采用人工切石堆砌而成，300 mm×300 mm×600 mm 大致為每塊立方體的尺寸。調(diào)查發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)亟ㄖ募±磔^為平順、鑿面古樸，并非蘑菇面石材；房屋正立面石材的堆砌規(guī)律明顯，選材講究，顏色、質(zhì)感較為均質(zhì)，房屋側(cè)面石材大小不一，為就地取材，呈現(xiàn)了較為原生態(tài)的堆砌效果[1]。

根據(jù)此特點(diǎn)，深化設(shè)計(jì)中通過(guò)強(qiáng)調(diào)分縫模擬民居效果，將排版分為2種模塊。模塊一為錯(cuò)縫式干掛花崗巖外墻，用于大面積外墻，仿照民居正立面效果；模塊二為橫平豎錯(cuò)式干掛花崗巖外墻，設(shè)置于高塔樓區(qū)域，仿照錯(cuò)亂堆砌的效果。

平潭站房面寬超過(guò)200 m，是傳統(tǒng)建筑體量的數(shù)倍，若采用民居石材的尺寸，外觀圖案細(xì)小，無(wú)法匹配站房體量。深化設(shè)計(jì)按照大部分尺寸為30 mm 厚、局部50 mm 厚的石材設(shè)計(jì)，以尺寸為500 mm×1 200 mm 左右板面為基數(shù)石材進(jìn)行干掛。

3 樣板實(shí)施

傳統(tǒng)的“石頭厝”墻面采用不規(guī)則片石堆砌、砂漿勾勒而成，渾然天成，具有強(qiáng)烈的自然肌理。對(duì)于高鐵站房這樣的大體量公共建筑而言，完全模仿矮小的傳統(tǒng)民居，用片石堆砌顯然難以實(shí)現(xiàn)。因此，需要在深刻理解站房建筑立意的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑立面效果成為深化設(shè)計(jì)和施工的難題[2]。

3.1 樣板方案制定

幕墻樣板設(shè)置在架空層的2 軸和A ～B 軸，樣板施工前，該施工部位站房結(jié)構(gòu)完成，墻體砌筑完成，材料清理完成。另外，需要準(zhǔn)備以下材料：菠蘿面黃金麻花崗巖、菠蘿面蝦紅花崗巖、光面黃金麻花崗巖、光面蝦紅花崗巖、仿石鋁板、6LOW-E+1.52PVB+6 mm+12A+8 mm 中空夾膠超白鋼化玻璃、L50×5 角鋼、120 mm×80 mm×4 mm 方鋼管、米黃色硅酮耐候膠、M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓石材掛件、200 mm×300 mm 后置埋件、深灰色氟碳漆及環(huán)氧富鋅底漆。樣板選取本工程幕墻均涉及的主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化，形成幕墻樣板施工圖紙。

橫平豎錯(cuò)式石材幕墻使用菠蘿面黃金麻花崗巖（背襯用光面黃金麻花崗巖），錯(cuò)縫式石材幕墻使用菠蘿面蝦紅花崗巖（背襯用光面蝦紅花崗巖），玻璃幕墻邊的石材幕墻使用光面黃金麻花崗巖，玻璃幕墻使用6LOW-E+1.52PVB+6 mm+12A+8 mm 中空夾膠超白鋼化玻璃。

3.2 樣板分析

通過(guò)樣板實(shí)施發(fā)現(xiàn)，因石材規(guī)格只有2 種，且排布比較均勻，顏色反差不夠大，縫隙過(guò)于清晰，整體效果過(guò)于規(guī)整，無(wú)法真實(shí)還原“石頭厝”的原有肌理。第一次樣板施工對(duì)比如圖1 所示。

圖1 第一次樣板施工對(duì)比（來(lái)源：作者自攝）

3.3 二次深化設(shè)計(jì)

