大直径柱弧形厚重石材干挂施工工法 工法编号：FJGFEJ26-2011

1大直径柱弧形厚重石材干挂施工工法工法编号：FJGFEJ26-2011完成单位：福建省第五建筑工程公司宏峰集团（福建）有限公司主要完成人：石清辉陈志彬刘伏华徐金豪曾焕辉1前言1.0.1当今，对建筑的外装饰越来越注重，不少建筑立面装饰中使用厚重、异形石材，如何石材饰面的安全可靠性、使用耐久性是当前急需解决的问题。大直径柱弧形厚重石材干挂是建筑工程石材装饰中一种特殊挂装施工方法，采用特定金属挂件将石材牢固悬挂在圆柱结构体上构成饰面层，其受主体结构及温差变形影响小，整洁顺圆，安装牢固，可靠保证。1.0.2近几年来在工程实践中，我们对大直径柱弧形厚重石材干挂的施工工艺深入探讨、总结，形成本工法。其关键技术是“2010年建设部科技示范工程”泉州市行政管理服务中心及配套工程的一项创新技术，经建设部组织验收，该工程新技术应用整体达到国内领先水平。2特点2.0.1大直径圆柱平面由3-4块、厚5cm以上的弧形、大面石材饰面板拼接构成，立面饰面板之间“工”字缝搭接，厚重稳固，雄浑大气，别具闽南地域特色。2.0.2型钢骨架与弧面预埋件上钢角码、挂件间采用“”孔螺栓连接，位置可调，弧形厚重石材饰面板定位准确。2.0.3弧形厚重石材通过加密（间距不大于400mm）、加厚（厚4mm）的高强不锈钢挂件拼装，就位牢靠，拼装严密，外观“○”的造形具有拱的受力特点，能够抵抗一定的地震等振动荷载。3适用范围本工法适用干挂高度不大于50m、设防烈度不大于8度、饰面层直径1.2米以上的民用建筑圆柱的干挂工程。4工艺原理弧形厚重石材干挂型钢骨架立柱，与焊接在建筑结构弧面预埋件上的热镀锌钢角码螺栓连接；然后通过全站仪等仪器的精确定位，弧形横梁两端平齐、对称均衡焊接在立柱两侧，形成一个水平、完整、准确的“○”形构架；每块弧形厚重石材饰面板通过上下两侧每边不2少于3个的高强不锈钢挂件螺栓连接在弧形横梁上，石材短槽内注石材结构胶固结；石材饰面板间缝隙采用泡沫棒填充，并用石材专用硅酮耐候密封胶密封，形成整体装饰面层。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程饰面石板材干挂工艺流程见图5.1。图5.1饰面石材干挂工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1石材干挂应根据建筑、结构设计施工图，重要建筑还应有装饰效果图。施工前，应依据石材干挂施工图校核建筑实际尺寸，如有误差应调整，最终确定石材面板下料排板图。2在运输搬运过程中应在相应部位做好隔震措施，如垫放麻袋布等，防止崩角；石材在施工现场应存放在特制的A字型架子上或立存放于通风良好的仓库内，其侧堆放角度不应小于85°。3石材经切割或开槽等工序后，均应用水将石屑冲洗干净，严禁用溶剂型化学清洁剂清洗。4根据设计图纸及规范要求，依据全站仪等测量仪器分格定位情况，在框架圆柱浇筑混凝土前准确、及时、规范埋设弧面预埋件，控制好埋件表面的水平或垂直，严禁歪、斜、倾等。5.2.2测量放样1首先对照干挂石材施工图，对建筑物外形尺寸进行偏差测量，确定出干挂板的基准面，使用2+5ppm全站仪或J2经纬仪、DS3水准仪测量，弹出石材干挂竖、横两个方向的基准控制线；运用CAD辅助设计进行排版，设计弧形厚重石材、胶缝竖向每列方位角及横向每测量放样弹竖向、横向分格线立柱安装横梁安装连接构件焊接、防腐处理防雷通道安装横梁弧度加工横梁安装挂件石材挂件安装、胶结嵌缝注胶及表面清理验收厚重弧形石材加工施工准备3排底标高及合理高度。2依据竖、横两个方向基准控制线弹出型钢骨架立柱位置，校核弧面预埋件位置，清理建筑结构上预埋件表面并经隐蔽验收；如埋件如有偏移或漏埋，应由原设计单位补充设计，增补后埋件。5.2.3连接件安装根据石材幕墙设计计算要求，选择恰当的连接件，通常采用热镀锌钢角码，厚度不应小于3.5mm。连接件应准确焊接在建筑结构预埋件上，焊缝清理检查后防腐处理，并经隐蔽验收。5.2.4型钢骨架加工1型钢骨架按图下料切割，下料时要考虑预留焊接收缩量及二次加工余量。