嵌不銹鋼條的弧形石材幕墻施工技術

劉永濤 周 鑫 王德軍

1.山東建筑大學機電工程學院 濟南 250101；2.中建八局第二建設有限公司 濟南 250014

1 工程概況

濟南市省會文化藝術中心大劇院工程位于濟南市西客站片區，為山東省承辦第十屆中國藝術節的主場館。本工程建筑面積136 000 m2，分為音樂廳（1 500座）、多功能廳（500座）和歌劇院（1 800座），均為甲等劇場；地上8層，地下1層，結構形式為框架-剪力墻結構和鋼結構，屋頂為單層網殼罩棚鋼結構。

省會文化藝術中心大劇院裙樓幕墻工程為開放式嵌不銹鋼條石材幕墻，采用開縫式可拆卸鋁合金背栓安裝方式，豎向分縫均有不銹鋼裝飾條，橫向分縫為每5個分格設1道不銹鋼裝飾條，石材為荔枝面太白青石材（圖1）；主要工程范圍為大劇院12.40 m屋面平臺以下的外墻立面，其平面造型為數段不規則的弧線互相交接，總面積約為10 000 m2，內部采用厚2.50 mm陽極氧化鋁單板用以防水及質量密度為100 kg/ m3的巖棉進行保溫。

圖1 開放式嵌不銹鋼條石材幕墻完成效果

2 工程特點、難點

1）建筑造型為不規則橢圓形，分格方式采用折線方式，這樣龍骨的角度及定位采用普通的放線和定位無法實現，需采用全站儀對龍骨的前后面中心點進行定位，以保證幕墻弧線的平滑。

2）主體結構施工偏差的處理：采用從各廳的中心位置向兩邊陰角小橢圓位置施工，在陰角小橢圓和陽角大橢圓的切點位置處斷開，將偏差累計在小橢圓處，根據現場實際放線尺寸對陰角小橢圓進行等數分割。

3）開縫石材間不銹鋼裝飾條的安裝：不銹鋼裝飾條放置在開縫石材的縫中間，其定位和角度要求非常嚴格，很難控制好。采取的對策為將不銹鋼裝飾條分成前后2段，中間加橢圓孔螺栓連接來消除前后位置的誤差，不銹鋼后段設可旋轉鋼支座來消除左右角度的誤差，以保證不銹鋼裝飾條位置的準確。

4）開縫式石材不需要打膠，石材的邊角稍微有一點損壞都會很明顯，這就要求石材加工精度要很高、成品保護和安裝時的保護也要嚴格。

5）石材干掛與不銹鋼條需同時施工，互相交叉進行，配合如不順暢可能造成很大的人工降效，施工中需加強協調配合。

6）開縫石材洞口等處的防水及保溫處理，必須嚴密，否則可能出現漏水及漏氣現象。

3 施工工藝流程及工藝要點

3.1 施工工藝流程

施工流程如下：施工準備→測量放線→埋件復核及處理→連接件安裝→豎龍骨安裝→橫龍骨安裝→保溫棉安裝→陽極氧化鋁板安裝→不銹鋼條安裝→石材面板安裝→檢查驗收[1,2]。

3.2 測量放線

將土建單位提供的基準軸線和水準點進行復測，無誤后進行幕墻工程的測量放線，定出幕墻主龍骨安裝基準線。

本工程外幕墻為不規則的弧形，放線時根據幕墻平面圖和龍骨定位圖放出每根主龍骨的位置。由于每根不銹鋼條均固定在鋼方管豎龍骨上，且不銹鋼條的位置必須位于石材接縫的正中，所以必須控制好豎龍骨的累計誤差；采用分段施工的方法來控制累計誤差，整個大劇院的開縫石材根據2個廳交界處的內窩分為3個大的施工段，通過調節內窩處石材的尺寸來調整主龍骨的累計誤差。使用全站儀分3個廳放出每根主龍骨的控制線以及拐角控制線。

