平潭站石材幕墻精品工程實踐研究

李玉琴 朱 健

1 工程概況

平潭站為線側平式鋼筋混凝土站房，站房面積53 985 m2，長214 m，寬78 m，建筑總高度28.5 m，地上2 層，架空1 層。站場規模2 臺5 線，采用上進下出的傳統進出站模式。平潭站外立面造型以“海壇千礁，絲路揚帆”為主題，采用“石材幕墻+玻璃幕墻”的形式，其中石材面積約2.5 萬m2，整體突出“石頭厝”這一平潭獨特的旅游景觀與文化品牌。兩側設兩座塔樓，象征兩岸同胞互通航路上的燈塔，與車站廣場以“石頭厝”為主題的街區設計相互輝映。

2 深化設計

調研平潭當地建筑發現，民居房屋多為1 ～2 層，采用人工切石堆砌而成，300 mm×300 mm×600 mm 大致為每塊立方體的尺寸。調查發現當地建筑石材肌理較為平順、鑿面古樸，并非蘑菇面石材；房屋正立面石材的堆砌規律明顯，選材講究，顏色、質感較為均質，房屋側面石材大小不一，為就地取材，呈現了較為原生態的堆砌效果[1]。

根據此特點，深化設計中通過強調分縫模擬民居效果，將排版分為2種模塊。模塊一為錯縫式干掛花崗巖外墻，用于大面積外墻，仿照民居正立面效果；模塊二為橫平豎錯式干掛花崗巖外墻，設置于高塔樓區域，仿照錯亂堆砌的效果。

平潭站房面寬超過200 m，是傳統建筑體量的數倍，若采用民居石材的尺寸，外觀圖案細小，無法匹配站房體量。深化設計按照大部分尺寸為30 mm 厚、局部50 mm 厚的石材設計，以尺寸為500 mm×1 200 mm 左右板面為基數石材進行干掛。

3 樣板實施

傳統的“石頭厝”墻面采用不規則片石堆砌、砂漿勾勒而成，渾然天成，具有強烈的自然肌理。對于高鐵站房這樣的大體量公共建筑而言，完全模仿矮小的傳統民居，用片石堆砌顯然難以實現。因此，需要在深刻理解站房建筑立意的基礎上，實現建筑立面效果成為深化設計和施工的難題[2]。

3.1 樣板方案制定

幕墻樣板設置在架空層的2 軸和A ～B 軸，樣板施工前，該施工部位站房結構完成，墻體砌筑完成，材料清理完成。另外，需要準備以下材料：菠蘿面黃金麻花崗巖、菠蘿面蝦紅花崗巖、光面黃金麻花崗巖、光面蝦紅花崗巖、仿石鋁板、6LOW-E+1.52PVB+6 mm+12A+8 mm 中空夾膠超白鋼化玻璃、L50×5 角鋼、120 mm×80 mm×4 mm 方鋼管、米黃色硅酮耐候膠、M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓石材掛件、200 mm×300 mm 后置埋件、深灰色氟碳漆及環氧富鋅底漆。樣板選取本工程幕墻均涉及的主要節點進行深化，形成幕墻樣板施工圖紙。

橫平豎錯式石材幕墻使用菠蘿面黃金麻花崗巖（背襯用光面黃金麻花崗巖），錯縫式石材幕墻使用菠蘿面蝦紅花崗巖（背襯用光面蝦紅花崗巖），玻璃幕墻邊的石材幕墻使用光面黃金麻花崗巖，玻璃幕墻使用6LOW-E+1.52PVB+6 mm+12A+8 mm 中空夾膠超白鋼化玻璃。

3.2 樣板分析

通過樣板實施發現，因石材規格只有2 種，且排布比較均勻，顏色反差不夠大，縫隙過于清晰，整體效果過于規整，無法真實還原“石頭厝”的原有肌理。第一次樣板施工對比如圖1 所示。

圖1 第一次樣板施工對比（來源：作者自攝）

3.3 二次深化設計

為了使石材表面更粗糙，需人工打磨每片石材，實現難度大。結合現場調研情況，可以采用以下方式提升石材質感。首先，將采用不同厚度（30 mm、40 mm、50 mm）、不同材料、不同毛面處理方式的每塊石材進行無規律排序，避免外墻效果均質化。其次，將模塊一中的500 mm×500 mm 的小塊石材改為蘑菇石，每個模板中有1 塊，對荷載影響小，破除外墻的均質感。最后，進一步打亂石材分縫，避免縫隙橫平豎直，并使模塊中個別石材凸出基準面，體現凹凸關系，再對石材邊緣進行人工劈裂，實現每塊石材面為表面蘑菇面的效果。第二次樣板施工對比如圖2 所示。

