石材幕墻設計 和施工驗收中的 若干問題

    近幾年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，一些大中城市的公用建筑物的外圍護結構采用天然石材幕墻的越來越多｡作為建筑物外墻面的裝飾面，石材幕墻獨特的藝術風格､高雅莊重的外在造型，使建筑物更具時代感和藝術感，使城市景觀得以進一步提升｡

    一般情況下，石材幕墻是指干掛石材飾面，通常是通過連接件將石材飾面材料安裝在建筑物外立面或局部內(nèi)表面的支承骨架上，起圍護裝飾效果的一種新型施工工藝｡它具有施工效率高､裝飾效果好､檔次高､受環(huán)境影響小等優(yōu)點，特別是減少了濕作業(yè)，克服了水泥砂漿粘結劑對石材滲透污染的弊病｡但在石材幕墻的設計､加工制作和安裝施工過程中，由于缺乏統(tǒng)一的技術規(guī)范，施工人員技術水平偏低，致使石材幕墻工程施工中存在許多安全隱患｡因此，加強石材幕墻特別是高層建筑干掛石材幕墻的質(zhì)量控制和檢查驗收工作，便成了施工過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)｡

    在石材幕墻工程設計中，主體結構設計單位往往將石材幕墻的設計任務交給幕墻施工單位，或只是在圖紙中簡單注明外墻裝修為干掛石材，具體造型､布局及色調(diào)等細節(jié)問題由石材施工單位自已設計實施，導致無圖紙施工或者是邊設計､邊修改､邊施工｡而石材幕墻設計單位也只是按照自己的思維方式進行設計，與總體設計沒有有效溝通，常常產(chǎn)生預埋件無法正常預埋､窗洞口對不上､玻璃幕墻與石材幕墻結合不到位等一系列問題｡

    《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》（JGJ133-2001）第7.2.4條規(guī)定：石材幕墻與主體結構連接的預埋件，應在主體結構施工時按設計要求埋設｡預埋件應牢固，位置準確，預埋件的位置誤差應按設計要求進行復查｡且與幕墻立柱相連的主體混凝土構件的混凝土強度等級不宜低于C30｡而現(xiàn)實情況是總體設計與幕墻設計往往很難及時協(xié)調(diào)溝通，造成預埋件的位置不準確，甚至無法預埋，只能采取后期設置錨板連接件的方法進行施工｡

    對于層高較大的結構，往往還需要增加幕墻立柱的支承點，而支承點無法全部設置在主體結構的有效實體上，只能設在非承重的輕質(zhì)墻上｡總包施工單位應與幕墻施工單位及時配合，在需要設置預埋件（或后置錨板）的部位設置構造柱或混凝土塊以確保連接可靠｡而幕墻施工單位往往對此重視不夠，在總包單位進行二次結構施工時，不及時進行溝通配合或者無法及時進場，只是事后在輕質(zhì)砌塊上打孔設置錨板或者在陶粒砌塊中注入砂漿來加強錨固效果｡對這種遇到問題再臨時現(xiàn)場處理，野蠻施工的做法，監(jiān)理驗收也經(jīng)常是睜一只眼閉一只眼，給幕墻工程留下很大的安全隱患｡

    為了克服石材幕墻設計方面的問題，建設單位應和幕墻設計施工單位提前聯(lián)系溝通，對石材幕墻的設計風格､結構型式等提出相關要求，并加強石材幕墻設計施工單位與主體結構設計單位的溝通協(xié)調(diào)，確保幕墻設計與主體結構設計的協(xié)調(diào)性與統(tǒng)一性，以及幕墻工程的安全性與可靠性｡

    《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》（JGJ133-2001）第4.4節(jié)對石材幕墻的防火防雷設計有明確的規(guī)定：防火設計應符合《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的要求；同時防火層應采取隔離措施，并應根據(jù)防火材料的耐火極限，決定防火層的厚度和寬度，且應在樓板處形成防火帶｡但實際施工中，很多石材幕墻施工單位根本不考慮設置防火帶的問題｡

幕墻的防雷設計除應符合《建筑物防雷設計規(guī)范》的有關規(guī)定外，還應在幕墻結構中自上而下地安裝防雷裝置，并應與主體結構的防雷裝置連接，同時幕墻的防雷裝置設計及安裝應經(jīng)建筑設計單位認可｡但有些幕墻施工單位不及時與總包單位溝通協(xié)調(diào)，也不與設計單位協(xié)商，導致主體結構的防雷裝置沒有預留必要的連接點，幕墻防雷裝置無法與主體結構的防雷裝置進行可靠連接｡