3.3 預埋件復核及處理

幕墻主龍骨安裝基準線彈出后，對預埋件進行復核，不滿足要求的根據設計要求進行處理。

3.4 連接件安裝

先將幕墻連接件臨時固定在節點位置，相鄰3根豎龍骨安裝完成以后，再調整連接件并固定，調整時應注意保持相鄰豎龍骨的平整。

3.5 豎龍骨安裝

1）安裝前采用拉線法對豎龍骨的直線度進行檢查，不符合要求的經矯正后再進行安裝。

2）為保證幕墻外立面處在同一鉛垂面上，使整個幕墻立面分隔縫橫平豎直，豎龍骨安裝時應先將角部的垂直鋼絲控制線布設好，以此作為定位基準，先進行角部位置豎龍骨的安裝，從角部向中間推進施工。

3）豎龍骨的安裝，根據彈出的主龍骨基準線整體從底層開始逐層向上進行。

4）依據施工圖檢查豎龍骨上的安裝孔，符合要求后，采用不銹鋼螺栓將豎龍骨與連接件連接。豎龍骨前后位置通過連接件上的橢圓長孔調節，上下調節通過預留的寬20 mm伸縮縫。豎龍骨的垂直度與水平度調整滿足要求后，擰緊不銹鋼螺栓。豎向龍骨安裝大樣如圖2所示。

圖2 豎向龍骨安裝大樣示意

5）豎龍骨安裝完成后，根據布設的鋼絲控制線檢查安裝位置是否滿足設計要求。以靠近軸線的鋼絲控制線為準進行分格，檢查豎龍骨的軸線偏差、直線度等安裝偏差。安裝偏差必須控制在石材面板安裝可調節的允許范圍內，誤差值不得向幕墻外延伸。

3.6 橫龍骨安裝

1）橫龍骨安裝前應對豎龍骨分格情況進行檢查，滿足要求后再進行橫龍骨的安裝。

2）為方便安裝，橫龍骨的下料尺寸應比圖紙尺寸小3 mm左右。

3）橫龍骨與豎龍骨通過焊接進行連接。所有電焊施工必須按操作規程進行施工，焊完后要將焊渣及時清理，同時操作人員還要做好防火工作。

4）豎龍骨加固后要對焊縫進行檢查，檢查有無漏焊或焊縫不符合規范要求的現象，尤其是要重點檢查龍骨是否有變形現象，變形嚴重時要重新處理。

3.7 保溫棉安裝

1）安裝流程：保溫棉尺寸測量→保溫棉下料→金屬網安裝→保溫棉固定→檢查修補→隱蔽驗收。

2）保溫棉根據設計圖紙要求，現場實測尺寸進行截切并安裝于上下橫梁角鋼內，安裝應在晴天進行，并與防水板鋁板同時安裝，實時封閉，以免被雨水淋濕，保溫棉安裝后用鋼絲網封閉固定，防止脫落。

3.8 防水鋁板安裝

本工程窗口的位置高低、大小、尺寸各不同，因此防水鋁單板（陽極氧化處理）的安裝應按窗戶的洞口位置來確定尺寸，并一一編號安裝，左右安裝時需從一側疊加安裝，上下安裝時需自下而上安裝，防水板接縫處打密封膠密封。伸縮縫部位的鋁板預留寬30～50 mm的縫隙，采用密封膠密封。

防水鋁單板（陽極氧化處理）安裝應按板塊分配圖上板號安置就位，并檢查相鄰2塊板角碼是否錯開，試裝檢查其水平度、垂直度，然后用螺釘與主龍骨固定；試固定在龍骨上，調整橫豎縫間隙，符合要求后再固定，與防水板接縫處打密封膠處理。鋁塑復合板與石材面板距離較近，從底部用長套筒和扁長扳手擰緊下端的鋁塑板與掛件的連接螺帽。

3.9 不銹鋼裝飾條安裝

不銹鋼裝飾條的加工長度根據窗戶的位置確定，窗口位置為整體不銹鋼條，其余石材部位為組合不銹鋼條，分2種不銹鋼條是為了保證外觀效果和施工精度。不銹鋼條的后段與底座焊接成整體，前段在安裝時與后段組合成一個整體（圖3）再安裝，底座的作用是為了在施工時調整左右角度偏差，分成2段是為了調節前后偏差；豎向不銹鋼條通過底座固定在豎龍骨上，橫向不銹鋼固定于橫龍骨上，橫、豎不銹鋼條采用氬弧焊焊接并打磨拋光。

