超厚石材幕墙“砌拉插接”安装施工技术

张永坡，张青山，刘 杰

（天津三建建筑工程有限公司，天津 300170）

幕墙装饰石材作为一种能体现建筑物庄重、典雅风格的新型材料，在我国各大城市的主要建筑和标志性建筑中已大量采用，形成了城市里一道独特靓丽的新景观[1]。一般幕墙使用的石材厚度在25～50 mm，使用厚度达到130 mm石材作为幕墙的工程极其少见，没有可以借鉴的施工经验。本文以贵安华为云数据中心C区项目为例，研究了超厚石材的施工工艺。

1 工程概况

贵安华为云数据中心C区项目坐落在贵州省贵阳市贵安新区，为欧式建筑群落，外檐为石材墙面。贵阳市是以山地、丘陵为主的丘原盆地地区，海拔高度在1 100 m左右，处于费德尔环流圈，常年受西风带控制，属于亚热带湿润温和型气候，全年多雨阴天为主，日照不足，天气潮湿。

墙面石材厚度大部分为130 mm，最大厚度为230 mm，单块最大质量400 kg，为达到外檐装饰效果，实现设计要求，研究一种新的施工方法，以砌筑为主，结合幕墙施工理念，采用金属骨架作为石材面砌墙的承重载体，进行砌筑石材的墙体施工。

2 结构特点及施工难点

2.1 结构特点

石材幕墙系统共3部分，分别是金属骨架系统、砌拉结合构造、石材层。金属骨架系统由后置埋件、主龙骨（钢龙骨）、次龙骨（热镀锌角钢）、螺栓组等组成；砌拉结合构造由承重角钢（竖向间距3 m）、L形不锈钢砌筑拉片、不锈钢钢销、M10水泥砌筑砂浆等组成；石材层由130 mm砂岩、230 mm花岗岩等组成。见图1。

图1 结构构造

金属骨架系统承受自重、风荷载、自身的地震荷载、传递石材载荷，具备一定的变形能力；空气夹层起到水汽导流、保温隔热及通风的作用；石材幕墙作为装饰和雨屏墙。砌筑石材载荷通过砌拉插接构造和金属骨架系统将幕墙荷载传递至混凝土主体框架结构上。

2.2 施工难点

1）石材单块质量特别大。砌筑石材单块长度1 m[2]，最小厚度130 mm，最大厚度230 mm，最大质量达到400 kg，安装时需机械设备配合吊装并精准定位，施工难度高。

2）幕墙受风荷载影响大，因此，需要具备一定变形能力，保证安全性能。在距首层钢筋混凝土牛腿不超过3 m的位置开始设置通长连续承重角钢，主次龙骨均匀布置，相对于主体结构及二次结构墙体具有一定的变形能力，但施工质量要求高。

3）砖砌结构采用砌拉、插接结合技术，即采用水泥砌筑砂浆进行石材砌筑，每块石材至少设置2个L形不锈钢砌筑拉片，其中一边于次龙骨上固定，另一边伸入灰缝中通过不锈钢钢销将上下两皮石材块进行插接结合，该技术对工人施工技术要求高。

4）为适应当地环境，设计了双重保温、双重防水的节能构造，即在外围护墙上抹中空无机保温砂浆，结合墙体空腔空气层，保温隔热；保温砂浆涂刮防水涂料，结合龙骨外侧的铬化防水铝板，双重防护。该结构构造对精细化施工要求高。

3 操作要点

结构施工工艺流程如下：施工图深化设计→外围护墙二次结构施工→测量、定位放线→后置埋件安装（埋板孔打胶）→外围护墙保温砂浆、界面剂及外围护墙防水施工→金属骨架安装→铬化铝板安装（打胶收口处理）→踢脚石材安装（背面涂刷防碱背涂，安装披水板）→砌筑石材安装（砌筑拉片及砌筑砂浆）→石材窗套安装→石材线条安装→打胶、勾缝及石材防护剂喷涂→检查验收→外墙淋水试验。

1）后置埋件安装。后置埋板采用4根M12化学锚栓进行固定，打孔深度要根据化学锚栓的长度和后置埋板的厚度以及外露尺寸进行确定，化学锚栓安装完成后进行复试及埋板和方垫片安装，采用螺栓和焊接连接，焊接部位做防腐处理。

2）外围护墙保温砂浆、界面剂及防水施工。首先对基层进行处理，在主体结构与二次结构之间挂20 mm×20 mmϕ1 mm镀锌钢丝网，宽度≮400 mm，搭接长度不应＜100 mm[3]；抹15 mm厚中空无机保温砂浆，然后抹3 mm厚界面剂，要求外墙抹灰面顺平。外围护墙防水采用1.5 mm厚聚合物水泥Ⅱ型防水涂料，涂刷3道。第1道厚度应控制在0.4～0.5 mm，第2道涂刮方向应与第1道的涂刮方向相垂直，厚度控制在0.5～0.6 mm，第3道涂刷方法同第2道，最后总体厚度不应＜1.5 mm。见图2。

