外墙干挂石材幕墙施工技术.doc

浅谈外墙干挂石材幕墙施工技术

摘要：对干挂花岗石幕墙各种节点的构造设计特点进行比较，结合作者的施工实践经验，详细介绍了单肢短槽式干挂法在崇左市公安局110指挥中心的实际应用，具体的施工工序和施工技术措施。

随着人们对环境质量要求的不断提高，建筑物外墙装饰越来越被重视。干挂石材幕墙作为一种新型安装工艺，在美观、耐久、不易变色及平整度上都达到了一个新的水平 它克服了石材传统湿贴方法的缺陷，在大型民用建筑外墙面装饰中得到日益广泛的应用。
干挂石材幕墙按其制作与安装方法可分为：元件式幕墙和单元式幕墙。外墙石材的固定方法主要有湿贴和干挂两种。湿贴是在石材背面钻孔用铜丝来挂，之后石材背面用水泥砂浆灌浆，这种施工方法容易出现空鼓脱落现象，石材饰面的高度有一定的限制，不适宜在高层建筑上使用，而且用水泥砂浆粘贴石材，石材宜受水泥砂浆侵蚀而变色返碱形成色差，因此在高层建筑上广泛采用干挂石材工艺。干挂法的固定方式有两种：一是用骨架和角码固定；二是单独使用角码固定即无框式，石材通过挂件直接与结构相连，取消了与结构相连的龙骨架。
目前典型的采用骨架和角码固定的施工工艺有如下六种：
1、钢销式干挂法：又称插针法，是干挂石材工艺中最早、最简单的做法，钢销式又分两侧连接和四侧连接结构特点是相邻两块石材面板固定在同一支钢销上，钢销固定在连接板上，连接板再与骨架固定。
2、单肢短槽式干挂法：将相邻两块石材面板共同固定在“T”型卡条上，“T”型卡条为不锈钢或铝合金，卡条再与骨架固定。
3、双肢短槽式干挂法：是单肢短槽式的改进做法，将相邻两块石材面板共同固定在“干”型卡条上，“干”型卡条一般采用铝合金挤压成型，与骨架固定。

4、通槽式干挂法：原理与单肢短槽式干挂法相近，只是采用通长卡条，上下开通槽。在单元式石材幕墙中，更多采用这种干挂法。
5、小单元干挂法：是与上述几种干挂法在设计构思上完全不同的一种设计。石材面板虽然还是通过铝合金卡条与骨架相连，这一连接方式的改变使干挂石材幕墙的设计方法、加工方法、安装方法、物理性能等都得到了彻底改变。
6、背栓式干挂法：在石材面板的背面采用专用拓孔设备钻孔、拓孔，然后安装无应力螺栓锚固在石材背面，再通过铝合金卡件与骨架连接。

工程背景：
崇左市公安局110指挥中心大楼位于崇左市城南区滨湖大道左侧，中心会议室、主楼、训练馆，总建筑面积16000m2。主楼高45.5m，中心会议室高19.5m，训练馆高18.0m，框架结构，外墙采用单肢短槽式石材幕墙。
干挂工艺原理：
干挂工艺的原理是在主体结构上设主要受力点，并直接在板材上打孔并通过固定的在结构物上的预埋件和与其相连的金属挂件，悬挂饰面板材，使分散的板材之间相互连接为一体，成为结构体外的一层装饰面。这种工艺在石材背面不需要灌注砂浆或细石混凝土，而是靠连接件、锚固预埋件基本的强度承受饰面传递过来的外力，在石板材与墙体问形成100mm宽的空气层。“干挂”工艺，一般多于钢筋混凝土结构，不适用于砖墙和轻型、加气混凝土墙。如采用砖墙则必须在土建设计时加设骨架砼带。
施工准备：