圖3 不銹鋼裝飾條安裝節點

3.10 背栓石材安裝

石材背栓干掛施工過程分為以下幾步：

1）背栓和鋁合金子母件的安裝：石材背栓孔根據圖紙要求已在廠家加工好，不銹鋼背栓通過廠家配好的套筒和錘子固定于背栓孔內，然后將鋁合金子件與不銹鋼背栓固定。

2）角鋼連接件安裝：根據幕墻分格線及石材背栓連接點的位置，角鋼連接件通過不銹鋼自攻釘與橫梁固定用于支撐石材幕墻干掛所用的背栓掛件系統上，不銹鋼母件與角鋼連接件通過不銹鋼螺栓固定。

3）石材安裝：石材4個背栓孔通過不銹鋼背栓與鋁合金子掛件固定成一個單元，先按幕墻面基準線仔細安裝底層第1排石材板塊。安裝石材時根據軸線和洞口尺寸分片安裝，然后通過子掛件上的可調節螺栓調整好高度完成安裝。

4）包裝運輸到達施工現場：為了確保使用安全、可操作性及安裝質量，本工程全部采用不銹鋼連接件及不銹鋼螺栓等附件，連接件采用可調節的二次連接件，它能在允許范圍內有一定的上下、左右、內外調節范圍來保證干掛石材的整體效果。

將運至工地的石材飾面板按編號分類，檢查尺寸是否準確和有無破損、缺棱掉角，依據排版圖、石材編號順序依次進行排列，把有色差的石材調整一致，運至鄰近施工部位，下墊木方，并注意擺放平穩可靠[3-5]。

4 質量保證措施

1）材料進場時，應根據附帶的合格證和檢驗報告檢查結果是否符合要求。需復試的材料應及時通知監理見證取樣，材料復試合格后及時向監理報驗，復試不合格的材料嚴禁使用。

2）現場材料應按未檢驗、已檢驗合格和檢驗不合格3種情況進行分類堆放，并做好標記，防止檢驗不合格的材料被誤用。

3）復試不合格的材料應做好標記并及時組織退場，并做好不合格材料臺賬。

4）施工前應對操作工人做好技術交底，使每個操作工人均清楚施工工藝、質量標準等要求。

5）施工過程中嚴格執行“三檢制”，未經驗收合格嚴禁進行下道工序的施工。

6）石材、鋁板等材料應包裝妥善后裝車運輸，并固定牢固。運輸中應盡量保持車輛行駛平穩，防止在行駛中材料發生碰撞。

7）石材板塊等應按安裝的先后順序存放，避免造成安裝時來回倒放，造成人為損壞。

8）龍骨、鋁板和巖棉應存放在有防雨措施的庫房內，嚴禁長期直接存放在室外。

9）已完工的石材幕墻應采取可靠措施保護：

（1）底層陽角要用木板封閉（尤其在靠近通道處）；

（2）底層石材墻面應用塑料薄膜覆蓋，在交工驗收前不得撕開；

（3）吊籃升降時速度應保持均勻，防止碰撞墻面；

（4）電氣焊作業時，必須采取遮擋措施防止焊接火花飛濺到石材板面上，濺在石材板面上時應及時清除，以免污染石材面[6-8]。

5 結語

濟南省會文化藝術中心大劇院開放式嵌不銹鋼裝飾條背栓石材幕墻，平面造型為數段不規則的弧線互相交接，施工難度大，質量要求高，通過制訂科學合理的專項施工方案，科學組織、精心施工，確保了開放式嵌不銹鋼條弧形石材幕墻施工的質量，工程整體質量驗收達到了質量監督部門精品工程標準。本工程以其優良的質量、豐富先進的技術應用，充分體現了建筑科技發展以項目為依托的示范作用，具有良好的社會效益。