為了使石材表面更粗糙，需人工打磨每片石材，實(shí)現(xiàn)難度大。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況，可以采用以下方式提升石材質(zhì)感。首先，將采用不同厚度（30 mm、40 mm、50 mm）、不同材料、不同毛面處理方式的每塊石材進(jìn)行無(wú)規(guī)律排序，避免外墻效果均質(zhì)化。其次，將模塊一中的500 mm×500 mm 的小塊石材改為蘑菇石，每個(gè)模板中有1 塊，對(duì)荷載影響小，破除外墻的均質(zhì)感。最后，進(jìn)一步打亂石材分縫，避免縫隙橫平豎直，并使模塊中個(gè)別石材凸出基準(zhǔn)面，體現(xiàn)凹凸關(guān)系，再對(duì)石材邊緣進(jìn)行人工劈裂，實(shí)現(xiàn)每塊石材面為表面蘑菇面的效果。第二次樣板施工對(duì)比如圖2 所示。

圖2 第二次樣板施工對(duì)比（來(lái)源：作者自攝）

4 方案確認(rèn)

“石頭厝”墻面的難點(diǎn)如下：一是龍骨系統(tǒng)較普通干掛墻面更粗大；二是龍骨系統(tǒng)需充分考慮海洋鹽霧環(huán)境防腐防風(fēng)性能；三是板塊厚度、大小、重量、色彩以及肌理較傳統(tǒng)幕墻有非常大的區(qū)別。為實(shí)現(xiàn)建筑效果，更徹底模擬“石頭厝”的原始肌理，在深化設(shè)計(jì)和施工階段，針對(duì)上述3個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了重點(diǎn)研究。

（1）石材板塊工藝處理。本工程石材板塊最大為1 900 mm×1 200 mm，最大厚度10 cm，最大重量135 kg，幕墻石材板塊約有21 000 塊；板塊表面選用蘑菇面、火燒面、荔枝面以及人工劈裂處理等多種工藝組合，意圖在傳統(tǒng)自然肌理的基礎(chǔ)上優(yōu)化提升，人工現(xiàn)場(chǎng)剔鑿石材達(dá)7 500 塊；板塊顏色由白麻、深蝦紅、淺蝦紅、灰麻及青石等多種色彩組合而成，延續(xù)傳統(tǒng)無(wú)規(guī)則“石頭厝”墻面石材選型。

（2）龍骨防風(fēng)防腐研究。龍骨全部采用100 μm 熱鍍鋅處理；焊接節(jié)點(diǎn)均需逐一敲除焊渣，滿涂無(wú)機(jī)富鋅環(huán)氧防腐漆；板面縫結(jié)合板縫處理工藝密封處理，防止進(jìn)風(fēng)。

（3）石材幕墻龍骨系統(tǒng)。考慮到平潭島處于臺(tái)灣海峽地震影響區(qū)且石材板塊最重達(dá)135 kg，需要進(jìn)行專項(xiàng)抗震抗風(fēng)設(shè)計(jì)和計(jì)算。豎向主龍骨采用尺寸為160 mm×80 mm×4 mm 熱鍍鋅方管，橫龍骨采用L63×5 熱鍍鋅角鋼，板塊干掛采用不銹鋼背栓系統(tǒng)。

5 材質(zhì)要求

5.1 錯(cuò)縫式干掛花崗巖外墻

第一，主材。面板采用30 ～50 mm厚石材（蘑菇面最薄處30 mm 厚，最厚處50 mm 厚），立柱采用鍍鋅方管尺寸為160 mm×80 mm×4 mm，橫梁采用L63×5 鍍鋅角鋼，材質(zhì)為Q235B。第二，系統(tǒng)。采用M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓石材掛件，鋼角碼加不銹鋼螺栓組轉(zhuǎn)接系統(tǒng)，平板式預(yù)埋件；板塊的長(zhǎng)邊方向在1 200 mm 以上，采用6 個(gè)M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓。

