大型雕花石材安装工法.doc

深雕石材干挂安装工法江苏南通三建集团有限公司 梁伟军1、 前 言深雕石材幕墙既具有普通石材幕墙庄严肃穆、古朴典雅、雄伟壮观的特质，又能够表现特别复杂而生动的场面，使建筑物更具时代感和艺术感，故其已在很多建筑物外墙装饰中得到使用。深雕石材幕墙的石材厚度较厚（300mm600mm）、尺寸较大（1000mm2000mm），有的单块重量达几吨，深雕石材幕墙安装不同于一般石材幕墙。因此要实现深雕石材幕墙安装的施工进度、安装质量、施工安全及降低施工成本是施工单位需要面对的首要问题。而解决深雕石材幕墙安装施工的技术难点，又是考验施工单位实力的具体表现。在广泛吸取国内深雕石材幕墙安装施工的经验教训和我单位在深雕石材幕墙安装施工经验的基础上，我公司开发研制深雕石材幕墙安装施工工法。本工法在多次工程施工实践的基础上编制而成，该工法通过石材与支架系统固定的革新和改进、石材与石材连接的工艺创新、安装方法的改进，使深雕石材幕墙安装施工过程中石材与支架系统固定、石材与石材连接更趋科学、合理、安全，这种深雕石材幕墙安装施工技术，提高了劳动生产率，降低了生产成本，保证了安装质量。经过青岛欧典商苑（7.9万）、凤凰城（17.6万）等工程应用，证明深雕石材幕墙安装施工工法行之有效，能节约大量人力，确保工程进度和质量，本工法有广泛的推广和应用价值。2、 工法特点2.1深雕石材与支架系统之间的可靠连接实现了深雕石材幕墙干挂施工，改变了深雕石材墙面从基础砌筑的传统工艺。2.2石材与石材胶接加锚栓连接满足了深雕石材幕墙出女儿墙部位的风荷载要求和干挂深雕石材幕墙的水密性、气密性要求。2.3吊装就位方便准确，操作容易、速度快、安全可靠。2.4石材的加工雕刻、开孔、预拼等工序都在工厂内制作完成，现场只负责安装，减少了施工现场的粉尘、噪音，有利于环境保护。3、 适用范围本工法适用于现浇混凝土框架结构外墙面，深雕石材幕墙高度25m以下，石材厚度200mm600mm，单块石材不大于4m2的深雕石材幕墙。4、 工艺原理整幅深雕墙面根据深雕图形分解成有利于雕刻、安装的若干单块石材，单块尺寸不大于4m2，并分立面、分区、分组编号。支撑系统是用槽钢作为的立柱和横梁组成的网格式钢框架。网格式钢框架与建筑物外墙连接方法是通过连接件与主体结构预埋件焊接和出屋面部位的框架边梁上的钢构架连接（出屋面部位的框架边梁上加角钢包，梁四角用角钢包裹梁四周加钢连接缀板形成构架）。石材与支架的连接为在深雕石背面下部设置100100110方孔，用槽钢伸入洞内灌AB胶固定，作为石材竖向承载支撑点；垂直于雕花石材水平钻孔用通长不锈钢钢棒对穿螺栓将石材连接在网格式钢框架上；石材上预埋组合锚栓埋件作为石材的风荷载支撑点和石材位置固定。石材与石材之间用不锈钢钢棒锚栓和结构AB胶连接由若干单块石材拼装成整幅深雕墙面。因深雕石材幕墙重量较大，结构设计前应完成深雕石材幕墙设计和幕墙整体荷载及深雕石材部份的荷载计算。结构设计时应考虑深雕石材幕墙荷载分布和支架龙骨排布。支架系统设计除按主体结构特点设计计算幕墙的整体支架受力外还应对深雕石材幕墙部位作单元验算，及出女儿墙部位石材的抗风荷载计算。计算结果应符合：应力f 截面应力最大组合设计值；f 材料强度设计值。挠度uu u挠度组合设计值；u 材料弯曲允许设计值。5、 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程准备工作测量放线石材下料、雕刻石材预拼石材开孔、钻孔石材检验工厂加工定位、吊装埋件尺寸复核、整修梁上构架及连接件制作石材支架体系龙骨制作支架体系验收梁上构架及连接件安装构架及连接件验收弹石材定位线石材吊装就位石材支架体系龙骨安装石材吊装定位、固定上部石材定位固定接缝打磨整平螺栓孔补缺修复接缝打胶墙面清洗验收5.2操作要点5.2.1施工前准备工作1.