图2 外围护墙保温层及防水层

3）金属骨架安装。外围护墙上弹线确定骨架位置，首先进行主龙骨及转接件的安装，主龙骨为100 mm×60 mm×6 mm的热镀锌方通，设置间距不超过1 m，主龙骨与转接件采用M12 mm×120 mm的316不锈钢螺栓组进行栓接，转接件为L100 mm×63 mm×6 mm的热镀锌，与后置埋件采用焊接形式，三边焊缝且焊缝长度满足要求。

然后进行次龙骨（L50 mm×50 mm×4 mm热镀锌角钢）的安装，一侧与主龙骨焊接，另一侧用L50 mm×50 mm×4mm的小脚码加M6 mm×30 mm的SUS316不锈钢螺栓组进行栓接，间距按照石材的分缝尺寸进行设置。

最后进行承重角钢（L125 mm×125 mm×12 mm热镀锌承重角钢）的安装，钢连续通长设置，竖向间距≤3 m，一边用ϕ8 mm钢销与砌筑石材进行连接，另一边与主龙骨及背附方通进行焊接，焊接完成后涂刷3遍防锈漆进行处理。

4）铬化铝板安装。1.5 mm厚铬化铝板的安装目的是对金属骨架进行完全的封闭，铝板和金属骨架之间设置通长的绝缘垫片，材质为EPDM三元乙丙橡胶垫片，用自攻自转钉与次龙骨固定，铬化铝板之间搭接＞50 mm，保证金属骨架封闭完整性。

5）踢脚石材安装。为保证石材砌筑幕墙的稳定，踢脚石材安装在首层钢筋混凝土牛腿上，每3 m设置一道通长的承重角钢。踢脚石材在铬化铝板的外侧，要求踢脚石材的内口距铬化铝板的间距为30 mm。安装前，踢脚石材的背面要求满刷防碱背涂。

踢脚石材采用花岗岩，高度为高出室外地坪500 mm，石材踢脚安装固定后，用防水砂浆将空腔根部灌满，外口高度与踢脚石材平齐，内口浇筑高度稍高一点，形成顺坡，保证冷凝水的流出[3]。

1.5 mm厚不锈钢披水板安装在踢脚石材上部，通长布置并在此部位设置10 mm×20 mm排水孔，间距≤2 000 mm，通过排水孔将水和水汽排出墙外[4]。披水板与龙骨的交接处采用耐候密封胶封闭处理，披水板上满铺自粘防水卷材。

6）砌筑石材安装。砌筑石材幕墙需要利用不锈钢L形砌筑拉片和不锈钢钢销与石材幕墙背后的龙骨体系进行连接并共同承受相应的荷载作用，因此施工过程中需要对石材高度与砌筑拉片的位置进行精准放线，保证偏差不超过3 mm。每块石材至少设置2个L形砌筑拉片，每个拉片配一个不锈钢钢销，钢销插入石材的深度＞35 mm。不锈钢L形砌筑拉片水平间距≯500 mm且应被压实在砌筑砂浆中[2]。

7）勾缝及石材防护剂喷涂。勾缝材料选用专用彩色砂浆，勾缝凹入深度为1～2 mm。防护剂为无色透明油性液体，密度为0.73～0.79 kg/m3，参考用量3～7㎡/L。使用前石材必须干燥，将防护剂用毛刷直接涂刷于石材表面，纵横交错饱满涂刷，刷涂后石材表面应有一定量防护剂供其吸收渗透。防护剂处理过的石材面墙，常温涂刷4 h后即有防护效果，自然养护一周后防护效果更佳。

8）石材外墙淋水试验。8 h后可进行淋水试验，可采用自然降雨和人工淋水两种方法，持续时间不少于2 h，人工淋水检验时水压力不应低于0.3 MPa[5]。

4 结语

在满足设计对外檐装饰效果及结构安全要求的前提下，快速高质量地完成了外檐超厚超重石材的砌筑工程，避免了工期的延误。通过对金属骨架的优化，减小了主龙骨的间距，增大了次龙骨间距，整体降低金属用量，节约了成本，经济效益显著。

该结构构造外砌筑石材幕墙在保证外檐的装饰效果下，具有一定的变形能力，可以保证结构的安全。在外围护墙上抹中空无机保温砂浆，利用外砌筑幕墙与外围护墙体之间的空腔作为隔离层，起到了双重保温的效果。保温砂浆涂刮防水涂料，结合龙骨外侧的铬化防水铝板，起到了双重防水的效果。超厚石材幕墙砌筑安装施工技术的应用，为类似工程的实施提供了有力的技术支持，也为新建中式古建和欧式建筑施工积累了宝贵的经验。□■