5.2 橫平豎錯(cuò)式干掛花崗巖外墻

第一，主材。面板采用石材厚度為30 ～50 mm（蘑菇面最薄處30 mm 厚，最厚處50 mm 厚），立柱采用鍍鋅方管的尺寸為120 mm×80 mm×4 mm（每間隔3 m 與混凝土柱固定），橫梁采用L63×5 鍍鋅角鋼，材質(zhì)為Q235B。第二，系統(tǒng)。采用M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓石材掛件，鋼角碼加不銹鋼螺栓組轉(zhuǎn)接系統(tǒng)，平板式預(yù)埋件；板塊的長(zhǎng)邊方向在1 200 mm 以上采用6 個(gè)M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓。

5.3 龍骨防腐處理

（1）外觀。所有石材幕墻龍骨均采用熱浸鍍鋅處理，檢查所有熱浸鍍鋅構(gòu)件，要求其表面平滑，無(wú)起皮，無(wú)漏鍍，無(wú)滴瘤、粗糙和鋅刺，無(wú)殘留的溶劑渣，在可能影響熱浸鍍鋅龍骨使用或耐腐蝕性能的部位不應(yīng)有鋅瘤和鋅灰。

（2）厚度。龍骨鍍鋅層厚度要求不低于100 μm，保證滿足25 年的結(jié)構(gòu)防腐要求。

（3）漏鍍和修復(fù)。檢查各熱浸鍍鋅構(gòu)件漏鍍區(qū)域的總面積不應(yīng)超過(guò)構(gòu)件展開(kāi)面積的0.5%，每個(gè)漏鍍面的面積不應(yīng)超過(guò)10 cm2。熱浸鍍鋅構(gòu)件表面若存在漏鍍面，采用熱噴涂鋅、涂敷富鋅涂料或融敷鋅合金等方法修復(fù)漏鍍面。修復(fù)前，先去除漏鍍區(qū)域內(nèi)的氧化皮和其他污物，保證復(fù)層與基體間的附著力[3]。

5.4 矩形龍骨端頭封堵要求

所有方管及箱形構(gòu)件的端部必須加焊封頭板，封頭板厚度不小于管壁厚度且不小于6 mm，不大于16 mm，封閉前需清理干凈管內(nèi)的積水和潮氣。

6 安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)

6.1 施工流程

施工流程如下：測(cè)量放線→結(jié)構(gòu)尺寸及預(yù)埋件定位檢查→轉(zhuǎn)接件安裝→主、次龍骨安裝→石材面板安裝。

6.2 測(cè)量放線

根據(jù)內(nèi)外裝修統(tǒng)一的主控線確定好外幕墻基準(zhǔn)軸線和水準(zhǔn)標(biāo)高，再用全站儀放出主要控制線以及轉(zhuǎn)角控制線，二次復(fù)測(cè)基準(zhǔn)中心線與水平線，確認(rèn)無(wú)誤后再上下、左右拉通鋼線，定出幕墻安裝完成面的基準(zhǔn)線。

6.3 結(jié)構(gòu)尺寸偏差及預(yù)埋件定位檢查

根據(jù)實(shí)際測(cè)量成果復(fù)核原結(jié)構(gòu)尺寸以及預(yù)埋件偏差是否滿足幕墻安裝精度要求，若超出規(guī)范允許偏差范圍則應(yīng)聯(lián)合設(shè)計(jì)單位制訂處理方案進(jìn)行處理，直至達(dá)到精度要求。

6.4 轉(zhuǎn)接件安裝

根據(jù)圖紙要求每種規(guī)格石材面板的背栓位置，結(jié)合分格線推算出背栓對(duì)應(yīng)的橫龍骨及鋁合金掛件的位置并彈線。角碼連接件要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)埋件的尺寸進(jìn)行下料加工，角碼要與埋件4 面圍焊，個(gè)別不平齊埋件與角碼連接部位可通過(guò)尺寸為8 mm 的方鋼修補(bǔ)平整。