    《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》（JGJ133-2001）第4.3.4條規(guī)定：幕墻的保溫材料可與石板結合在一起，但應與主體結構外表面有50mm以上的空氣層｡2008年3月1日開始實施的《建筑裝飾工程石材應用技術規(guī)程》（DB11/T512-2007）第4.7節(jié)對幕墻節(jié)能設計也做了詳細的規(guī)定｡

    這些規(guī)定在實際施工時往往難以實現(xiàn)｡首先是石材幕墻的保溫設計者不明確｡主體結構設計單位與石材幕墻設計單位經(jīng)�；ハ嗤莆�，都認為石材幕墻保溫應由對方進行設計，有的即使設計了也不符合規(guī)范要求，使施工無據(jù)可依｡其次，施工單位對石材幕墻也要做保溫的要求不理解，不重視，所以現(xiàn)場既不按照普通外墻外保溫的做法進行施工，也不按照規(guī)范規(guī)定的方法進行施工，只是簡單地用釘子甚至用鋼筋棍將保溫板隨意釘在結構墻體上，嚴重影響了保溫層的牢固性與保溫效果｡

    對這種設計不明確或施工依據(jù)不足的情況，必須加強設計方面的措施和雙方的溝通，對施工的隨意性行為要堅決杜絕，嚴格按照規(guī)范標準進行施工｡

    我國是個多地震的國家，設防烈度6度以上的地區(qū)占國土面積的70%以上，絕大多數(shù)的大､中城市都要考慮抗震設防｡所以為了滿足強度計算的要求，對石材的厚度､幕墻的結構體系都有嚴格的要求｡

    在實際工程中，石材幕墻的設計與施工都是由幕墻施工單位自已來操作，并沒有專業(yè)的設計公司進行設計，往往只考慮施工成本和施工的便捷性，缺乏與主體結構設計的溝通協(xié)調(diào)，常常導致石材的連接､幕墻鋼結構自身結構體系､幕墻鋼結構與主體的連接都無法滿足幕墻的抗震構造要求，最終使幕墻的抗震設計目標無法實現(xiàn)｡

    為了保證石材幕墻的抗震性能，幕墻設計施工單位應在主體結構施工到相應部位前，與主體結構設計單位溝通聯(lián)系，細化幕墻施工圖紙，明確幕墻的結構體系與各節(jié)點構造，確保預埋件的位置準確､各節(jié)點構造的合理性與安全性，達到幕墻設計在設防烈度地震作用下經(jīng)修理后仍可使用；在罕遇地震作用下，幕墻骨架不脫落的設計要求｡

     《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》(JGJ133-2001)第5.6.6條規(guī)定：橫梁應通過角碼､螺釘或螺栓與立柱連接，角碼應能承受橫梁的剪力｡螺釘直徑不得小于4mm，每處連接螺釘數(shù)量不應少于3個､螺栓不應少于2個｡橫梁與立柱之間應有一定的相對位移能力｡第5.7.11條規(guī)定：立柱應采用螺栓與角碼連接，并再通過角碼與預埋件或鋼構件連接｡螺栓直徑不應小于10mm，連接螺栓應按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003）進行承載力計算｡立柱與角碼采用不同金屬材料時，應采用絕緣墊片分隔開｡

    實際施工中，施工單位為了節(jié)約成本，降低實際開支，往往不采用螺栓連接方式，而用焊接方式將橫梁､立柱與角碼全部焊死｡這種連接做法給幕墻結構造成了重大弊端：

    ① 橫梁與立柱間的相對位移､立柱與角碼間的調(diào)節(jié)都無法進行；

    ② 石材安裝后，由于荷載的增加，產(chǎn)生的主體結構變形無法進行調(diào)節(jié)，導致局部應力增加；

    ③ 目前，石材幕墻設計的石板間的縫隙多為6､8､10mm等，可在實際安裝過程中，由于干掛件的厚度多為3~5mm，且橫梁､立柱與角碼間全部焊死，這樣一來，板與板之間的間隙常利用螺母､墊片等來調(diào)整，累積成載，負荷增加｡這樣的硬性接觸，在振動､風壓､溫差變化情況下，將產(chǎn)生嚴重的后果；

    ④ 幕墻構件與立柱､橫梁的連接要能可靠地傳遞地震作用､風荷載及溫差應力，能承受幕墻構件的自重｡但是為防止主體結構水平力產(chǎn)生的位移使幕墻構件破壞，連接又必須有一定的適應位移的能力，使得幕墻構件與立柱､橫梁之間有活動的余地｡橫梁､立柱的焊接恰恰限制了這種位移能力｡