圖2 第二次樣板施工對比（來源：作者自攝）

4 方案確認

“石頭厝”墻面的難點如下：一是龍骨系統較普通干掛墻面更粗大；二是龍骨系統需充分考慮海洋鹽霧環境防腐防風性能；三是板塊厚度、大小、重量、色彩以及肌理較傳統幕墻有非常大的區別。為實現建筑效果，更徹底模擬“石頭厝”的原始肌理，在深化設計和施工階段，針對上述3個問題進行了重點研究。

（1）石材板塊工藝處理。本工程石材板塊最大為1 900 mm×1 200 mm，最大厚度10 cm，最大重量135 kg，幕墻石材板塊約有21 000 塊；板塊表面選用蘑菇面、火燒面、荔枝面以及人工劈裂處理等多種工藝組合，意圖在傳統自然肌理的基礎上優化提升，人工現場剔鑿石材達7 500 塊；板塊顏色由白麻、深蝦紅、淺蝦紅、灰麻及青石等多種色彩組合而成，延續傳統無規則“石頭厝”墻面石材選型。

（2）龍骨防風防腐研究。龍骨全部采用100 μm 熱鍍鋅處理；焊接節點均需逐一敲除焊渣，滿涂無機富鋅環氧防腐漆；板面縫結合板縫處理工藝密封處理，防止進風。

（3）石材幕墻龍骨系統。考慮到平潭島處于臺灣海峽地震影響區且石材板塊最重達135 kg，需要進行專項抗震抗風設計和計算。豎向主龍骨采用尺寸為160 mm×80 mm×4 mm 熱鍍鋅方管，橫龍骨采用L63×5 熱鍍鋅角鋼，板塊干掛采用不銹鋼背栓系統。

5 材質要求

5.1 錯縫式干掛花崗巖外墻

第一，主材。面板采用30 ～50 mm厚石材（蘑菇面最薄處30 mm 厚，最厚處50 mm 厚），立柱采用鍍鋅方管尺寸為160 mm×80 mm×4 mm，橫梁采用L63×5 鍍鋅角鋼，材質為Q235B。第二，系統。采用M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓石材掛件，鋼角碼加不銹鋼螺栓組轉接系統，平板式預埋件；板塊的長邊方向在1 200 mm 以上，采用6 個M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓。

5.2 橫平豎錯式干掛花崗巖外墻

第一，主材。面板采用石材厚度為30 ～50 mm（蘑菇面最薄處30 mm 厚，最厚處50 mm 厚），立柱采用鍍鋅方管的尺寸為120 mm×80 mm×4 mm（每間隔3 m 與混凝土柱固定），橫梁采用L63×5 鍍鋅角鋼，材質為Q235B。第二，系統。采用M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓石材掛件，鋼角碼加不銹鋼螺栓組轉接系統，平板式預埋件；板塊的長邊方向在1 200 mm 以上采用6 個M8 抗震型不銹鋼后切式螺栓。

5.3 龍骨防腐處理

（1）外觀。所有石材幕墻龍骨均采用熱浸鍍鋅處理，檢查所有熱浸鍍鋅構件，要求其表面平滑，無起皮，無漏鍍，無滴瘤、粗糙和鋅刺，無殘留的溶劑渣，在可能影響熱浸鍍鋅龍骨使用或耐腐蝕性能的部位不應有鋅瘤和鋅灰。

（2）厚度。龍骨鍍鋅層厚度要求不低于100 μm，保證滿足25 年的結構防腐要求。

（3）漏鍍和修復。檢查各熱浸鍍鋅構件漏鍍區域的總面積不應超過構件展開面積的0.5%，每個漏鍍面的面積不應超過10 cm2。熱浸鍍鋅構件表面若存在漏鍍面，采用熱噴涂鋅、涂敷富鋅涂料或融敷鋅合金等方法修復漏鍍面。修復前，先去除漏鍍區域內的氧化皮和其他污物，保證復層與基體間的附著力[3]。

