石材幕墙安全隐患

再谈石材幕墙隐患这几年《石材》杂志陆续发表多篇文章指出了石材幕墙种种隐患，对提高我国石材幕墙的安全可靠度发挥了重要作用，但是由于这些见解未能被国家（行业）标准采纳形成约束力量，不能规范所有施工单位的施工行为，石材幕墙存在的种种隐患仍未能消除。今年7月武汉市某公司外墙石材坠落，一路过儿童被砸当场身亡；北京某车站广场外墙面石材坠落砸坏停靠在墙边停车场的汽车（现在仅用栏杆隔出一段距离，禁止行人靠近和停车）；北京某饭店用易锈钢件做挂件，易锈钢挂件锈蚀，体积膨胀，将石材勾槽挤碎，连接失效（见图1）。图12005年8~10月建设部组织对北京、上海等十城市既有幕墙安全性能调查，笔者参加了部分城市调查，调查中发现不少石材幕墙隐患，正在施工的石材幕墙也有种种不规范做法，调查中与地方建设管理部门的同志交谈，他们感到执法无规范依据（或标准、规范太笼统或标准、规范本身存在缺陷），在实际工作中不便管理，现在将这些问题出来整理和全国同行讨论。一．JGJ133-2001和JC830.2-2005没有详细规定石材幕墙金属挂件的材料牌号，在实践中就给各种易锈钢件进入工程敞开大门。标准(规范、规程)必须规定石材幕墙用金属挂件当采用不锈钢件时应采用1Cr18Ni9(302)、0Cr19Ni9（304）或0Cr17Ni12M02（316）；当采用铝合金板轧制挂件时应采用3A21H14（24）、3003H14（24）、5005H14（24）、5052H14（24）；当采用铝合金热挤压挂件时应采用6061T5（T6）、6063T5（T6）6063AT5（T6）。不锈钢背栓应采用A2或A4。二．《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001式5.5.7-1τK=qkabβ/n(t-c)s式5.5.7-2τK=qK(2b-a)aβ/2n(t-c)s式中s为单个槽底总长度(mm)，矩形槽的槽底总长度s取为槽长加槽深的2倍，孤形槽取为园孤总长度，并要求τ≤f。在设计时，如果τ＞f，只要加大s取值，即可满足τ≤f的要求，而加大s的结果(即加大槽底总长度)反而更不安全(根据试验结果，当勾与槽的配合适当时，石材为楔形破坏，剥离面积较大，而加大槽底总长度，使槽内腔面积远远大于勾锚入面积时，就可能是槽壁剪切破坏或在楔形外表面积基本不变，槽内腔面积扩大，石材剥离面积减少，承受的剪力相应减少)。因此，建议JGJ133修订时在确定勾槽配合尺寸的基础上(槽有效长度比勾长两侧大5~7mm，槽深比勾锚入深度大3~5mm)，取s为勾长加两倍勾锚入深度。三．JC830.2-2005规定了R型和SE型挂件的技术要求，但没有任何标准(规范、规程)对使用这些挂件做石材幕墙连接件时的技术要求做出规定。例如，R型挂件JC830.2-2005图1c标示要使用环氧型石材粘接剂，但未交待R型组合挂件与石材的连接部位传递荷载（作用）是靠R型插件与槽的机械嵌合，还是靠石材-金属挂件间环氧型石材粘接剂的粘接作用，对于前者环氧型粘接剂仅作填缝用，可用非结构承载胶粘剂（云石胶），但试验结果表明，在承受风吸力时，首先是尖角破坏，进而导致连接失效（图2）；如为后者则应对环氧型石材粘接剂的牌号，性能要求作出规定，同时对胶缝设计方法（环氧型石材粘接剂的材料分项系数、强度设计值、粘接面积、粘接厚度、计算方法）；开槽方法、开槽的技术要求及允许偏差；施工工艺、检验项目及允许偏差作出规定，才能保证安全可靠。SE型挂件与石材组成的组件，在振动台抗震试验时，在竖向地震作用下，石材组件上、下运动，挂勾与挂槽的锚入深度小于上、下位移量时，挂勾从挂槽中脱出，因此要有防脱要求，这也未有规范(规程)给予明确规定。图2a正常状态b尖角破坏c连接失效四．JGJ133-2001没有对石材上开槽（钻孔）工艺要求及允许偏差作出规定，虽然设计上对开槽（钻孔）讲得头头是道，而工人操作时各行其是，加工结果与设计大径相庭，因此必须规定槽（孔）加工几允许偏差作为操作人员和检验人员的执行依据，才能保证槽（孔）加工结果，符合设计要求。