组合式石材幕墙工法.doc
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江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司
高层建筑组合式石材幕墙施工工法
1、前言
广东是一个台风多发地区，考虑到安全问题，建筑师很少选用石材作为外立面幕墙。
然而近年来，随着科学技术的进步和建筑技术的发展，建筑幕墙的新材料和新工艺不断涌现，石材幕墙在我国得到了迅猛发展，石材幕墙的总量多年来稳居世界第一，据专家统计，占每年世界石材幕墙开工量的65％。
建筑师逐渐开始选取石材作为表现建筑独特个性的元素。
石材幕墙应用的高度越来越高，体量越来越大；使用的石材品种越来越多，由原来单一的花岗岩发展到大理岩、石灰岩、砂岩等品种；在深圳皇轩酒店等一些高层、超高层建筑中，我们看到了越来越多的幕墙采用石材等脆性材料作为幕墙材料，石材幕墙的造形更复杂、安全性要求更高，安装施工工艺要求越来越严。
本工法阐述高层建筑组合式石材幕墙施工的方法。
2、特点
组合式石材幕墙施工技术，为超高层建筑的石材幕墙的安装、更换与拆卸提供了新的便利方法。
该施工技术较之传统的干挂技术有许多独有的优势。
其一，它使用快捷方便，在加工的同时，建筑施工现场可安装龙骨系统，由于石材可按设计编号安装，所以无论哪一块石材运到现场，都可以马上安装，不受相邻石材安装的影响，可以节省安装时间，幕墙平整度容易控制并得到保证。
其二，系统结构合理，背卡和石材构成弹性连接，各连接点受力后具有弹性自平衡特点，同一块石材随卡数量的增多承载力增大，有利于抗震减振。
其三，背卡和石材之间用环氧树脂胶粘接，这样易于工厂化生产，质量容易控制，拉拔实验其承载力满足设计要求，离散性小，而且耐腐蚀性好。
其四，幕墙便于维护保养，破损石材更换方便，它突破了石材安装必须有序的要求，可随意装拆任意一块石材，进行单块更换，不影响相邻板块，施工安全简便快捷。
并且石材开槽费用低，只需用普通介片，设备简单易操作，综合成本相对较低。
3、适用范围
组合式石材幕墙施工技术最适用于高层和超高层建筑花岗岩、微晶石等石材幕墙。
目前它已经通过了中国建筑科学研究院组织的台面加速度为900gal的X、y向Elcentro波和人工波振动台抗震实验，并在深圳市建筑科学研究院完成了产品的抗疲劳实验（正负风压400万次）。
4、工艺原理
本工法在传统石材幕墙施工技术基础上采用石材幕墙施工新技术——组合式石材幕墙。
该施工技术通过合理的结构和构造设计，使石材板块彼此独立，可随时拆卸和安装，使石材幕墙易于维护；通过合理布置连接点的数量和位置，改变石材板面的受力模型，使石材幕墙系统更加安全可靠，同时能适用于大规格石材板块幕墙及减小石板的设计厚度；采用双道密封施工技术，使石材幕墙可在严寒地区冬季施工，适合于国内大部分地区四季施工。
本工法以一个横向分格和一个竖向分格为基本单元，一般板块大小在1ｍ2左右，质量轻、安装方便，且具有单元式石材幕墙的优点；附框制作与现场龙骨安装可同时进行，合理安排作业计划，可大大缩短工期。
5、工艺流程及操作要点
5.1、作业步骤：
（1）依据施工图每一条横向及直向基准，以墨线标示于结构体上面，完成面基准线则标示于门窗或柱身的侧边。
（2）依据分料表，将每一个区域的石材板归定位。
（3）依据系件配置图在石板的支撑点位置做定位切槽。
（4）依据完成的基准安装石材。
石材幕墙水平节点大样（见图1），安装节点示意图（见图2）。
图1 石材幕墙水平节点大样
5.2、工艺流程：
定位放线—基层处理—化学锚栓安装—“L”型角板安装—固定主龙骨—安装次龙骨—固定挂件—石材定位切槽—石材安装到位—粘接胶条—打胶勾缝—清理—成品保护。
5.3、操作要点：
（1）定位放线
水平向控制线采用以500mm水平线为依据向上（或向下）量距来控制石材的水平度和垂直方向分块。
在每个立面中间位置的墙上选定一个窗口，从上到下准确找出该窗口的中心线位置，弹上墨线作为竖向控制线，以此为依据向左右量距来控制石材的垂直度和水平向分块。
放线示意图（见图2）。
图3放线示意图
（2）基层处理
对混凝土外墙表面进行测量，检查其平整度，从而保证主龙骨的垂直度，根据图纸对砼外墙面进行基层处理，将基平面清理干净。
（3）化学锚栓安装