6.5 主、次龍骨安裝

以豎向分格線為基準(zhǔn)核定主龍骨的寬度，左右量距將L 型角碼焊接在預(yù)埋板上，從而保證龍骨的垂直度；然后安裝豎龍骨，并通過(guò)龍骨側(cè)面的槽孔調(diào)整豎龍骨的水平度。相鄰兩根主龍骨安裝標(biāo)高偏差不大于3 mm，同層主梁的最大標(biāo)高偏差不大于5 mm。待埋件安裝校核完畢后方可安裝幕墻主龍骨，且應(yīng)從結(jié)構(gòu)底部向上安裝。先對(duì)照施工圖檢查主龍骨尺寸及加工孔位是否正確，然后將副件、芯套、防腐墊片、副支座安裝在主龍骨上，相鄰主龍骨的水平差不得大于1 mm，同層內(nèi)的最大水平差不得大于2 mm。次龍骨布置原則為石材底部和頂部各布置1 道，中間部分每隔1 200 mm布置1 道通長(zhǎng)次龍骨，其余部分次龍骨長(zhǎng)度為300 mm。安裝時(shí)，先臨時(shí)固定栓接端，然后將另一端與豎龍骨焊接，最后再固定栓接端。另外，300 mm 長(zhǎng)龍骨與豎龍骨焊接時(shí)，要將角鋼與方管接觸部位的上下口滿焊[4]。

6.6 石材面板安裝

（1）背栓式。石材面板四角的背栓孔在加工廠提前加工制作，開(kāi)孔完畢后將石材置于鋪有柔性材料的石材工作平臺(tái)上，然后安裝M6×32 不銹鋼背栓（配2 個(gè)平墊和1 個(gè)彈墊片）與鋁合金石材掛座[5]。現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，平穩(wěn)抬起石材，將鋁合金掛件對(duì)準(zhǔn)次龍骨上的掛鉤緩緩插入，使石材垂直提升下扣。通過(guò)掛件連接橫梁后，再微調(diào)掛接螺栓，使其受力滿足設(shè)計(jì)要求。（2）銷栓連接。銷栓連接有以下2 種方式。第一種，銷栓孔在加工廠加工制作，安裝銷栓、鋁合金掛件、石材板塊以及背襯石材。安裝時(shí)，平穩(wěn)抬起石材，將鋁合金掛件螺栓孔對(duì)準(zhǔn)次龍骨上的螺栓孔，使石材垂直提升下扣，然后連接螺栓并調(diào)整石材面板平整度，最后再固定連接螺栓。第二種，加工廠加工制作好銷栓孔后，用石材錨固膠注滿銷栓孔腔。安裝時(shí)平穩(wěn)抬起石材，將銷栓孔口對(duì)準(zhǔn)已固定在立柱、橫梁或石材上的銷栓緩緩插入，然后將右面及上面的鋼銷栓或扣件插入槽內(nèi)，最后調(diào)整石材至設(shè)計(jì)狀態(tài)。

6.7 嵌縫注膠

石材面板在安裝完成一定的組裝單元后，即可進(jìn)入填縫注膠工序。注膠前，先清理干凈膠縫內(nèi)的灰塵，然后沿著鋁板縫兩側(cè)貼寬度20 mm 的美紋紙，注意貼直、貼平，最后用設(shè)計(jì)規(guī)定牌號(hào)的耐候膠填縫，注膠時(shí)注意將膠縫壓緊、抹平。

7 結(jié)語(yǔ)

平潭站房外立面取意于當(dāng)?shù)孛窬印笆^厝”的表現(xiàn)形式，因其建筑體量龐大，實(shí)現(xiàn)過(guò)程非常復(fù)雜。具體實(shí)施過(guò)程中優(yōu)化了平面排版，深入研究了板塊、縫隙、色彩以及肌理的表現(xiàn)形式和手法，建成后的立面大氣、自然，提煉和升華了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑藝術(shù)，使其成為福建省平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)的標(biāo)志性工程。