高层石材幕墙剖析

北京市中级专业技术资格评审申报论文 第-12-页申报论文（中 级）题目：浅谈高层石材幕墙设计及施工 技术之要点单 位： 姓 名：申报专业：建筑幕墙施工2016 年 7 月 15 日摘 要上世纪九十年代以来，我国房地产行业高速发展，建筑幕墙得到了广泛的应用。石材幕墙作为建筑幕墙的一种，备受业主和设计师的青睐。由于石材种类繁多，颜色各异，表面处理效果丰富，可以做出各种复杂造型，许多设计师已经把石材作为外墙设计的重要元素。目前很多高层甚至超高层都采用石材幕墙，使用的石材品种也越来越多，由原来单一的花岗岩发展到大理岩、石灰岩、砂岩、人工石材等品种，且造型越来越复杂，对安装施工工艺要求越来越严，对安全性的要求也越来越高。由于部分建筑师和施工单位的幕墙设计师对干挂石材的构造不是很了解，连接系统搭配不合理，材料选择不当，再加上当前价格竞争激烈，低价中标现象严重，施工单位没有严格按照规范施工，甚至有很多无资质的队伍盲目施工，使得石材幕墙尤其是高层石材幕墙存在严重的质量问题和安全隐患，对国民经济造成损失，对人身安全造成威胁。本文力图通过对石材幕墙设计及施工技术要点的阐述，旨在进一步促进高层石材幕墙工程整体质量的提高。关键词： 高层建筑；石材幕墙；设计施工技术目 录摘 要.绪 论 .1一、高层幕墙石材的选用 .2二、高层石材幕墙干挂系统的选择 .2 1、挂钩式系统 .22、背栓式系统.3三、高层石材幕墙施工技术重点和和实施流程 41、高层石材幕墙施工技术重点.42、技术实施流程 .4四、高层石材幕墙施工中的过程控制 41、人员控制. .52、材料及设备控制 .53、施工质量控制 .54、施工安全控制 .75、施工环保控制 .8结 论 .9参考文献 .10附 录 .11-12-绪 论 高层建筑幕墙设计与施工直接影响着高层建筑的外观和品质，因此设计师在进行幕墙设计时从材料、工艺、造型等一系列角度出发，为打造更加符合建筑功能的幕墙设计方案而努力，施工人员以图纸为依据，严格施工，精益求精，打造精品工程。在房地产行业蓬勃发展的今天，石材幕墙由于造型多变、色彩丰富，深得大众的喜爱，在高层建筑中的使用越来越广泛，笔者就高层建筑石材幕墙设计与施工技术进行一些简单的探讨。一、高层幕墙石材的选用高层建筑外墙干挂石材应以火成岩中的花岗石为主，深化设计时应认真考察石材原矿，确保石材有足够储量，有挑选的余地，保证石材各项物理力学指标经检验合格。为安全起见，高层幕墙石材尽量采用花岗岩，要求抗弯强度平均值不小于12N/mm2，最小值不小于10N/mm2； 花岗岩吸水率不大于0.6%,寒冷地区需要进行冻融实验；加强进场石材检验，每批进场石材均须做抗弯强度检验；每块石板均须进行外观检查；花岗岩石板最小厚度，光面为30mm，荔枝面或火烧面比光面厚3mm。只有当各项指标都满足设计和规范要求时，方可投入使用。二、高层石材幕墙干挂系统的选择石材幕墙是一种独立的围护结构系统，根据施工方法分为湿挂和干挂法，在当今施工中无论是低层还是高层建筑基本采用干挂石材幕墙，它是利用金属挂件将石材面板吊挂在与主体结构连接的金属骨架上。高层建筑干挂石材按安装形式分为挂钩式和背栓式两大类。1、挂钩式系统挂钩式挂法常用的方式是采用铝合金SE组合挂件，由一个主件和S型、E型两个副件组成。