JGJ133-2001第7.3.4条对石材幕墙组装要求规定为：金属板、石板安装时，左右、上下的偏差不应大于1.5mm；----第7.3.6条规定幕墙的竖向和横向板材的组装允许偏差应符合表7.3.6的规定，这些规定只规定了石材外表面平整要求(而有些规定如：竖向板材、横向板材指什么构件，竟无人知晓)，由于没有对托板（JC830.2称为弯板）的施工要求作出规定，石材幕墙组装（安装）时操作人员也就不注意质量控制，托板高低不一，在安装面板时，操作人员为达到面板板缝水平度，不顾挂勾与挂槽(插件与插槽)的锚入深度，有的锚入深度仅1~2mm(有的插件位于板缝上面，无法插入板上的槽沟，操作人员切断插板竖插件，在石材背面开横槽，插件插入横槽将石材托住，这种连接完全不能承受水平作用)，2005年11月国家标准《建筑幕墙》审查会上，笔者建议石材幕墙除要规定组装（安装）时外表面质量要求外，还要规定加工、安装时连接部位的技术要求和允许偏差，审查会决定国家标准《建筑幕墙》文本中增加槽（孔）加工尺及允许偏差和组装（安装）技术要求与允许偏差的规定，见表1~表3。表1石材面板孔加工尺寸及允许误差单位为毫米石材面板固定形式孔径孔到板边嗬?/td孔到板面的距离检验方法最小尺寸允许误差最小尺寸误差钢销式7.0±0.5大于等于3倍板材厚度小于等于180孔边到板面距离±0.5卡尺背栓式M6直孔+0.4-0.2孔中心线到板边的最小距离50孔底到板面保留厚度(背栓、背卡)大于8.0-0.4+0.1卡尺深度尺扩孔+0.3-0.3M8直孔+0.4-0.2扩孔+0.3-0.3表2石材面板通槽(短平槽)、短槽开槽允许偏差单位为毫米项目通槽短槽检验方法最小尺寸允许偏差最小尺寸允许偏差槽宽度6.0±0.56.0±0.5卡尺短槽有效长度100±2卡尺槽深角度偏差槽深/20—槽深/20角度尺两短槽中心线距离—±2卡尺短槽外边到板端边距离大于等于板材厚度及85，小于等于180±2卡尺短槽内边到板端边距离±3卡尺槽任一端侧边到板外表面距离8.0±0.58.0±0.5卡尺槽任一端侧边到板内表面距离(含板厚偏差)±1.5±1.5卡尺槽深度（有效长度处）16±1.516±1.5深度尺表3石材幕墙安装允许偏差单位为毫米序号项目通槽通长勾通槽短勾短槽短勾背栓式检验方法1托板标高±1.0—2托板前后高低差≤1.0—3相邻两托板高低差≤1.0—4托板中心线偏差≤2.0—5通长勾距板两端偏差±1.0—6勾锚入石材槽深度偏差+1.0,0—7短勾中心线与托板中心线偏差—≤2.0—8短勾中心线与短槽中心线偏差—≤2.0—9挂勾与挂槽搭接深度偏差—+1.0、010插件与插槽搭接深度偏差—+1.0、011挂槽(插槽)中心线偏差—≤2.012挂槽(插槽)标高—±1.013背栓挂(插)件中心线与孔中心线偏差—≤1.014同一行石材上端水平偏差相邻两板块≤1.0长度≤35m≤2.0长度＜35m≤3.015同一列石材边部垂直偏差相邻两板块≤1.0长度≤35m≤2.0长度＜35m≤3.016石材外表面平整度相邻两板块高低差≤1.0整幅幕墙≤2.017相邻两石材缝宽（与设计值比）±1.0干挂石材幕墙工程的质量控制1、前言目前干挂石材幕墙正从小规模到大规模，从底层建筑向高层建筑发展。随着石材加工精度、设计方案、安装用材及施工技术等不同程度的提高，干挂石材幕墙在建筑工程中的应用得到了迅速发展。但是，由于施工单位管理混乱，操作人员素质参差不齐、选材不合理、监理人员技术素质低等现象时有发生，使干挂石材幕墙工程存在着质量问题及安全隐患。2、加强干挂石材幕墙工程原材料的质量控制2.1石材由于石材为天然产物，同一产地其颜色也不尽相同，为保证尽可能少的出现色差、色斑、色线等天然弊病，应提前对石材荒料产地进行考察，确保从同一矿口供应荒料，只有这样才能避免出现严重的石材色差;石材到达现场后应对其加工精度(如几何尺寸、表面光泽度、表面平整度、导角、开槽等)进行重点检查，若出现超差应坚决做退场处理。