以竖向控制线为依据，向左右量距核定钻孔位置，按程序进行化学锚栓安装。
即：
钻孔—清孔—置入化学胶管—置入螺杆—凝固后施工。
保证化学锚栓的准确位置和锚固性能。
（4）“L”型角板安装
以竖向控制线和化学锚栓为依据，核定主龙骨宽度定点，通过已安装化学锚栓固定角板于墙体上。
（5）固定主龙骨
根据主龙骨图将龙骨进行编号分类码放，然后进行主龙骨安装，安装主龙骨时将主龙骨侧面上的圆孔与角板上的长圆孔用M10螺栓连接，调节主龙骨的垂直度，最大调节量为30mm。
（6）安装次龙骨
根据石材规格分块，确定次龙骨长度，编号分类码放。
主龙骨安装完毕检查合格后可以进行次龙骨的安装，次龙骨通过专用角板连接，在主龙骨侧面上钻孔用M10螺栓将专用角板固定在主龙骨上，专用角板与主龙骨接触面上打长圆孔可以延主龙骨方向上下调节，最大调节长度为30mm（即次龙骨可上下调节），再将次龙骨与专用角板用M10螺栓相连。
（7）固定挂件
次龙骨安装完毕检查后进行干挂件的固定。
根据石材所需用的挂件数量进行统计，确定挂件位置后开始采用专用马车螺栓固定。
通过挂件上的长圆槽孔可进行适当的调节，以保证石材位置的准确性。
龙骨与挂件安装示意（见图3）
图4背栓式挂件安装示意图
（8）石材定位切槽
干挂件安装完毕后，即可进行石材的固定，在进行石材安装时，必须先在石材边缘进行定位切槽，一般切沟规格长度为80-100mm，宽2-2.5mm、深12-15mm。
在配套切槽定位器的配合下可安全操作。
（9）石材安装就位
将切槽完毕的石材按照分块进行就位安装。
石材安装到位，调整好石材的垂直、平行及留缝间隙后可紧固固定螺栓。
石材与墙体连接（见图3）
图5石材与墙体连接安装示意图
（10）粘结胶条
每块石材安装完毕后，即刻清理石材边沿，粘结双面胶条（按设计要求石材留缝宽度决定所用胶条厚度），以保证勾缝时填缝胶横平竖直、宽窄一致。
（11）打胶勾缝
胶条粘结完毕后，可按工程要求进行勾缝打胶工作，打胶时要求达到横平竖直、宽窄一致、涂胶均匀。
使得胶缝美观且耐固，采用中性硅酮胶，以防止对石材产生腐蚀。
（12）清理
（１）每一块板安装完毕后，即对表面进行清理，以确保每一块板的安装已完全符合标准。
（２）清理的内容：
a、石材表面污垢；b、石板缝隙的误差；c、固定螺栓的紧固程度以及每块板的垂直度、平行度等。
（13）成品保护
将距地面2m高范围成活的石材墙面采用围档保护措施，以避免碰撞损坏；2m以上的成活墙面采用防污染的遮档设施保护。
6、材料
原材料的质量是影响产品质量的重要因素之一。
工程质量的好坏，很大程度上取决于原材料的好坏。
因此必须在主要材料选材和材料进厂检验上加以严格控制。
6.1材料要求
（1）石材选用应符合国家标准《天然花岗石建筑板材》（GB/18601）和《天然石材产品放射分类控制标准》（JC158-1993）的要求，
（2）金属材料：
A、所选用的金属材料符合行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）规定。
B、预埋件：
受力预埋件的锚板采用Q235等级B的钢材，锚筋采用二级钢筋。
C、小单元式石材幕墙挂件：
采用国标铝矽镁合金挂件，符合现行行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）的要求（此类挂件已进入国家图集）。
D、连接螺栓：
在幕墙钢结构与砼体结构连接预埋件漏放、偏差设计位置太远、设计变更同时采用高强化学锚栓连接。
化学锚栓螺杆材质为A3镀锌钢。
在幕墙钢结构与挂件主板连接用不锈钢六角螺栓连接。
所选用的金属材料均要进行防腐处理。
（3）石材干挂胶：
干挂胶的选用其性能符合行业标准《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》（JC887-2001）的要求，具有国家检测部门出具的检测报告、保质期限的质量证书及证明无污染的试验报告。
6.2控制主要材料质量的方法。
①选择好主要材料的供货商，进行供货评审。
对供货商的生产能力、质量保证能力、供货能力、价格水平、售后服务等进行评审，确定其是否为合格的供货商。
②对材料进行入库检验和验证，确保材料的质量。
6.3主要材料的检验验证。
①铝合金型材（标准GB/T5237）。
