論外墻干掛石材幕墻安全檢測鑒定與評級

耿佳將

（山西科建工程檢測研究院，山西 太原 030000）

1 工程概況

由于連日持續強風強降雨天氣，某酒店南墻頂端石材脫落，沖擊7樓挑檐后破碎分散砸向職工食堂后廚通行樓梯、升降電梯、墻地面及垃圾池，造成樓梯護欄斷裂、升降電梯防護玻璃破碎。經現場調查取證，石材脫落區域的部分石材脫膠，鋼構件連接節點銹蝕、斷裂。物業第一時間在石材脫落區域下方拉設了警戒線，并使用腳手架搭建了臨時安全通道。同時，物業委托第三方機構開展對石材幕墻的檢測鑒定和質量評級。

2 現場檢測內容

2.1 石材外觀缺陷檢測

使用橡膠錘、遙測設備對石材實行外觀檢查，如實記錄石材外觀缺陷。石材外觀缺陷主要體現在如下三方面：①石材缺失、邊翹、開裂；②鋼龍骨覆層脫落、銹蝕；③密封膠開裂、老化、起泡。

2.2 鋼結構硬度檢測

采用里氏硬度HL計對鋼材強度展開檢測，可直接測得鋼材的布氏硬度。但是，由于鋼材的布氏硬度與極限強度之間的經驗公式較為簡單，檢測結果精確性缺乏保障。表面硬度法對鋼材強度進行檢測時，里氏硬度計算公式為：

HL=1000×Vb/Va

式中：Vb為沖擊體回彈速度；Va為沖擊體沖擊速度。根據里氏硬度和換算抗拉強度可知，該工程幕墻龍骨采用的鋼材牌號為Q235，計算時鋼構件力學性能按Q235考慮。

2.3 鋼龍骨焊縫檢測

通過目視檢查與簡單量測相結合的方式對鋼龍骨焊縫實行質量檢測。較為常見的焊縫質量通病包括裂紋、未熔合、長條夾渣、根部未焊透。其中，根部未焊透會在很大程度上影響鋼構件的連接性能。未焊透部位極易產生應力集中，降低焊縫抗拉強度，當焊縫所承受的拉應力超過抗拉限度，會發生脆性破壞。此外，裂紋的危害也不容小覷。一旦焊縫開裂，就會造成強度損失和塑性損失，增大發生脆性破壞的概率。對鋼龍骨焊縫實行質量檢查，未發現漏焊、未焊透等缺陷，施工質量良好。

2.4 干掛法石材抗剪強度的分析比較

基于標準分格石材計算比較單肢短槽式干掛法和雙肢短槽式干掛法石材抗彎及抗剪強度的差異。計算后得出，短槽式抗剪應力設計值為0.590N/mm，小于背栓式抗剪應力設計值。也就是說，背栓式干掛法石材的抗剪強度較短槽式干掛法石材的抗剪強度高7%左右，證明雙肢短槽式干掛法與單肢短槽式干掛法的抗剪強度差異不大。

全方位比較抗彎強度及抗剪強度發現，雙肢短槽式干掛法石材的抗彎強度明顯高于單肢短槽式干掛法的抗彎強度，二者的差值達25%，而二者的抗剪強度基本相同。所以在高度不足30m的建筑物中，應隨風荷載和地震荷載的提升調整石材抗彎強度的要求，故而選擇背栓式干掛法可有效保證施工安全。

3 石材安全性等級評定

3.1 明確安全性等級評定標準

參照《民用建筑可靠性鑒定標準》對建筑結構的安全性進行評級時，多以構件、子單元、鑒定單元三方面為切入點。各方面對應不同的安全性等級，關鍵評級參數包括承載力、構造形式、不規則位移以及裂縫。分劃各構件的參數等級，判定整體建筑結構的安全性。

3.2 單塊石材的安全性評級

根據石材構造、連接、密封膠及石材外觀損傷狀況對單塊石材展開評級。單塊石材的四個安全等級為：①au級：石材外觀完整；密封膠無脫落、起泡、開裂等缺陷；不需采取措施。②bu級：石材外觀完整，密封膠局部脫落、起泡，開裂，兩側膠體無明顯異常變化；重新灌注密封膠即可。③cu級：石材局部碎裂、缺失，在輕微錘擊狀況下出現明顯的晃動，存在安全隱患。④du級：石材開裂嚴重，輕微錘擊即出現位移，甚至脫落，必須及時采取修復處理措施。

3.3 子單元的安全性評級

將鋼龍骨、石材作為鑒定單元的2個子單元分別進行安全性評級。根據鋼龍骨的承載能力，判定其安全等級。還可以將同一立面中的同種石材視為一個構件集，評級構件集，判定整個子單元的安全等級。

3.4 整體石材幕墻的安全性評級

根據鋼龍骨、石材的安全性等級對整個石材幕墻鑒定單元的安全性加以評定。評定原則為：①按評定結果中的最低等級加以評定；②將已出現脫落的石材幕墻直接評定為Du級。

4 干掛石材幕墻的加固與維護

全面檢測該酒店干掛石材幕墻可知，部分石材存在較大的脫落風險，必須立即修復。相關人員既要重新灌注幕墻的密封膠，又要對鋼龍骨實施除銹和焊接，增強石材的粘貼效果，提高鋼龍骨的穩定性。

在干掛石材幕墻結構后期加固處理中，不能對原有結構的抗震性能造成任何干擾。將石材槽口設定為45°倒角，注重槽內的整潔性。在灌注密封膠時，加強對石材的保護，以免污染石材。在干掛石材幕墻施工結束后，使用高壓水槍或中性清潔劑對外墻面加以清理，以免石材表面遭受腐蝕。

5 事故原因

案例檢查可知，由于建筑高度較高，脫落石材的損傷情況嚴重，建筑頂端的脫落面積較大。出現這種現象的主要原因有：①頂端石材上部無遮擋，完全暴露在外界環境中，造成鋼龍骨銹蝕，石材開裂，在持續強風強降雨天氣下出現大面積脫落；②地面出現非規則性下沉，對石材產生一定強度的下拉力，且下拉力強度超過耐受限度；③石材開槽處普遍存在灌膠不飽滿或未灌膠問題，使得石材在輕微錘擊下出現明顯的位移和晃動，存在安全隱患。

6 結語

綜上所述，干掛石材幕墻作為一種典型的外墻結構形式，常見于高層住宅建筑和公共建筑。大力開展對干掛石材幕墻的安全檢測鑒定和評級工作，能夠從根源上消除建筑安全隱患，延長住宅的使用壽命，保障公眾的財產安全。