2.2螺旋对于没有预留埋件的建筑物，通常作法是在混凝土墙上使用螺旋对钢板进行固定，这就要求螺旋的抗拉、抗剪强度必须达到设计值。螺旋尽可能采用高品质产品。强度测试可直接在现场使用拉拔仪进行，同时供货厂家必须提供实验室测试报告。2.3龙骨主、副龙骨通常采用槽钢和角钢，其质量检查除必须的外观检查、合格证、试验报告外，还应重点检查镀锌层的质量，先观察镀锌层的光泽度和均匀性，基本符合要求后进行现场抽样，送实验室检测，合格后方可在工程中使用。另外，考虑到耐久、腐蚀等原因，应该进行热镀锌，尽量避免电镀锌。还有，在进行主副龙骨焊接时，应同时将其与原主体结构预留的避雷点焊接，保证建筑物的防雷要求。2.4挂件应该使用不锈钢挂件，必须检查合格证和试验报告，现场可使用吸铁石进行检查。2.5结构胶、密封胶结构胶主要起到粘结固定作用，密封胶主要起到封闭、耐候的作用，所以必须强调其耐用年限、耐老化、耐紫外线的性能，一般耐用年限至少应该达到20年以上。可要求施工单位提供原材证明材料(是否在正常使用期限内使用)及现场复试报告。3、加强干挂石材幕墙工程设计阶段的质量控制3.1设计、施工单位的选择目前我国干挂石材幕墙工程应用中，基本上设计、施工为一家，但是单位资质和个人资格水平参差不齐，故在招投标过程中可对投标的资质、投标方案等主要内容进行综合评价，选择合适的中标单位。3.2设计方案的审查近几年石材幕墙普遍应用在高层建筑中。考虑到结构、安全等方面的要求，应从以下几个方面着手:结构形式—现阶段采用不锈钢挂件插接式或背挂螺旋式(可单块拆卸)，此形式大大增强了幕墙的安全性和操作性;外观效果—若为大面积干挂幕墙，在建筑外观造型允许的条件下，可采用大规格板(1000mmx1500mm)、宽胶缝(12mm-16mm)，使其外观线条简洁、明快，更具时代特色;强度计算—此项工作对将来的使用年限至关重要，应进行认真审查。若室外建筑标高在30m以上，更应该认真复核强度计算，复核内容主要有设计荷载(风荷载、地震、温度等)、龙骨强度(横竖龙骨强度、挠度等)、石材强度(抗弯、抗剪强度等)、挂件强度、螺旋抗剪、焊缝等的计算值，检查其是否在设计允许值范围之内。3.3石材品种、产地的选择现阶段石材幕墙主要采用花岗石和大理石。花岗石由于有良好的抗风化稳定性、耐磨性、耐酸碱性，耐用年限可达75200年，所以主要用于重要建筑物的室外墙面、柱面、门头、台阶等部位;而大理石其主要成分碳酸钙(CaCOg易在空气中发生化学变化形成硫酸钙，在石材表面生成二水石膏(CaS042H20)，从而使大理石很快出现褪色、裂缝、麻点等弊病，其耐用年限室外仅1020年，而室内可达40-100年，所以主要用于建筑物的室内地面、墙面、柱面、电梯厅等部位的干燥环境中。当必须将大理石用于室外时，建议在其表面涂刷有机硅等罩面材料进行保护。鉴于以上分析，建设单位在选材方面，室外装饰宜使用花岗岩，室内装饰宜使用大理石。石材产地分布广，其产地的不同直接影响到价格因素，考虑到价格要求，建议建设单位使用国产石材。由于近几年引进设备及开采能力的扩大，国产石材的质量已有了很大提高，荒料开采、切割、加工精度等方面完全可以满足不同建筑设计的要求，同时其价格仅为进口石材的1/3左右，现国家及省市一些重点工程已经大量使用。4、加强干挂石材幕墙工程施工阶段的质量控制4.1预埋螺检现国内普遍开始采用国际上比较先进的高强化学螺栓，此产品对施工操作要求比较严格，施工前应由新产品生产厂家的技术人员对施工人员进行现场操作培训，培训中应重点强调打孔深度、孔洞清理、螺栓埋设长度等施工方面对强度的影响，以提高施工人员的质量意识。施工中，应重点对螺栓埋设长度、孔洞清理两方面进行检查，以保证螺栓的使用度度达到要求。另外，施工中螺栓必须使用在混凝土墙上(混凝土强度等级应不小于C30)，不能使用在砖墙上，否则，强度达不到要求，留下安全隐患。4.2龙骨安装由于全部为钢龙骨，安装相对比较简单，但安装过程必须对每一根横、竖