a．型材入库时，应验证合格证、材料的化学成份和力学性能证明、镀膜层符合GB8013标准为AA15级（型材平均膜厚15μm,最小膜厚12μm）。
b．进行外观和尺寸抽查。
c．对主要受力型材进行化学成份和力学性能复验。
②硅酮结构胶、耐候胶。
a．验证胶的质量证明文件、胶的牌号、批号和有效期。
b．10年质量保证年限证明书。
c．结构胶与相接触材料的相容性、粘接力试验报告（按工程试验）。
d．胶的产地证明和商检报告（进口胶）。
7、机械设备
表一：
组合式石材幕墙施工配备的施工机械设备
8、劳动组织及安全文明施工措施
以1100m2组合式石材幕墙为单位组织流水施工为例：
8.1、施工时组织专项施工混合班，由班长统一指挥施工。
8.2、主要工种及人数见表2
表2主要工种及人数表
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
施工员
1
2
质检员
1
3
电焊工
15
4
注胶工
20
5
铝材加工
10
6
幕墙安装工
50
7
幕墙加工
25
8
合计
122
8.3、工作岗位及职责
施工员：
对班组进行技术交底，制定施工方案，解决技术问题；
质检员：
对班组进行质量及成品保护要求教育，配合班组进行施工期间检查验收，组织专职检验收；
电焊工：
负责现场焊接工作
注胶工：
负责现场注胶工艺；
铝材加工：
负责铝板加工；
幕墙安装工：
负责外装工程放线、测量、安装；
幕墙加工：
负责幕墙组件加工。
8.4安全措施
（1）.公司在施工现场设有专职安全负责人，专门负责与现场业主、土建协调，落实有关安全生产的规章制度，做好现场施工人员安全施工宣传教育，使全体施工人员真正认识安全的重要性，进入施工现场必须遵守《建筑安装工人技术规程》，自觉遵守各项安全规定和安全规章制度。
（2）.特殊工种（电工、焊工）要有市级以上审批专业证书。
现场电线按规定架设，绝缘橡皮线穿过道路要加套管，以免压裂触电。
（3）.充分发挥“三件宝”的作用，进场前，必须穿、戴好安全帽、安全带，正确使用个人劳动防护用品。
时刻检查，注意下层的物品，凡2m以上的悬空、高处作业无安全设施的必须系好安全带，扣好保险钩，确保人员的安全，在没有扶手和简易的扶手的楼梯和前台上通过时，应先试其牢固程度，靠近墙的一侧通过，2人以上共同操作前协调一致，互相配合，高空作业严禁抛材料和工具等物件。
安装用吊船应按规定搭设。
（4）.施工安装时，不得违章操作，遇有特殊情况，经请求有关部门领导同意后，方可施工。
材料的堆放、吊运必须服从业主及土建单位的统一指挥；未经有关人员批准不得任意拆出安全设施和安全装置。
（5）.所用用电设备实行一机一闸一漏电开关，不使用时一律拉闸断电，增设和拆除供电线路时，一律由电工操作，施工临时用电严格按JGJ46-88规范要求执行。
进入现场施工时，首先查看现场电源、线路、电闸的保险程序，使用带电工具应按使用说明书接好地线，接通电源后，经过建筑公司电工检查后方可使用，并使用漏电保护。
工地内架设的电线，必须征得有关部门领导的同意，并符合用电规章制度，它的悬挂高度和工作地之间的水平应该按当地的电业局的规定标准。
（6）.施工人员均需进行体验，检验合格后才能参加作业。
工作严禁喝酒和打闹。
在使用工具前，检查其安全性能是否完好，不具备完好标准的工具严禁使用。
（7）.设立工地专职安全员，专职负责安全问题，发现问题即时解决，并及时汇报。
现场施工时，应严格遵守国家有关防火条例。
（8）.施工过程中，应在业主、监理公司、土建单位指定的地点休息，施工现场不准使用电炉子，不准随意扔烟头，并远离易燃、易爆物品。
（9）.各种电动机械设备必须有漏电保护装置和可靠安全接地方能开动使用；收工时要切断电源，并检查施工现场，清除隐患。
（10）.特殊工种未经培训不得上岗，不准无证操作；在焊接时，动工前要向总包单位提出办理动火证，并健全制度，在焊接层以下各层设立防火监护人，保证焊渣不引起其它部位起火，电焊机接到总包单位电工同意后，方可使用。
（11）.不准穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤膊进入施工现场；不准穿硬底鞋进行登高作业。
9、质量要求
9.1本工法实施过程中必须严格执行下列标准和规范：
（1）《建筑幕墙》（JGJ3035-1996）