5.4 矩形龍骨端頭封堵要求

所有方管及箱形構件的端部必須加焊封頭板，封頭板厚度不小于管壁厚度且不小于6 mm，不大于16 mm，封閉前需清理干凈管內的積水和潮氣。

6 安裝質量控制要點

6.1 施工流程

施工流程如下：測量放線→結構尺寸及預埋件定位檢查→轉接件安裝→主、次龍骨安裝→石材面板安裝。

6.2 測量放線

根據內外裝修統一的主控線確定好外幕墻基準軸線和水準標高，再用全站儀放出主要控制線以及轉角控制線，二次復測基準中心線與水平線，確認無誤后再上下、左右拉通鋼線，定出幕墻安裝完成面的基準線。

6.3 結構尺寸偏差及預埋件定位檢查

根據實際測量成果復核原結構尺寸以及預埋件偏差是否滿足幕墻安裝精度要求，若超出規范允許偏差范圍則應聯合設計單位制訂處理方案進行處理，直至達到精度要求。

6.4 轉接件安裝

根據圖紙要求每種規格石材面板的背栓位置，結合分格線推算出背栓對應的橫龍骨及鋁合金掛件的位置并彈線。角碼連接件要根據現場埋件的尺寸進行下料加工，角碼要與埋件4 面圍焊，個別不平齊埋件與角碼連接部位可通過尺寸為8 mm 的方鋼修補平整。

6.5 主、次龍骨安裝

以豎向分格線為基準核定主龍骨的寬度，左右量距將L 型角碼焊接在預埋板上，從而保證龍骨的垂直度；然后安裝豎龍骨，并通過龍骨側面的槽孔調整豎龍骨的水平度。相鄰兩根主龍骨安裝標高偏差不大于3 mm，同層主梁的最大標高偏差不大于5 mm。待埋件安裝校核完畢后方可安裝幕墻主龍骨，且應從結構底部向上安裝。先對照施工圖檢查主龍骨尺寸及加工孔位是否正確，然后將副件、芯套、防腐墊片、副支座安裝在主龍骨上，相鄰主龍骨的水平差不得大于1 mm，同層內的最大水平差不得大于2 mm。次龍骨布置原則為石材底部和頂部各布置1 道，中間部分每隔1 200 mm布置1 道通長次龍骨，其余部分次龍骨長度為300 mm。安裝時，先臨時固定栓接端，然后將另一端與豎龍骨焊接，最后再固定栓接端。另外，300 mm 長龍骨與豎龍骨焊接時，要將角鋼與方管接觸部位的上下口滿焊[4]。

6.6 石材面板安裝

（1）背栓式。石材面板四角的背栓孔在加工廠提前加工制作，開孔完畢后將石材置于鋪有柔性材料的石材工作平臺上，然后安裝M6×32 不銹鋼背栓（配2 個平墊和1 個彈墊片）與鋁合金石材掛座[5]。現場安裝時，平穩抬起石材，將鋁合金掛件對準次龍骨上的掛鉤緩緩插入，使石材垂直提升下扣。通過掛件連接橫梁后，再微調掛接螺栓，使其受力滿足設計要求。（2）銷栓連接。銷栓連接有以下2 種方式。第一種，銷栓孔在加工廠加工制作，安裝銷栓、鋁合金掛件、石材板塊以及背襯石材。安裝時，平穩抬起石材，將鋁合金掛件螺栓孔對準次龍骨上的螺栓孔，使石材垂直提升下扣，然后連接螺栓并調整石材面板平整度，最后再固定連接螺栓。第二種，加工廠加工制作好銷栓孔后，用石材錨固膠注滿銷栓孔腔。安裝時平穩抬起石材，將銷栓孔口對準已固定在立柱、橫梁或石材上的銷栓緩緩插入，然后將右面及上面的鋼銷栓或扣件插入槽內，最后調整石材至設計狀態。

6.7 嵌縫注膠

石材面板在安裝完成一定的組裝單元后，即可進入填縫注膠工序。注膠前，先清理干凈膠縫內的灰塵，然后沿著鋁板縫兩側貼寬度20 mm 的美紋紙，注意貼直、貼平，最后用設計規定牌號的耐候膠填縫，注膠時注意將膠縫壓緊、抹平。

7 結語

平潭站房外立面取意于當地民居“石頭厝”的表現形式，因其建筑體量龐大，實現過程非常復雜。具體實施過程中優化了平面排版，深入研究了板塊、縫隙、色彩以及肌理的表現形式和手法，建成后的立面大氣、自然，提煉和升華了當地傳統建筑藝術，使其成為福建省平潭綜合實驗區的標志性工程。