熟悉图纸，绘制整幅深雕石材幕墙的分块方案图。深雕石材分块尽量做统一协调既利于加工雕刻又方便安装固定。2.计算每块石材重量，及整幅深雕石材幕墙重量，设计计算幕墙的整体支架受力和深雕石材幕墙部位作单元验算，及出女儿墙部位石材的抗风荷载计算。复核主体结构承载力。3.施工人员、施工机具、材料准备。4.编制深雕石材幕墙脚手架施工方案，搭设脚手架。5.主体验收后清理预埋件。5.2.2现场测量放线1.根据图纸和整幅深雕石材幕墙的分块方案图，对外墙面进行测量放线，消化尺寸误差。确定整幅深雕各边边界线和每块石材的定位线。实行分块尺寸控制和总尺寸控制，并对尺寸线进行复核。2.根据现场测量定出的整幅深雕各边边界线和每块石材的定位线的实际尺寸，绘制整幅深雕分块详图，并对每块石材进行编号，提供给石材加工厂进行加工。5.2.3梁上构架、连接件及支架体系龙骨制作 根据设计和现场尺寸对梁上构架、连接件及支架体系龙骨进行划线下料、定位、钻孔、铣槽等，制作完成后进行尺寸复核。并对材料进行热镀锌处理。5.2.4梁上构架、连接件安装1.深雕石材荷载集中部位的在出屋面无板框架边梁的梁四角、角钢内面也抹上乳胶水泥后，立即将角钢贴上。梁顶、梁底承重槽钢替代部分连接缀板,缀板与角钢焊接，梁上构架节点详图5.4.2.1 图 5.2.4.1 梁上构架构造2. 梁上构架部位的连接件为构架组成部分的梁顶和梁底槽钢，安装时应与预埋件上连接件定位垂线一致。预埋件上连接件安装按定位垂线将连接件与埋件点焊，待立柱龙骨安装后再进行满焊。3. 梁上构架及梁上构架部位的连接件安装结束经验收符合要求后，再进行支架系统的龙骨安装。5.2.5石材支架体系龙骨安装1.立柱与连接件连接采用不锈钢螺栓，先将连接件与梁上构架及预埋件点焊定位后，再将立柱与连接件采用不锈钢螺栓连接。立柱全部调整到位后连接件满焊牢固，立柱的垂直度、平整度、标高、尺寸全部验收合格后紧固全部连接螺栓。立柱与主体结构连接详图5.2.5.1、图5.2.5.2。图5.2.5.1立柱连接 图5.2.5.2 立柱连接 2.横梁安装，先根据竖向分格尺寸水平线将角码焊接在立柱上，再将横梁用不锈钢螺栓固定在负码上。横梁安装后经复核调整至尺寸、水平、标高、平整度全部合格后紧固全部连接螺栓。横梁与立柱连接详图图5.2.5.3横梁与立柱连接3.支架体系安装结束后对所有焊接处进行焊碴清理刷防锈漆。组织支架体系验收，符合要求后方可进行石材吊装。5.2.6弹分块定位线根据整幅深雕分块详图在已验收合格的骨架上弹出每块石材的定位边线和整幅深雕图案的边线及控制线。每块石材安装时安整幅深雕分块详图对号入座，安每块石材边线定位控制。5.2.7石材下料、雕刻石材加工厂根据整幅深雕分块详图、石材的尺寸详图、每块石材所处位置最大厚度进行下料雕刻，雕刻完成后按图编号。5.2.8石材预拼、尺寸复核、整修 整幅深雕图雕刻结束后，选择平整场地按整幅深雕分块详图弹线编号，石材对号入座拼成整幅深雕图案。对每块石材进行尺寸、图案校核检验，不符合要求的石材给予修整，确保接缝严密、图案对接无偏差、尺寸准确，并复核整幅图案的总尺寸。整幅深雕图案预拼合格后弹出每块石材安装控制线。5.2.9石材开孔、钻孔 石材预拼检验合格后根据石材安装需要开作为石材竖向承载用100100110方孔，位置一般在石材下方控制线交点上。钻垂直于雕花石材水平对穿螺栓孔、石材背面预埋组合锚栓埋件螺栓孔、吊装用组合锚栓埋件螺栓孔、固定就位不锈钢锚栓孔。