2.《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）
3.《建筑幕墙抗雷性能振动台试验方法》（GB/T1857）
4.《建筑幕墙平面内变形检测方法》（GB/T18250）
5.《建筑幕墙物理性能分析》（GB/T18/15225）
6.《建筑幕墙风后变形性能测试方法》（GB/15226）
7.《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》（GB/15227）
8.《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》（GB/15228）
9.《建筑幕墙工程质量检测标准》（JGJ/T139-2001）
10.《天然石材产品放射分类控制标准》（JC158-1993）
11.《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》（JC887-2001）
12.《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）
13.《建筑幕墙质量验收标准》（GB50210）
9.2其他要求：
（1）采用无横向龙骨、带附框设计以及双道密封构造。
（2）石板通过不锈钢挂片与钢附框用螺栓连接，根据石板的规格，在石板四周设置1~2个不锈钢挂片。
不锈钢挂片与附框间设置柔性胶垫，抗震性能得到极大的改善。
此连接方式改传统的上下边4点固定为周边8点固定，大大增强了石材幕墙的安全性。
（3）附框的竖向边框上各固定有2个挂钩，带附框的石材板块通过挂钩与挂座连接，上部2个挂钩承受板块重力方向的荷载，4个挂钩一起承受风荷载方向的荷载，且挂钩在挂座上沿板面水平方向可滑动，防止使用过程中，因热胀冷缩导致石材产生局部应力。
（4）挂座固定在竖向钢龙骨上，上下和前后可调。
（5）石材间接缝采用双道密封，第一道密封为石材安装后，周边胶条相挤压形成一道密封线；第二道密封采用耐候密封胶填缝密封。
此种密封方式适用性强，可在国内任何地区四季施工，尤其适用于严寒地区冬季施工。
（6）防水处理：
石材作为外装饰面材，同时也作为一道雨屏，阻挡大量的雨水进入石材内部。
为保证石材板块的自由伸缩并满足抗震要求，干挂石材间应留有缝隙，缝宽一般在8~12ｍｍ。
这道缝隙同时也不可避免地成为雨水进入石材内部的通道。
板缝防水处理方式为填缝处理，利用有弹性的防水材料（耐候密封胶）填缝密封，防止雨水进入。
本系统采用双道密封防水设计，第一道为三元乙丙胶条周圈密封，第二道为耐候密封胶填缝密封。
10、效益分析
采用该工法施工的高层建筑石材幕墙工程，其良好的装饰效果、优良的防水性能以及安全的使用性能在市场上建立了良好的信誉，取得很好的社会效益，且施工安全简便快捷，设备简单易操作，综合成本相对较低，经济效益明显，其发展前景十分广阔。
11、应用实例
皇轩酒店位于深圳市福田区皇岗村内，是一栋综合性的高层准四星级酒店。
本工程由深圳市皇岗实业股份有限公司投资兴建，深圳市建筑设计研究总院二院设计，深圳市建控地盘监理有限公司监理，深圳市福田区工程质量监督与检验站监督，江苏省华建建设股份有限公司深圳分公司施工总承包。
本工程地下二层，地上22层（含裙房4层、架空层1层、标准层17层），建筑用地面积为6038m2，总建筑面积为35485m2，建筑高度为104.8m。
该建筑物地下室为两层，分别为人防及车库和设备用房；地上1～4层裙房为商业用房、会所、餐厅酒楼、及游乐场所等，架空层为花园、书画廊、健身房及游泳池等，5～18层为酒店客房,19～21层为大小会议室及总统套房。
本工程2003年10月15日开工，2006年11月9日经过深圳市质量监督总站、设计单位、建设单位、监理单位联合竣工验收，单位工程质量评定为合格。
本工程是深圳市高级酒店工程，外墙面全高设计为高层组合式石材幕墙。
工程在方案设计过程中，从装饰效果、降低成本，以环保节能为前提的理念出发，通过对现行的各种幕墙材料进行比较，最后确定采用石材等脆性材料作为幕墙材料。
工程在施工过程中执行该工法精心策划、道道程序严格把关，认真施工并得到了预期效果。
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