半單元式石材幕墻結構及其施工方法研究

張鑫

（山西六建集團有限公司，山西太原 030024）

0 引言

現階段我國重點倡導裝配式建筑，建筑整體和施工過程朝向模塊化和標準化方向發展，石材幕墻的裝飾呈現出建筑工程獨特的美感，始終是各大建筑領域所認可的裝飾工程。但傳統的石材幕墻施工時間過長，而且存在諸多難點，所以新時代提出的半單元式石材幕墻的結構和施工可以有效解決以往施工過程中存在的問題。

1 半單元式石材幕墻的具體結構

1.1 掛式小單元結構

小單元石材幕墻系統主要構建在傳統石材幕墻結構基礎上加以改進優化完成的，其主要構造的核心在于將鋁合金型材料與石材板塊交融在一起，并將其掛接在幕墻龍骨處，在一定程度上改善實際施工工藝，使其更簡便、更快捷，提高材料的安裝效率，降低石材幕墻的維護工作難度。石材的掛件主要選取鋁合金制成的材料，其質量和承受力也達到一定的標準，充分發揮材料的應用價值和作用。與此同時，石材幕墻施工過程中龍骨和龍骨之間的連接方式主要為螺栓連接，減少以往采用電焊和水焊等焊接方式的工作量，有效加快石材幕墻的施工速度。

1.2 背栓式連接結構

這種結構是石材干掛技術的主要產物，也是我國半單元式石材幕墻技術的主要發展趨勢，它的主要特點在于無應力進行石材加工，石材的背部構造采用不銹鋼脹栓進行連接，其連接的緊實程度比較高，而且與傳統的結構方式節省約30%強度左右，板塊的抗變形能力也有顯著的作用。龍骨和龍骨之間、龍骨和掛件之間的相互連接大多數采用螺接方式，在提升石材幕墻的安裝效率的基礎上合理分配各個連接點的受力限度。如果利用深縫打膠的設計方案，可以防止施工過程中造成的環境污染和破壞。因此比其他結構相比多出一部分龍骨，此項結構的工程造價也較高。

1.3 短槽不銹鋼托板結構

這種結構是半單元式石材幕墻結構中最常見的一種，而且結構的施工手法也相對成熟，因其具有一定的性價比所以得到大多數建筑工程的認可。石材幕墻的安裝使用石材開槽的手段，利用不銹鋼托板固定石材的具體位置，實現穩固安裝的目標，石材的左右部分進行開槽處理后，托板和短槽中可以加入適當的物質如膠墊等，并涂滿環氧樹脂膠，在一定程度上滿足半單元式石材幕墻的彈性要求和質量要求。因為石材的重量全部壓在托板上方，因此需要選擇不銹鋼材料，將其抗銹能力提升到最大化，并保證整體石材幕墻機構可以長期保持穩定、安全的狀態，延長其外墻裝飾的使用期限，達到最好的建筑標準。

1.4 針銷結構

此結構形式主要利用銷針和墊板沿著板材的兩側進行開孔連接，這種方法早期是從西方國家引入我國的，為我國石材的干掛系統打下良好的基礎。這種依靠銷針受力形成石材幕墻的結構，主要受力位置在于銷孔的中心位置。根據相關建設完成的工程調查可以看出，在銷孔位置應力集中力過大會出現局部開裂狀況，在實際操作中會消耗大量的人力資源和物力資源，而且也會有所消耗施工時間。

2 半單元式石材幕墻的具體施工方法

2.1 測量放線

測量放線工作主要包括石材幕墻施工單位所規定的各方面標準點。利用先進的全站儀設備在建筑底部放出控制線，隨后利用激光垂直儀，進一步固定其控制點并引導至標準層。根據外控制線的高度和水平標高點，科學合理地制定出幕墻的安裝控制線，其主要目的是為了防止石材幕墻不受到外界因素的一系列影響。垂直鋼線的設立位置可以相隔兩層，水平鋼線可以在相互間隔4m 的位置安放固定支點，如果條件允許的話，還需要填寫實際的測量放線記錄表格，并上交給管理監督部門，驗收確認無誤后才可以實行下一個環節[1]。

2.2 轉接件安裝

根據施工半單元式石材幕墻的施工要求、設計方案及預埋件所在控制線等，進行轉接件的安裝工作。轉接件主要位于不銹鋼螺栓加以緊固的埋件部分，因此在實際安裝過程中需要嚴格把關轉接件的標注高度、前后左右的數據差異，一旦安裝后超過原有的標準范圍，需要及時進行改善調整。