    為了控制好施工質(zhì)量，必須加強現(xiàn)場工程師的專業(yè)技術培訓，加強技術工人的技能訓練，最大限度地提高參建人員的業(yè)務水平；同時要求現(xiàn)場管理人員盡職盡責，通過科學管理，發(fā)揮最大的質(zhì)量效益｡

    干掛石材所用連接件應符合圖紙設計要求和《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》(JGJ133-2001)的規(guī)定，但有些施工單位為降低成本而選用劣質(zhì)材料以次充好｡如施工單位有時用脫磁處理的“不銹鐵”掛件代替國標304不銹鋼或7075鋁合金掛件｡這三種掛件的抗拉強度分別是：國標304不銹鋼為530~620MPa；7075鋁合金為540~560MPa；而“不銹鐵”僅為160~180MPa，還達不到不銹鋼的1/3，用它做石材干掛件，其效果可想而知｡

    《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》(JGJ133-2001)第6.3.7條明確規(guī)定：石板經(jīng)切割或開槽等工序后均應將石屑用水沖洗干凈，石板與不銹鋼掛件間應采用環(huán)氧樹脂型石材專用結構膠粘結｡長期以來，不少施工單位在施工過程中卻用大力士云石膠來代替石材干掛AB膠｡導致這種錯誤做法的原因可能有兩種：①對膠的性能及用途不了解，存在認識上的誤區(qū)；②為了節(jié)約成本，降低成本支出｡通常所用的云石膠是不飽和樹脂膠，適用于建筑石材的快速定位及拼花､修補､粘結，主要是石材與石材間相互粘結用膠｡用它作為石材與金屬的粘結膠是不科學的，其粘結強度要低于石材干掛膠很多倍，也不符合行業(yè)標準《干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑》（JC887-2001）的要求｡而石材干掛AB膠是一種雙組分環(huán)氧樹脂干掛結構膠，其適用范圍是石材類粘貼及木材､鋼､鐵､銅､鋁､不銹鋼､混凝土､水泥預制件､粘土磚､玻璃鋼､人造石等不同材質(zhì)的相互粘接｡

    一般講，云石膠的固化成型要比AB膠快，施工比較簡便，價格較低，但其對石材的污染也相對比較大，而且云石膠固化后的彈性比AB膠差，這樣對抵抗疲勞荷載和溫度作用就很不利｡

    對石材連接件､干掛膠的選用，應嚴格按照規(guī)范要求，加強現(xiàn)場驗收工作，杜絕不合格材料進入施工現(xiàn)場｡

    石材幕墻工程的竣工驗收往往得不到參建各方的普遍重視｡有的認為石材幕墻施工完后，只要外立面符合設計意圖，沒有明顯色差和污染就可以了，不需要進行專門驗收，忽視了石材工程應提交的驗收資料｡如有效的設計圖紙､計算書､設計變更､硅酮結構膠的相容性試驗報告､幕墻的物理性能檢驗報告､石材的凍融性試驗報告､幕墻的淋水檢查記錄等｡究其原因，也是與建筑市場的監(jiān)督體制和施工隊伍的素質(zhì)偏低､監(jiān)理隊伍技術薄弱有關｡有些施工隊伍是由外來務工人員臨時組成，只會干活，不會做資料，往往是活干完了，資料還沒有整理｡監(jiān)理人員也對石材幕墻的竣工驗收資料不熟悉，造成沒人報資料，也沒人督促資料｡待主體工程竣工后，幕墻工程的驗收資料也就不了了之｡

    針對上述問題，只有加強工程管理，嚴格按照程序進行施工､報驗､驗收，才能交出合格工程｡

    目前，干掛石材幕墻已得到廣泛應用，但是石材幕墻的設計在一些技術細節(jié)方面的處理尚未得到重視｡并且，存在大量的農(nóng)村剩余勞動力和其他行業(yè)轉(zhuǎn)崗人員進入裝飾行業(yè)､施工人員素質(zhì)參差不齊的問題，而監(jiān)理隊伍對該技術的認識水平不高也是不爭的事實，再加上目前國內(nèi)尚無系統(tǒng)的石材干掛工程驗收標準，所以監(jiān)理工作難度較大，對監(jiān)理隊伍的技術和相關技能培訓也成了亟待完善的重點工作｡總之，為了保證石材幕墻工程質(zhì)量的合格和安全，必須提高整個行業(yè)的整體素質(zhì)，從設計人員的重視，到提高一線操作工人的素質(zhì)，以及監(jiān)理隊伍的技能｡這不僅是當務之急，更是企業(yè)和行業(yè)發(fā)展的基礎｡