某建筑外墙饰面砖检测及改造修复实例分析

李庆伟 胡利强

(中冶建筑研究总院有限公司，北京 100088)

0 引言

我国有大量的高层建筑采用了外墙贴饰面砖的装修方式，因其美观大方、造价低廉等特点在20 世纪90年代应用非常广。但随着时间的推移，由于施工缺陷、粘结材料老化、低温结冰及湿热循环等因素造成建筑外墙饰面砖开裂、脱落的现象，严重影响建筑物周围行人及停放车辆的安全。据文献［1］调研北京、上海、深圳等大城市128 栋不同年代的高层建筑外墙饰面砖脱落事故，其中饰面砖使用年数为10年及以上的有112 栋，占总数量的87.5%，表明使用10年以上的外墙饰面砖建筑物进入了饰面砖脱落的事故高发期。因此外墙饰面砖开裂破损病态是目前我国既有建筑物的常见病，相关使用单位应进行定期的检查，减少因外墙饰面砖脱落事故造成人员及财产的损失。本文通过对北京某高层建筑外墙饰面砖5年的跟踪检测，分析了饰面砖开裂脱落的原因，提出了修复建议，希望对类似工程的检测鉴定和改造修复有借鉴作用。

1 工程概况

某大厦位于北京市西城区，建于1999年，总建筑面积为45 536 m2。大厦采用十字形平面，塔顶采用多面坡锥体形式，结构分为Ⅰ，Ⅱ两段。Ⅰ段采用现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构，主体结构为地下1 层，地上17 层，屋顶局部凸出3 层。Ⅱ段采用现浇钢筋混凝土框架结构，地下、地上各3 层。大厦采用加气混凝土砌块填充墙，外贴瓷砖。目前大厦使用过程中外墙饰面砖出现局部空鼓开裂及脱落现象，尤其大厦15 层以上，空鼓开裂现象较为集中，室外楼梯的悬挑部分尤其严重。同时雨水通过裂缝渗透到房间内造成多间房屋渗水，窗下墙纸脱落。脱落的瓷砖已造成数次砸坏大厦周围停放车辆的事件。

2 跟踪检测情况概述

自2009年起，我们对大厦外墙饰面砖开裂进行了跟踪检测。检测点布置如图1 所示。分别于2009年5月、2011年10月、2014年9月进行了三次检测工作。采用红外热像法对大厦进行跟踪检测，由检测结果可知自2009年至2014年，大厦外墙饰面砖空鼓区域及出现的裂缝显著增加。

图1 大厦检测点平面布置图

对比三次检测结果发现，外墙饰面砖空鼓率由2009年的3%增加为现在的6.7%，如图2 所示。空鼓现象较为严重，局部区域开裂现象严重，裂缝有明显延展的现象，说明大厦的外墙饰面砖开裂脱落趋向严重，需要尽快采取处理措施。

图2 外墙饰面砖空鼓率变化趋势

3 饰面砖空鼓开裂原因分析

由5年跟踪检测结果来看，大厦外墙饰面砖开裂脱落现象日益严重，如图3 所示。分析其原因有多方面，包括施工缺陷、粘结材料老化、温度影响及结冰作用等。

1)施工缺陷。

饰面砖施工时局部抹灰层太厚，影响砂浆等粘结剂的粘结强度从而导致空鼓，进而造成瓷砖的开裂及脱落。找平层厚度不均匀造成在使用一定时间后，由于季节变化，找平层在温度影响下多次膨胀收缩，使得周边的瓷砖、结合层等被拉裂脱落，并伴有空鼓现象。

图3 大厦外墙局部饰面砖脱落图

2)粘结材料老化。

随着时间的推移，瓷砖和砂浆等材料发生老化，导致瓷砖变脆，强度和韧性降低，在冷热温度交替作用下造成开裂，而雨水顺着裂缝进入到砂浆粘结层，使其粘结力变弱从而导致空鼓。试验研究及工程经验［2］表明，用高分子材料做瓷砖粘结剂的饰面建成后若干年因材料老化会出现连片脱落的现象。

