【实例】背栓式干挂红砂岩敞开式幕墙施工技术

　　1、工程概况

　　广州白云国际会议中心是广东省召开省、市人大、政协等政务会议的重要场所。广州白云国际会议中心位于广州市白云山国家风景名胜区西部，紧临云溪生态公园。总用地面积26.626公顷，总建筑面积309341平方米。其中地上建筑面积254139平方米，地下建筑面积43624.7平方米，架空层面积11577平方米。根据设计理念，体现建筑物与自然的和谐，在屋顶和立面上采用大量的红砂岩作表面。A、E栋立面大部分由半菱形开放式凸凹砂岩幕墙与隐框玻璃窗组成；屋顶采用平面红砂岩。砂岩分格为750（宽）×500（高）mm，两栋楼外墙面均采用干挂红砂岩饰面，挂石面积约33245平方米。

　　广州白云国际会议中心鸟瞰效果图

　　背栓式干挂红砂岩幕墙是用一个紧固件把石材和石材幕墙组件中的连接件连结在一起，再与龙骨连接，并由金属支架组成的横竖龙骨通过埋件连接固定在主体建筑外墙上。背栓属于可以自由拆卸的紧固件，连接件可按幕墙需要的构造要求来设计。这是新型有效的锚固专利技术。背栓锚固基本原理，是通过专用的设备和金刚石钻头在红砂岩的背部钻锥形孔，使得在植入锚固件时，锚固件底部打开后的形状与钻孔形状相吻合，通过锥形结合，形成结构锁定，进行锚固。背栓锚固原理的关键技术在于扩压环结构,它是通过具有弹性的A4不锈钢波形环的支撑达到机械锁定的目的。红砂岩锚固采用背栓式方法可通过有效计算选择最佳受力支撑点(约板长1/5处)，使得石材承受均布载荷的最大弯矩值最小，材料所需的抗弯模量最小，因而具备了红砂岩的使用条件。背栓式干挂红砂岩幕墙还有以下优点：
　　a．背栓式干挂红砂岩，因各个挂件均承载石材重量破裂后石材不易脱落且易于更换。
　　b.背栓式干挂红砂岩表面清洁，不易受污染。本工程为敞开式幕墙，不用打胶不会产生胶污染表面。

　　2、 红砂岩选用
　　本工程采用红砂岩40mm厚，设计值在干燥状态下为3.0Mpa；由于国家没有现成的规范。为此，业主项目办组织了专家和施工、加工单位对红砂岩作为面板作了可行性研究，并制订了《红砂岩加工设计及安装验收规程》。红砂岩容易风化，更容易受外界大气、酸雨、工业烟雾等外界因素对它的侵破坏。为了保护红砂岩，使红砂岩不被风化和侵蚀，本工程采用了高效石材防水剂对红砂岩浸泡，溶剂通过有效渗入红砂岩毛细通道，通过潮气的催化作用，与红砂岩充分结合形成一层纵深的、持久的防护层，红砂岩表面不留任何痕迹，并保持红砂岩的透气性，即使红砂岩表面部分磨损，内部仍具有十分优秀的防水性，提供最佳的“水珠效应”，能有效抵抗水、大气等污染物对红砂岩的侵害。对水性污染有一定防护作用，为红砂岩作为表面材料奠定了基础。

　　3、主要施工工艺流程

　　3.1工艺流程
　　测量放线→钢立柱结构定位安装→钢横梁定位安装→主体内墙防水处理→铝合金挂件安装→防火隔层安装、室内收口→红砂岩面板安装→交验。

　　3.2测量放线
　　将土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，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。
　　石材幕墙与主体结构连接的预埋件，应在主体结构施工时按设计要求埋设。预埋件应牢固，位置准确，预埋件的位置误差应按设计要求进行复查。当设计无明确要求时，预埋件的标高偏差不应大于10mm，预埋件位置差不应大于20mm。主体结构施工时漏埋的预埋件应采用植筋法或化学螺栓后置铁件，并经计算和现场拉拔试验确定其承载力。

　　3.3钢方通立柱安装
　　钢方通立柱的安装是在全部幕墙安装过程中，由于其工程量大，施工精度要求高而占有极其重要的地位。钢方通立柱的安装快慢决定着整个工程的进度，故作业无论从技术上还是管理上都要额外重视。石材幕墙立柱的安装应符合下列规定：
　　1）、立柱安装标高偏差不应大于3mm，轴线前后偏差不应大于2mm，左右偏差不应大于3mm；
　　2）、相邻两根立柱安装标高偏差不应大于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。

　　3.4横梁安装
　　在钢立柱上测出钢横梁的定位线，于水准仪测出钢横梁标高。采用脚手架安装角钢横梁，按设计要求将钢横梁固定于钢立柱上。
　　角钢横梁与钢方通立柱之间采用焊接固定，因此，焊接作业时应对下方和邻近的已完工装饰面进行成品保护。焊接时要采用对称焊，以减少因焊接产生的变形。检查焊缝质量合格后，所有的焊点、焊缝均需作去焊渣及防腐处理。并应及时做焊接验收及防腐验收。验收合格后方能进行隐蔽。