一般做法是：在矩形石材面板的上、下两边定位切短槽，然后将S挂件和E挂件分别放入短槽内，再与主挂件连接，整个幕墙垂直度好。该组合式挂件有很多优点，强度大，牢固性强，抗震性能好。另外采用这种组合式挂件，上板与下板之间没有联系，不会产生不可确定性的应力集中现象，受力简洁明确，在正常使用状态下能充分利用板材抗弯强度，当主体结构产生较大位移或温差较大时，不会在板材内部产生附加应力，安装和拆卸简单方便。因而特别适和用于高层建筑石材幕墙和有抗震要求的建筑幕墙。通常做法见下图：2、背栓式系统背栓式石材是目前世界上较先进的石材施工技术，是国内石材幕墙技术发展的方向，背栓式是专用的柱锥式锚栓，在石材的背面钻孔（必须采用专用锥式钻头和钻机）并保证准确的钻孔深度和尺寸，锚栓在无膨胀力的情况下装入圆锥型孔内紧固，然后挂在安装好的骨架上。 石材与连接件的连接，根据板材尺寸和构造要求，每块石材可用一个背栓，两个背栓或四个背栓等。这种系统有很多优点，石材采用专用设备加工，精度高；石材背面采用不锈钢锚栓连接，实现无应力锚固，连接强度高；维修性能好，可随时更换破损石材板块；装配结构采用挂式背栓，安装方便，并可实现三维方向调整，板块抗变位能力强，满足了抗震性能要求；板面承受荷载性能优良，更加适用于气候条件恶劣，荷载较大的高层建筑。通常做法见下图：三、高层石材幕墙施工技术重点和实施流程1、高层石材幕墙施工技术的重点 对于高层建筑石材幕墙来说，挂件系统的设计与施工是石材幕墙安装中的重点。挂件系统的科学与合理性直接决定着石材幕墙安装质量和后期使用过程的安全。一个合理的石材幕墙的挂件系统，可以大大提高石材幕墙的安装速度与施工安全，同时可以增强高层建筑石材幕墙表面承受的各种荷载，并保证高层建筑本身的稳定性与石材幕墙美观。其次就是石材幕墙的安装阶段，由于高层建筑本身引起的土建结构尺寸误差较大，会给石材幕墙的安装带来影响，这就需要现场的施工人员进行放线，复核尺寸，及时把放线结果反馈给深化设计师，设计师及时调整平立面，以消除结构误差带来的影响。2、技术实施流程石材幕墙安装流程，首先是确定设计方案，采购石材，配备相关设备及各种辅料；其次是现场复核尺寸，通过实测数据对埋件进行准确定位；随后安装石材幕墙的立柱和横梁，安装保温材料；保温做完以后，便是石材的安装，同时注意防火隔离设计和幕墙防雷工作也要同步进行。最后，当所有石材安装完成之后，还需密封胶填缝处理，以及清扫等收尾工作，至此完成石材幕墙整体安装。总的来说，整个石材幕墙的施工过程中，除了本身的石材安装工程以外，还需处理好与内装修、机电、水电、暖通、消防等其他各个专业之间的工作关系，保证整体工程的完美呈现。四、高层石材幕墙施工中的过程控制1、人员控制施工单位中标后，便着手组建项目部，建立项目组织管理机构，配备必要的管理人员，选定合格的劳务队伍。施工前对项目部全体管理人员及施工人员进行进场前的培训，熟悉图纸及技术特点和施工难点，详细研究施工方案及施工工艺流程，熟悉质量标准规范，确立施工计划目标。加强新员工三级教育，确保管理人员和特种操作人员持证上岗，杜绝挂靠和无证上岗现象。2、材料及设备控制材料的好坏直接决定到幕墙工程的质量和安全。对于高层石材幕墙来说，不仅仅是石材的各种物理指标满足规范要求外，还需要对石材的色差进行严格控制，把色差控制在可接受的范围内。对于石材幕墙的钢龙骨，尽量采用高强度高耐候结构钢，龙骨表面做防腐处理。