螺栓孔应用钻模钻孔，孔距应准确，钻孔完后应去除毛刺。焊接坡口宜用刨边机刨边、刨坡口。2弧形横梁一般采用等边角钢，根据安装型钢骨架实际直径及两两立柱间弧段的矢长，确定横梁的弧度及下料长度，采用机械传动或液压传动的型材弯圆机成型。5.2.5型钢骨架安装1依据型钢骨架基准控制线及立柱位置线，将热镀锌钢角码准确焊接在建筑结构弧面预埋件上；并对满足承载力计算要求的型钢骨架进行防腐处理，采用长孔螺栓将其立柱与热镀锌钢角码连接固定，螺栓直径不应小于10mm；然后通过全站仪或经纬仪、水准仪的精确定位，弧形横梁两端平齐、对称均衡焊接在立柱两侧，形成一个水平、完整、准确的圆形构架。2安装中应随时检查标高和中心线位置，及时微调长孔螺栓，保证型钢骨架直径、垂直、标高的准确度。对直径较大，高度较高的型钢骨架，须采用全站仪或经纬仪、水准仪及线坠配合测量，校正位置，确保型钢骨架立柱、横梁垂直平整、位置准确。3型钢骨架上下立柱之间应留设不小于15mm的缝隙，并采用总长度不少于400mm的芯柱连接，芯柱与下柱之间应采用不锈钢螺栓固定。4立柱、横梁间采用电弧焊焊接，该工序为关键工序，应按质量控制点方法和步骤进行质量监控，焊接部位经检查合格后，必须进行防腐处理。5.2.6防雷接地连结1型钢骨架应采用4mm×40mm镀锌扁钢或φ10mm镀锌圆钢把金属主构架和楼顶避雷带，接头处应加防雷连接件跨接。2立柱的预埋件与水平均压环焊接连通，连接材料一般采用连接角钢，角钢厚度≥4mm；4立柱底端应与大楼地网连接，幕墙的接地电阻值应与大楼主体接地要求相一致。3各段横梁伸缩缝及与立柱之间须用连接线跨接，连接线最小截面为为铜：6mm2、铝：10mm2、铁:16mm2。5.2.7石材加工制作弧形石材一般采用弧形石材切割机两次切割，因该方法操作时钢锯片会产生剪切力，易造成石材开裂，根据实践经验，弧形石材断面一般切割成月牙形，圆心角60o以上的中间最厚处最小厚度应不小于50mm。如：考虑到加工方法及自身受力要求，圆弧直径1.8m、圆心角90o的弧形石材中部最大厚度应达到80mm。5.2.8石材吊装1在施工前须对石材进行统一编号，并按施工流程运输。2弧形石材厚重，一般单片重达50kg以上，且外架上操作工作平台小，人工操作不便，宜采用1定1动滑轮组吊装、就位石材。5.2.9石材安装1安装前，应检查加工好的板材编号、规格、尺寸、开孔位置、外观质量。2安装时，应采用φ0.5-1mm钢丝作为控制线；水平方向应每隔两块在下块底端拉一根，并横向每间隔每块弧形厚重石材饰面板设1支点，控制线弦向设置，控制每皮石材安装水平度；垂直钢丝应间隔每块弧形厚重石材饰面板拉一根，控制每列石材安装方位角准确度；弧形厚重石材饰面板使用专用高强不锈钢挂件短槽式组合安装，槽内注石材结构胶固结；所有弧形厚重石材饰面板安装完整后构成圆柱体，形成有效的“拱”充分发挥石材耐压特性。1）在弧形厚重石材饰面板上下两侧开短槽，考虑到其单位面积重量较大，每侧挂件应不少于3个，通过不锈钢挂件与型钢骨架连接组成干挂系统，形成整体装饰面层，达到装饰效果；2）石材面板采用两边开槽短槽支承方式，见图5.2.9-1；3）短槽式干挂件有两种：不锈钢蝴蝶挂件见图5.2.9-2，不锈钢T型挂件见图5.2.9-3；4）短槽式干挂安装图见图5.2.9-4。53为达到庄重大气效果，大直径圆柱平面通常由3-4块大面石材饰面板拼接构成，弧形厚重石材饰面板弧长1-1.5m；上下皮立面采用“工”字缝搭接，提高观感效果。4安装中，应及时检查、调整垂直度、平面度、直线度、缝宽度、接缝高低差等。5石材面板安装完毕经检查合格后，面板间缝隙采用泡沫棒填充并用石材专用硅酮耐候密封胶密封。1）首先用钢刷清理石材缝隙内的灰尘杂物；2）石材干挂使用结构密封胶和耐候密封胶时，应待石材缝隙清洗干净并完全干燥后施工；3）注胶前应在石材板缝周边粘好保护胶带，防止污染。6石材表面清理保洁1）石材安装完后，应检查、修整、清理一遍，并应及时清除其表面的粘附物。2）干挂清洗时应制定清洁方案，清洗时应避免损伤表面，不得产生腐蚀和污染。3）有保洁要求的应按专项技术方案要求保洁。