　　石材幕墙横梁安装应符合下列规定：
　　1）、应将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；
　　2）、相邻两根横梁的水平标高偏差不应大于1mm。同层标高偏差：当一幅幕墙宽度小于或等于35m时，不应大于5mm；当一幅幕墙宽度大于35m时，不应大于7mm。

　　3.5主体墙面防水
　　协同主体结构施工单位进行外墙及隐框窗防水处理。保证外墙防水的完整性。隐框窗外框防水处理完成后选择晴好天气安装保温系统。

　　3.6铝合金挂件安装
　　根据施工标准线，用水准仪控制标高。在钢横梁与铝合金挂间垫上绝缘垫片（见下图），用M3.9自攻钉固定，先拧至5分紧，精确定位后，拧紧固定M3.9自攻钉。

　　红砂岩竖剖节点图

　　3.7红砂岩面板安装工艺
　　红砂岩面板安装应按施工规划，按施工进度进行石材的加工，石材按进度加工完成后，应按立面编号分类装箱，并附装箱清单。按施工要求按清单将装饰面板运至施工面附近，并注意摆放有序，稳定可靠，防止倾覆。在搬运红砂岩板材时，要有安全防护措施，摆放时下面要垫泡沫垫板。石材安装前应用钢丝拉出理论完成面以便于控制石板安装的进出位，保证安装后石材平面度。
　　本工程红砂岩采用40mm厚,连接方式采用不锈钢(A4)背栓,牌号为0Cr17Ni12Mo2(316)，背栓底部采用扩压环式固定，背栓规格采用M6X21。孔深为21mm。背栓与石材边距不宜大于180mm，也不宜小于100mm；背栓间距不宜大于800mm。四点固定，连接件的厚度3mm。安装如下：

　　锚栓挂件安装示意图

　　a．红砂岩板块先将背部朝上放在工作台上，清理干净孔，孔内插入背栓，采用专用工具对锚栓外套进行敲击安装，使外套底部扩压环与锥形孔相吻合，再将铝合金子挂件和锚栓通过螺栓拧紧安装。依次装好四个锚栓，铝合金子挂件与红砂岩采用垫片避免了铝合金子挂件与红砂岩直接接触，起到隔振作用。
　　b.将铝合金母挂件固定在横向角钢上。石材挂件底座必须严格控制定位质量。在红砂岩上安装好锚栓及挂件，检测红砂岩表面质量合格后，吊运板块至安装位。安装时，将子挂件直接插入母挂件底座，再通过顶丝的微调调节高低保证石材接缝高度差符合验收规范要求。红砂岩安装由下向上进行，并认真操作。对挂好的每一块石板，均进行水平、垂直度、平面度检测并及时调整。
　　c.石板安装应符合下列规定：
　　1）、应对横竖连接件进行检查、测量、调整；
　　2）、金属板、石板安装时，左右、上下的偏差不应大于1.5mm;
　　3）、金属板、石板空缝安装时，必须有防水措施，并应有符合设计要求的排水出口；
　　4）、检查石材表面防护及背面纤维层是否符合设计要求。
　　5）、根据连接方式确定石材面板的安装顺序，安装并调整后进行固定。
　　6）、砂岩石材在开箱、搬运过程中应轻拿轻放，存放处用橡胶垫，离地约50mm，防止边角受力破损。
　　7）、安装时先将背栓锚固于石板上，背栓安装时将石板放平，下面用橡胶及木板垫平、垫实，不得用力过大，防止石板断裂。
　　8）、石材挂装时，应采取措施防止石材坠落，操作台架上不允许堆放石材，应挂装一块运一块，调整背栓及挂件，保证相邻板块间隙均匀。

　　3.8层间防火封修、室内收口
　　在每层楼的楼板顶标高处，沿外墙四周设一道层间防火封修，因外墙石材内表面距外墙有200mm空隙，为防止火灾发生后，火势从此空隙处向上层漫延，故此设层间防火隔离带，材料采用1.5mm厚镀锌钢板和100mm厚防火保温矿棉板，镀锌钢板一端用射钉固定在剪力墙上，射钉间距500mm，另一端搭在横向角钢龙骨上。按设计要求进行室内防火隔层、室内包铝板作业。室内防火隔层安装应严实，平整。

　　4、质量要求
　　红砂岩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。
　　由于干挂红砂岩幕墙技术规范尚未颁布，施工允许偏差按广州白云国际会议中心《石材幕墙用砂岩的开采、加工及砂岩石材幕墙设计、加工、安装、验收规程》的标准确定外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。经实测，工程质量符合标准。

　　5、结束语
　　红砂岩幕墙背栓施工中，得到了各级专家、业主、设计院、监理人员的指导支持，认为选择的加固措施工艺合理，施工方便快捷，施工质量容易保证。同时它又克服了钢销式和槽式干挂石材幕墙的某些缺点，在安全性、耐久性、可更换性等方面具有较大的优势。该背拴系统还可以在石材、陶瓷板、人造石、高压层板、玻璃、微晶玻璃、纤维水泥板等幕墙干挂领域中广泛应用。