3)低温及结冰作用。

冬季时雨水进入到裂缝内结冰，体积增加从而造成裂缝扩大，进而导致瓷砖脱落、开裂。较大的温差造成了窗户洞口周围的裂缝增加，且多为45°斜向裂缝。

外墙饰面在太阳日晒积温作用下，屋顶及女儿墙在温度应力作用下会推裂外饰层和瓷砖面层，这种损伤属于难彻底闭合的累计损伤作用，可影响建筑物顶部数层。饰面贴砖在洞口边缘处破坏表现为上部容易脱落，下部容易积水、渗水，并使得水进入到墙体内，裂缝容易从洞口下角部开裂向外延伸。

4 改造修复方案

从检测结果来看，大厦外墙饰面砖开裂脱落日趋严重，局部外墙饰面砖有渗水、剥离及坠落现象。因地处中心市区，对过往行人及车辆存在较大安全隐患，因此需对外墙饰面砖进行修复改造。

4.1 修复方案的选择

目前针对大厦外墙的修复方案有多种，其中重新贴砖的方案不能从根本上解决问题，剔除的范围不好确定，同时存在新粘贴的瓷砖与原瓷砖饰面有色差问题。而且随着施工技术的发展，加气外墙贴瓷砖的做法目前已经很少应用。该方案无法保证裂缝的完美处理，无法彻底解决墙面渗水的现象，因此本次修复排除掉重新贴砖的方案。其他可以采用的方案如下所述:

1)石材或玻璃幕墙。

石材拥有丰富的花色，在目前高层建筑外墙饰面中应用非常广泛。但石材本身重量很重，将会增加较多的结构荷载。大厦竣工于1999年，当时结构设计采用的规范已经过了多次修订，结构安全度、地震作用和抗震构造有较大幅度的提高与加强。荷载增加按现行规范校核有可能带来需要整体结构加固等问题。

2)粉刷涂料方案。

需要将所有的瓷砖敲掉，按照建筑设计的风格重新粉刷涂料。该方案剔凿工程量大，且随着时间的推移，涂料会出现掉色或腐蚀等现象。

3)轻型金属幕墙装饰。

该方案为在原瓷砖饰面的外面增加一层轻型金属幕墙饰面，如铝塑板或铝单板幕墙。轻型金属幕墙美观大方，且便于控制增加结构荷载，减少饰面砖剔凿量。轻型金属板材幕墙作为现代建筑物的产物适合时代特色，适合大厦的风格。

综合以上三种方案，轻型金属幕墙装饰为最适合本大厦的外墙改造修复方案。

4.2 修复方案中的具体问题

1)严格控制结构荷载增加。

由于该工程建于1999年，当时设计采用的规范已经过了多次修订，抗震要求发生了较大变化。从结构安全性看，它已经不符合现行安全标准。要对此类建筑进行改造，只有在基本不增加荷载的情况下进行改造，使其仍符合原来的规范要求。

2)龙骨与原结构的固定。

增加轻型金属幕墙，需要在适当位置设置龙骨与原结构的固定点。根据龙骨布置间距要求，结合原结构的梁柱墙构件的位置，用化学锚栓固定预埋件，然后将龙骨固定在预埋件上。

3)原空鼓部分的剔凿、找平等，裂缝处理。

先在大厦的立面检查瓷砖空鼓开裂处，将空鼓部分的瓷砖饰面、找平层等剔除掉，对于出现裂缝的区域，对裂缝进行封闭处理，抑制其进一步发展，同时对墙体渗水起修复作用。

4)窗户等细节处理。

对窗户、洞口等细部进行处理，使其过渡自然、流畅、和谐。

5 结语

本文通过对某建筑外墙饰面砖5年的跟踪检测，分析了饰面砖开裂脱落的原因，并提出了改造修复设计方案，主要得到以下结论:

1)高层建筑外墙饰面砖开裂破损病态是目前我国既有建筑物的常见病，相关使用单位应定期对其进行检测，有效降低因饰面砖开裂脱落造成的风险。

2)外墙饰面砖开裂原因有多方面，包括施工缺陷、粘结材料老化、温度影响及结冰作用等主要因素。

3)对外墙饰面砖开裂脱落严重的高层建筑，修复可采用轻型金属幕墙方案，美观大方且便于控制增加荷载，减少饰面砖剔凿工程量。

［1］朱 斌，丁 力，胡家旺.基于现场综合法检测评估高层建筑外墙饰面砖完损状况的研究［A］.2014年全国建工建材检测实验室可持续发展高峰论坛论文集［C］.2014.

［2］陈 贵，王宝根.旧有建筑外墙饰面改造技术试验研究与实践［J］.建筑技术，2002，33(9):65-67.