5.3劳动力组织按本工法组织施工，根据工程规模一般宜分成若干作业小组，组数根据工作量大小和工期要求确定，劳动力组织见表5.3。图5.2.9-2不锈钢蝴蝶挂件图5.2.9-3不锈钢T型挂件图5.2.9-1两侧连接图5.2.9-4短槽式干挂安装图6表5.3弧形厚重石材干挂劳动力组织一览表序号组别人数1放样测量组32弧形厚重石材加工组53型钢骨架加工组34型钢骨架安装组65弧形厚重石材吊装组46石材干挂组106材料与设备6.1材料6.1.1石材1干挂石材宜选用火成岩，石材吸水率应小于0.8％。2石材的弯曲强度应经法定检测机构检测确定，其弯曲强度不应小于8.0MPa。3石材的最小有效厚度不应小于25mm，火烧石材面板应比抛光石材厚3mm。4石材颜色应均匀。表面平整，边缘整齐，不得有损坏崩裂现象，不得有隐伤、风化等缺陷。5石材饰面的品种、规格、颜色和图案应符合设计要求。6石材技术要求应符合《天然花岗石荒料》（JC204-2001）及《天然花岗石建筑板材》（JC205-2001）规定，石材的主要性能试验方法应根据《天然饰面石材试验方法》（GB9966.1～6-2001）规定。6.1.2挂件、密封材料1石材干挂采用的钢构件宜采用高耐候结构钢，表面应热镀锌处理，并满足设计要求。2干挂件应采用高强不锈钢材质，并符合设计要求。3石板材干挂采用的连接件、螺栓等配件，应有产品合格证，并符合设计要求。4石板材干挂应采用环氧型石材专用结构胶粘结，干挂胶应符合《干挂石材干挂用环氧胶粘剂》（JC887-2001）规定。5同一石材干挂应采用同一品牌硅酮密封胶，用于石材干挂的密封胶应有无污染性和相容性试验报告，并应有保质年限的质量保证书。6.2设备本工法采用的主要机械设备见表6.2。7表6.2主要机械设备一览表序号机械名称规格型号数量（台）1双头切割机SFC909012单头切割机XD\锋锐-960\139013冲床JH36-400B14铣床X503215钻床Z305016锣榫机KT-313C17空压机AC-1Y28电焊机BX-26029打胶机TH-2004L1310滑轮组QD500511全站仪GPT-3002N112经纬仪DJD2A113水准仪AT-G627质量控制7.1质量控制标准施工时，工程质量控制与验收应严格按照相关规范、标准执行，见表7.1。表7.1相关规范、标准一览表序号规范、标准名称编号1《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133—20012《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-20023《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-20044《建筑物防雷设计规范》GB50057-20105《天然花岗石建筑板材》JC205-926《建筑硅酮结构密封胶》GB16776-20057《石材用建筑密封胶》JC/T883-20018《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-20017.2质量保证措施7.2.1石材色差控制1根据设计及规范要求，对厂家明确石材加工色差及花纹的控制指标。选择符合颜色及花纹要求的荒料，并进行编号，按编号将荒料裁切成板胚，并对色泽及石纹进一步选择。2选定板胚合适的面板，进行粗磨，达到一定光泽度。检查石材表面的色差、花纹、石胆、石蛇、射线、扫花及边角损坏的情况，去除有明显质量缺陷的，对石材进行加工及精8磨光，石材外侧边缘磨出深1mm的倒角。3根据构件安装排版图，挑选石材预铺，去除颜色不一致或花纹不同光的，补齐整幅，石材编号装箱前采用防护液处理，均匀刷二遍以上。结合现场实际情况，按装箱编号顺序进行安装，安装完毕打胶前，对照立面颜色花纹是否整体一致，若发现个别有色差影响的应进行更换。7.2.2石材质量要求1石材连接部位应无崩坏、暗裂等缺陷；其他部位崩边不大于5mm×20mm，或缺角不大于20mm，修补后可使用；每层修补数量不应大于2%，宜用于不明显部位。2石材的长度、宽度、厚度、直角、异型角、半圆弧形状、异型材及花纹图案