1、石材选择：石材幕墙使用的材料应符合国家现行产品标准的规定，要求具有耐候、耐火和抗风化性能。石材不得有缺边掉角和裂缝及划痕，颜色、质地均匀一致，无特殊纹理和明显色差。体积密度、吸水率、弯曲强度、抗剪强度等应满足有关规定。
2、外脚手架要求龙骨安装阶段利用主体围护封闭脚手架，挂石安装阶段由于围护脚手架离墙70cm左右，满足挂石安装要求，所以采用主体围护脚手架。但要进行荷载计算和加荷试验，确认安全后方可使用。
3、骨架、挂件、螺栓等的选择：主龙骨采用63×40×4.8热镀锌槽钢，水平龙骨采用50×50×5热镀锌槽钢，连接件采用50×5，L≥100mm角码，250×150×8预埋钢板，M12化学螺栓，“T”型钢板。
4、胶结材料选择：为了进行统一的相容性试验，避免结构胶供应方责任不清，本工程结构硅酮胶及耐侯密封胶均选择同一生产厂供应。
主要分项工程的施工方法与技术措施：
1、施工工序：搭设外脚手架 → 测量放线 → 弹外檐水平、垂直控制线、窗口线 → 清理补做埋件 → 钢龙骨竖梁、横梁安装 → 安装不锈钢锚固件 → 石材板背面钻孔安装 → 调整、校正、检查垂直度、平整度及阴阳角方正 → 石材板打胶固定 → 清理表面及缝隙 →上泡沫塑料条及耐候密封胶 → 清洁、打蜡 → 验收 → 拆架子。
2、建筑物的主体工程或多或少与设计图纸有一定的误差，而石材幕墙要求的精度比较高，故在石材幕墙干挂之前进行建筑物外轮廓测量就显得格外重要。通过对建筑物外轮廓的测量，找出结构主体尺寸偏
差，作到心中有数。首先将士建方提供的基准中心线、标高线进行复测，无误后根据图纸给出的横、竖龙骨的位置和轴线放钢线，定出横、竖龙
，骨位置和石材幕墙位置。先由中间向两端测量，然后由两端向中间复核尺寸。放出的横、竖龙骨位置线误差应符合设计要求。
放标准线：在每一层将室内标高线移至外墙施工面，并进行检查。在石材挂板放线前，应首先对建筑物外形尺寸进行偏差测塞,根据测量结果，确定出干线挂板的基准面。以标准线为基准，按照图纸将分格线放在墙上，并做好标记。分格线放完后，应检查预埋件的位置是否与设计相符，

否则应进行调整或预埋件补救处理。最后，用φ0.5～1.0mm的钢丝在单橙石材干挂墙体的垂直、水平方向各拉两根，作为安装的控制线，水平钢丝应每层拉一根(宽度过宽,应每间隔20m设1支点，以防钢丝下垂),垂直钢丝应间隔20m拉一根
注意事项：放线时,应结合土建的结构偏差，将偏差分解；并应防止误差积累；放线时。应考虑好与其他装饰面的接口；拉好的钢丝应在两端紧固点做好标记，以便钢丝断了，快速重拉；严格按照图纸放线：控制重点为：基准线。
龙骨安装:从结构上应先立竖框(63×40×4.8镀锌槽钢)，后上横框(L50 ×50×5镀锌角钢)，竖框定位后再装横框，将能很好地保证横竖框的直线度和横框的伸缩缝，安装顺序是先下后上。龙骨安装完要进行全面检查，尤其是横、竖框中心线，必须用仪器对横、竖龙骨进行调整。
考虑到工程施工的方便，立柱的布置应同石材的竖向缝的布置相配合；横梁的布置应同石材的横向缝的布置相配合。立柱与结
构的连接：在墙体结构上每隔2米设预埋铁，立柱与预埋铁通过短接(10号槽钢)焊接，立柱施工时考虑到温度应力的影响，每6米断开，中间设15mm的缝隙。注意断开处要错开横梁的连接处。立柱一端用镀锌螺栓与支座连接，另一端与支座焊接连接。当立柱偏差达到以下要求后方可固定，并对焊接部位做防锈处理。横梁与立柱的连接也应考虑温度应力的影响。在立柱上焊接固定连接角码，将横梁一端用镀锌螺栓固定于角码上，另一端通过角码与立柱、横梁焊接。同时，在安装好的横梁上安装分格板块挂件，用螺栓将挂件与横梁连接，调整后拧紧螺栓。假柱、挑檐等部位由于结构填充空心砌块围护墙或石材面距结构面的空隙过大，为满足建筑设计的外立面效果，需在砼结构外侧附加型钢龙骨。
后置支座预埋件：
该工程外墙石材幕墙部分采用后置支座预埋件，埋件是幕墙的根，埋件质量的好坏，直接关系到幕墙的安全性与使用寿命，根生不牢，则整个系统会处于不稳定状态。