连接件选用铝合金制品时，厚度4mm，根据具体计算选用T5或T6材质。应选用含硅油少的中性硅酮密封材料，避免硅油渗透污染石材表面，避免非中性硅酮密封材料对石材产生腐蚀；选用石材干挂胶时，有些施工人员为了追求施工进度，大量使用云石胶，这是不允许的，应使用强度高有弹性的AB胶。其余的配套的各种辅料都应满足相应的国家标准。 现场施工需要配备的机具设备一般包括：后切背栓石材钻孔机、石材开槽机、电焊机、型材切割机、台钻、角磨机、经纬仪、水平仪、钢直尺、塞尺、注胶枪、电锤、扳手、螺丝刀等，机具设备型号和数量根据工程具体需求配置。3、施工质量控制石材幕墙施工流程一般为：基层处理分格放线安装钢龙骨检查调整验收骨架平整度及牢固性石材干挂样板大面积干挂石材嵌填密封条及密封胶装饰面清洗验收。所以，对以上各个环节严格把关，才能保证整个石材幕墙工程的施工质量。基层处理：找到并清理外墙预埋钢板，检查预埋件的数量、位置是否与图纸一致，预埋件的标高偏差不应大于10mm,位置偏差不应大于20mm 。对发现预埋件偏移的要进行补强施工，现场一般采用后置锚栓钢板来补强，安装完成后经过抗拉拔试验验收合格方可进入下道工序。分格放线：放线工作是后面龙骨安装的依据，因此要加强放线管理，编制专门放线方案，并通过总包及监理审查，同时建立完善的复核制度。龙骨安装：龙骨安装质量直接影响到石材的干挂效果。龙骨安装不牢固容易产生安全隐患，龙骨安装如果不在同一个平面上，容易造成后续工序石材扭曲，石材拼缝不合格等缺陷。安装龙骨时，立柱先与连接件连接，连接件再与主体预埋件连接，并进行调整和固定。主龙骨安装过程，严格与分格线相对应并拉线控制确保安装龙骨在同一平面，安装完成派专人逐层检查，并做好监控记录。一般立柱安装标高偏差不大于3mm，轴线前后偏差不大于2mm， 左右偏差不大于3mm。立柱接头应有一定空隙，采用钢插芯连接。相邻两根立柱安装标高偏差不大于3mm， 同层立柱的最大标高偏差不应大于5mm， 相邻两根立柱的距离偏差不应大于2mm。主龙骨安装完成后及时做防腐及防锈处理，并做好防雷接地工作。安装次龙骨时，将横向分格线引测到主龙骨上，弹线记号，次龙骨根据弹好的线安装；次龙骨安装完成后，由班组自检并及时通知相关人员验收。次龙骨一端为螺栓连接的伸缩端，一端为固定的焊接端，焊接节点必须要进行防腐、防锈处理。石材干挂：石材干挂这道工序直接影响到以后石材干挂饰面的感观效果。所以应采取先做样板的原则，挑选一个适当位置先做样板，进行部分石材干挂作业，根据样板的效果不断改进提高施工工艺。样板完成后，再进行大面施工。耐候密封胶施工和清洗：施工单位在正式打胶前应先进行样板试打胶施工，挑选熟练工人进行操作，以保证整个幕墙工程的外观要求及密封性能。耐候密封胶的施工厚度应控制在3mm5mm，施工宽度不小于厚度的2倍，较深的密封槽口底部应采用聚乙烯发泡材料填塞。耐候密封胶在接缝内应形成相对两面粘，不得三面粘。密封胶缝应横平竖直、深浅一致、宽窄均匀、光滑顺直、饱满密实、连续、无气泡。具体操作：打胶前,先在胶缝两侧石板上粘贴25mm 的保护胶带,再将聚乙烯发泡泡沫条均匀填入胶缝。将泡沫条表面与石板面距离控制在5mm7mm 之间,用胶枪同一方向将密封胶均匀饱满地注入缝内,并立即用刮刀刮平,对胶面进行整修保证胶缝表面光滑平整；将表面清洁后,撕去保护胶带。