石材与石材之间用不锈钢锚栓钻孔需上下两块石材预拼就位后两块石材一起钻孔。5.2.10定位、吊装锚栓埋件安装1.按设计方案要求安装化学不锈钢锚栓，锚栓的深度、直径、需按每块石材重量计算并化学锚栓锚固性能检测后确定。2.锚板安装前锚栓需经全部检测合格后方可进行。锚板安装时每个螺栓的螺母均要拧紧。吊装锚板的吊环由圆钢制作按整幅深雕石材中的最重石材分块的重量计算确定。吊装埋件见图5.2.10.13.上部石材的就位锚栓由12不锈钢钢棒组成，预先固定在下部石材顶部伸入上部石材50mm左右，详图5.2.10.2。 图5.2.10.1吊装埋件 图5.2.10.2上部石材的就位锚栓5.2.11石材进场检验因深雕石材干挂幕墙每块石材的受力为点式支承，单块石材的重量较大，且幕墙有凸出女儿墙部位需依靠石材自身强度承受抗风荷载，故对石材的材质要求较高，石材进场检验需符合如下要求：1.石材进场时，严格检查板块的外观尺寸、平面度、角度、外观等质量缺陷，核查其型号、出厂合格证及产地证明，确保符合规范和设计要求；2.石板的长度、宽度、厚度、直角、异型角、半圆弧形状、异型材及花纹图案造型、石板的外形尺寸均应符合设计要求；3.石板外表面的色泽应符合设计要求，花纹图案按样板检查，石材四周围不得有明显的色差；石板的编号应同设计一致，不得因加工造成混乱。5.2.12石材吊装定位、固定1. 深雕石材吊装用50t.m以上汽车吊进行图5.2.12.1，将预置好的石材吊至立面相应的位置并临时固定图5.2.12.2，然后用手动葫芦进行调整直至调到正确位置图5.2.12.1汽车吊石材吊装 图5.2.12.2石材吊至立面相应位置 图5.2.12.3手动葫芦进行调整2. 深雕石材固定下部用槽钢伸石材预先开好的孔洞中100mm,就位后用结构AB胶嵌缝，挑槽钢上部用角钢锚板锚栓固定。单块石材中线偏上位置用不锈钢对穿螺栓固定在龙骨上。石材固定图5.2.12.4、5.2.14.5图5.2.12.4石材安装固定图5.2.12.5石材安装固定5.2.13上部石材就位固定 1.上部石材吊装将预置好的石材吊至立面相应的位置并临时固定然后用手动葫芦进行调整直至调到位置上方，底部预钻孔洞对准就位锚栓徐徐下落就位，上部石材就位图5.2.13.1。2.上部石材与下部石材连接固定用结构AB胶胶接加不锈钢钢棒锚栓连接，不锈钢棒锚栓规格为直径16 、长400mm 从侧面斜向植入每边一排，纵向间距500mm。接触面边沿30宽做平，中间凿毛。安装时卯孔内与中间凿毛部位打AB胶（不锈钢棒锚栓规格、长度、间距经试验和计算确定），上部石材固定图5.2.13.2。 图5.2.13.1上部石材就位 图5.2.13.2上部石材固定 5.2.14接缝打磨整平、螺栓孔补缺修复1.接缝打磨整平，先将石材中有掉棱、高低不平等缺陷的缝隙间原有填充物清理干净，使用接近石材本身颜色的云石胶并将云石胶进行完美的调色，将调好的云石胶进行填充，由于云石胶完全凝固后会有一定程度的收缩，所以应使云石胶稍微高于石材水平面，这样不至于多次填充。采用打磨抛光片和打磨填充剂和凸出部分石材使之与石材成为一个水平面。 2. 螺栓孔补缺修复，将石材中所有外露螺栓孔先用结构胶封堵，再用调色后云石胶修补，云石胶完全凝固后打磨平整，修补后效果见图5.2.14.1。图5.2.12.2石材螺栓孔修补效果图5.2.15接缝打胶、墙面清洗1. 接缝打胶：石材干挂施工完毕后，进行表面清洁和清除缝隙中的灰尘。在缝两侧的石材上，靠缝粘贴10-15毫米宽的胶带，以防止打胶嵌缝时污染板面。然后用打胶枪填满密封胶。如果发现密封胶污染板面，必须立即擦净。2. 