本工程部分采用化学螺栓锚固埋件，化学螺栓锚固埋件是用不饱和树脂将锚杆和混凝土牢固粘接在一起，同时树脂也起到保护锚杆不受腐蚀的作用。通常采用的锚固胶有两大类型，一种为等量混合型；另外一种为快干剂型，即在锚固胶中加上一定比例催化剂使锚固胶能够在规定的时间内达到预定的强度。
施工工艺：钻孔→清孔→注胶→插入螺栓→锚杆锚固→安装埋件。
注意事项：
1、钻孔的位置距混凝土的边缘5D(D为锚杆的直径)，如在特殊情况下，需要将混凝土内的钢筋割断，必须经过有关工程师的允许方可施工。
2、钻孔要和混凝土墙面垂直，使锚固栓和埋铁垂直。
3、化学锚固铁板锚杆对在混凝土上的钻孔直径要求也是非常严格，钻孔的直径过大不但造成锚固胶的浪费而且能够使锚固力降低，钻孔的直径过小起不到锚固胶应该有的作用。通常钻孔的直径要比锚杆的直径大4-6mm，深度为100mm，这样即能够使锚固胶与锚杆充分接触又能够节约锚固胶的用量。
4、对钻孔的清理是一个非常重要的环节，孔内粉尘对锚固胶的作用将起到非常重要的作用，可以采用高压气泵的方法清理孔内粉尘，也可以用毛刷加打气筒的方法，使用毛刷的直径要和钻孔的直径大体相
同，用毛刷在孔内来回推拉几次将孔内粉尘清理出来后再用吹几次，这样反复几次将孔内的粉尘彻底清理干净。不能使用水洗法来清理孔内粉尘，因为锚固胶和水是不相溶的，混凝土的性质决定了容易在锚固胶的表面形成介质，影响锚固胶的锚固力。
5、锚杆在锚固胶内静止3h后，多数锚固胶能够达到要求的强度，就可以在锚杆上安装埋件了。
石材安装：
采用短槽式干挂法，每块石材在上下各固定2点。
安装顺序：总体安装顺序从下到上，先立柱横梁，后干挂石材。
每块石材安装顺序：按编码找出就位石材→试就位、划出固定点 在固定点处切割沟槽 试安装磨边调整→用气泵吹净槽内滑石粉→正式安装→紧固螺栓→沟槽、缝内填刮结构胶→质量检查。

铝合金挂钩在安装前应擦干净，不得有油污，以免影响结构胶粘结力，石材开槽的缝隙和挂钩部位必须用胶填满。
每块石材必须固定两个防侧滑不锈钢M8×16螺丝，在挂件上固定，位于每块石材挂钩外侧，与相应挂钩边缘间距小于10ram，以保证在地震作用下板块间不发生碰撞。
用石材锚固胶注满槽腔，在槽口安装挂钩，然后平稳将石材抬起，将槽口对准已固定在横梁上的挂件缓缓插入，使石材稍向前倾，令挂钩挂上后，再让石材恢复到垂直状态。
石材安装时，十字胶缝处的石材4个角要保持在同一平面内。
嵌缝：
首先用特制板刷清理石材板缝，将缝内滞存物、污染物、粉末清除干净，再施刷丙酮水两遍，以增加密封胶的附着能力。宽缝填塞泡沫嵌缝条。嵌缝条为φ20，填塞深度应平直_一致(距石材板面8mm)、无重叠，遇挂件断开时碰头缝严密无空隙。打胶先贴胶条，避免污染相邻石材，石材嵌胶后胶体呈弧形内凹截面，内凹面距石材表面1.5mm。胶枪嵌缝分段一次完成，速度应保证嵌缝无气泡、不断胶。嵌缝胶镏压应在初凝成型时完成，保证外形一致。
结语:
干挂石材幕墙的设计和施工工作包括的内容非常复杂，要想达到各方都满意的效果，就需要(1)深入学习相关现行规范，(2)不断增加建筑美学知识，(3)领会建筑设计师的本意，(4)听取有关各方意见等。(5)按程序认真组织施工，最后才能设计和施工出协调、美观的石材幕墙