2.3 半單元式鋼龍骨加工

根據標準層石材幕墻的裝飾點，將適當高度的外墻石材裝飾柱龍骨作為一個半單元類型參考施工，安裝的橫向位置和間距需要結合石材的規格和角鋼龍骨的具體關系確定間距。在石材裝飾柱的表面尺寸確定后，需要采取合適的幕墻石材厚度，并考慮內側和墻體之間的預留空間和施工空間等，避免出現操作誤差，最終確定半單元鋼龍骨的尺寸。利用加工完畢的鋼材按照鋼龍骨的標準尺寸使用專業工具進行加工，豎向鋼龍骨在加工后可以用手將其毛刺涂抹平整，根據不銹鋼螺栓的尺寸用電鉆在其適當的部分鉆孔，加工結束后統一擺放在一個位置。為了保證半單元式鋼龍骨防腐性能達到標準，在實行加工焊接施工后，還需要邀請相關的監理人員進行驗收，防腐性過關后需要在其表面涂抹不同顏色的防銹漆，在涂抹過程中要注意均勻且全部涂滿。通常情況下，大多數半單元式鋼龍骨的控制線主要包括水平鋼絲控制線、豎向鋼絲線。豎向鋼絲線可以首先焊接在屋頂并通過角鋼向下垂鋼絲線科學有效地控制軸線進出。當半單元式鋼龍骨的標高控制點與水平標高位置相重疊的時候便可以緊固兩者之間的不銹鋼螺栓。

2.4 鋼骨架和掛件的安裝

鋼骨架安裝前需要優先查看設計圖紙上鋼管立柱的加工孔位是否準確無誤，確認完畢后利用螺栓將連接件和鋼管立柱進行有效連接，并將其吊至安裝部位加以安裝，首先連接螺栓和轉接件，進行緊固，隨后再根據實際情況進行調節。鋼管立柱確認好正確的位置后，需要按照測量組放置的鋼絲線位置進行調整，并參照設計圖紙對工程項目進行檢查，各個環節都確認無誤后，再對鋼管實行直線檢查，為鋼管立柱的軸線位置提供有力的保障。鋼掛件需要依據施工圖紙的要求和標準精準選點和打孔，再將鋼掛件利用螺栓將其在角鋼上進行二次固定，使其形成一體化，根據控制線的位置調整標高[2]。

2.5 預埋件的檢查和處理

安裝測量過程中需要針對預埋件的標高和分割線進行檢查，施工人員通過專業的卷尺加以測量，重點排除預埋件左右和上下的偏差。除此之外，預埋件在進出檢查工作中，測量人員需要從首層與頂層之間的鋼線檢查。大多數在15m 左右布置一根鋼線，為了將垂直鋼線降低到最少的數量，可以橫向使用魚絲線進行結構上的檢查，合理檢查預埋件進出所出現的數據偏差。如果預埋件的上下和左右偏差數值已經超過30mm 時，角碼兩端的焊接難度過大，簡單來說就是預埋件已經不符合基本的偏差標準。需要利用與預埋件的厚度相同且材料一致的鋼板加以補板處理，大多數補板的施工方法主要采用焊接方式，余下的一端利用錨板牢牢固定，如圖1 所示。

圖1 預埋件的檢查

2.6 花崗石的安裝

想要有效控制石材的表層與水分和空氣過多的接觸，并限制其污染效果，延長石材幕墻的使用年限，在石材安裝前需要對其進行防水和防污措施，可以在表層涂抹防護劑，將施工過程中的污染程度降低到最小化。花崗巖的板片在施工人員檢查完成后需要根據垂直鋼絲線實施掛板工作，與玻璃幕墻有接觸的部位需要由專業的技術人員進行安裝，防止出現紕漏。嘗試石材試掛并在第一時間調整，進行花崗巖的安裝，實際的安裝過程中，有些板材的四個角始終不在一個平面內，需要利用常用的公差方法計算后加以調整。

2.7 石材打膠防護

花崗巖在安裝結束后，需要將板縫和其他細微部分清理干凈，尤其是周圍的干掛膠必須要打磨清理，并用泡沫槍打入泡沫條。泡沫條放置結束后，需要貼上具有抗污染抗氧化的美紋貼紙，其應用目的在于防止密封膠與空氣出現化學反應對石材造成一定的污染和損害，貼美紋紙的過程中要注意縫隙寬度協調統一，在密封膠處于半干狀態期間可以將美紋紙撕下。美紋紙貼完后可以進行打膠，其縫隙的寬度保持均勻，而且表面要求光滑平整。利用橡膠材質的刮刀在美紋紙處進行刮膠，可以依據選擇刮刀的大小和具體形狀合理切割[3]。

3 結論

綜上所述，利用半單元式石材幕墻施工方法，并運用裝配式建筑思路，室內和室外可以同時進行施工，一方面減少實際施工的焊接工作負擔，另一方面大大縮短石材幕墻工程的施工時間。只有控制好石材幕墻施工的每一個環節，才可以保證建設工程的準確性，半單元式石材幕墻是城市建筑的一道風景線。