墙面清洗：整个立面的石材安装完毕，必须将石材表面清理干净，用干净水和硬毛刷对所有石材表面清洗，直到所有尘土、污染物被除。5.2.16 验收整个墙面施工结束后，应组织验收，符合要求后方可拆除脚手架、交付使用。6、 材料与设备6.1材料6.1.1深雕石材：选用：500mm厚花岗岩石，弯曲强度检测值不小于8.0MPa。6.1.2钢材：钢材采用Q235碳素钢。1.立柱热镀锌18槽钢、横梁热镀锌10槽钢；2. 梁构架四角10010010mm热镀锌角钢，缀板10mm厚钢板；3. 预埋件30030015mm热镀锌钢板锚板、616钢筋锚筋；4.连接件：热镀锌18槽钢用于构架、埋件与.立柱连接，8011016mm热镀锌角钢用于立柱与横梁连接。6.1.3不锈钢螺栓：采用M1660,M1240两种，分别用于立柱和横梁连接。6.1.4 石材埋件：20020012mm热镀锌钢板锚板、60606mm热镀锌角钢、高强化学锚栓M16190用于石材吊装、就位、固定埋件，6.1.5不锈钢钢棒锚栓：12用于上部石材就位、16用于上部石材与下部石材拼接。6.1.6结构胶用于石材结合填缝，填补孔洞。6.2机具设备：70t/m汽车吊车1台，叉车1台，电动葫芦1个，手动葫芦3个，电焊机2台，吊绳2付，电钻5把、手提式砂轮磨光机5台、检测器具及施工所需的其它工具。7、 质量控制7.1质量控制标准天然花岗石建筑板材GB/T18601金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133建筑装饰装修工程质量验收规范GB50210干挂石材幕墙用环氧胶粘剂JC8877.2质量保证措施7.2.1石材、钢材的物理力学性能、热镀锌质量应符合设计和规范要求。7.2.2骨架、预埋件、连接件、锚板的焊接焊缝质量应符合设计和规范要求、防腐处理符合设计和规范要求。7.2.3横梁两端的连接件及垫片安装在立柱的预定位置，并应安装牢固，其接缝应严密；所有螺栓应紧固，并有防忪动措施。7.2.4骨架安装允许偏差详表7.2.4表7.2.4 骨架安装允许偏差项目允许偏差(mm)检测方法预埋件标高偏差10与标高线钢板尺位置偏差20钢板尺立柱标高偏差3与标高线钢板尺轴线前后偏差2钢板尺左右偏差3钢板尺相邻立柱距离偏差2钢板尺横梁横梁高差3与标高线钢板尺相邻横梁高度差1钢板尺、塞尺单根水平度1水平尺检查7.2.5 石材安装允许偏差详表7.2.5表7.2.5 石材安装允许偏差项目允许偏差(mm)检测方法单块石材竖向石材直线度32m靠尺、塞尺相邻两竖向板材间距尺寸1.5钢卷尺相邻两横向板材间距尺寸1.5钢卷尺分格对角线差3钢卷尺相邻两横向板材的水平标高差2钢板尺、塞尺横向板材水平度2水平仪总尺寸宽度偏差3钢卷尺高度偏差3钢卷尺垂直度10经纬仪水平度5水平尺8、安全措施8.1深雕石材安装应参照劳动安全、环境保护相关法律、法规，结合工程实际情况，编制与工程相符合的施工方案，并经审批后方可施工。8.2外脚手架应专门编制经计算符合深雕石材安装荷载要求的承重脚手架方案。脚手架搭设牢固可靠，满足石材安装时操作面需要，操作面满铺脚手板。8.3所有参加施工的作业人员必须经安全技术操作培训合格后方可进入现场进行施工。严禁无证上岗作业。各工序施工前均应由施工负责人进行书面交底。8.4 施工人员作业时戴好安全帽，正确系好安全带，并配备工具袋。8.5施工现场必须健全机械设备安全管理体系，完善机械设备生产责任制，用电设备必须做好接地，临电必须按规范规程要求施工，并做好平时的检查、验收、发现问题及时整改。8.6工程上下交叉作业时，要采取有效、可靠的安全防护措施。8.7现场焊接时，在焊接下方应设防火斗