施工完毕后，对墙面石材进行清洗工作，并采用对墙体喷淋的方法测试墙体的防水性能。4、施工安全控制高层石材幕墙施工属于高空作业，露天作业多 ，危险性很大。首先要做好进场的安全教育，重点是要提高每一个员工的安全意识，牢固树立安全第一 的思想。做好高处作业、临边、洞口和脚手架上的防护，物料提升机的使用和安全防护，各类伤亡事故的预防以及突发事件的应急预案等。其次是进行各工种的安全教育，对工人进行安全操作规程和操作技能教育，杜绝违章指挥和违章操作。再就是经常开展班组的安全学习，班组长应根据工程施工进度的变化和施工环境的改变，以及班组内的安全动态，组织班组内的人员对安全知识和安全操作规程加深学习和理解，进一步提高每一个组员的安全意识。在施工过程中一定要做好安全技术交底工作。安全技术交底是一项技术性很强的工作，对保证施工安全至关重要。安全技术交底的目的是使接受交底的施工人员熟知安全操作要点和容易发生安全事故的重点部位，以防止安全事故的发生。安全技术交底要及时、细致，要切合实际，切忌无的放矢和流于形式。安全检查是安全生产控制的一项重要工作。根据建筑幕墙施工作业点比较分散的特点，工程项目部的管理人员和专职安全员要经常深入作业现场，检查施工现场人的不安全行为和物的不安全状态。对检查出的安全隐患，定人、定时、定措施立即进行整改。对查出的违章操作，违章行为，违反劳动纪律当场指出，进行纠正。对查出的隐患不能立即整改的，要建立登记、整改、销项制度。要制定整改计划，定人、定措施、定经费、定完成日期。在隐患没有消除前，必须采取可靠的防护措施，如有危及人身安全的紧急险情，应立即停止作业。安全生产检查应该始终贯彻领导与群众相结合的原则，做到全体动员，群防群治。 总之，高层石材幕墙施工安全管理在整个工程施工管理中占有极其重要的地位，贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的原则，切实认真的把施工安全管理工作搞好。5、施工环保控制目前社会大众对环保问题相当关注，所以施工现场一定要做好环境保护工作，把对周围环境和居民的日常生活的影响降低到最低。石材钻孔机、切割机等机具的使用，尽量在市民非休息时刻进行作业，高工作业应采取必要的防尘、降噪措施，减少对环境的影响。对于生活和施工废水必须按相关规定进行收集和排放；对施工废弃物和生活垃圾及时进行分类堆放和收集，禁止乱丢弃。现场材料必须按相关要求堆放，剩料严禁随意丢弃，易燃品应隔离堆放，确保施工安全。对已污染的地面、路面及时进行清洁。对进出场车辆进行卫生管理，必要时进行车厢覆盖、车轮冲洗等。结 论随着社会经济的巨大发展，广大人民群众的审美标准和生活品位也在不断的提高。石材幕墙可以营造出各种不同的建筑效果，极大的满足了设计师与建筑商的对建筑外观的美学的追求。目前石材幕墙在幕墙市场占有很大的比例，其质量和安全也是大家关注的重点，这就需要我们广大的从业者努力创新研究，将新的设计新的施工技术用于石材幕墙工程。我相信随着标准的完善与技术水平的提高，高层建筑石材幕墙的前景会越来越广阔。参考文献 张芹.玻璃.金属板.石材.点式幕墙技术手册.上海科学技术文献出版社2 赵西安.建筑幕墙工程手册.中国建筑工业出版社3 刘智龙.石材幕墙设计.中国建筑幕墙行业专业网4金属与石材幕墙工程技术规范. J