半单元式石材幕墙结构及其施工方法研究

张鑫

（山西六建集团有限公司，山西太原 030024）

0 引言

现阶段我国重点倡导装配式建筑，建筑整体和施工过程朝向模块化和标准化方向发展，石材幕墙的装饰呈现出建筑工程独特的美感，始终是各大建筑领域所认可的装饰工程。但传统的石材幕墙施工时间过长，而且存在诸多难点，所以新时代提出的半单元式石材幕墙的结构和施工可以有效解决以往施工过程中存在的问题。

1 半单元式石材幕墙的具体结构

1.1 挂式小单元结构

小单元石材幕墙系统主要构建在传统石材幕墙结构基础上加以改进优化完成的，其主要构造的核心在于将铝合金型材料与石材板块交融在一起，并将其挂接在幕墙龙骨处，在一定程度上改善实际施工工艺，使其更简便、更快捷，提高材料的安装效率，降低石材幕墙的维护工作难度。石材的挂件主要选取铝合金制成的材料，其质量和承受力也达到一定的标准，充分发挥材料的应用价值和作用。与此同时，石材幕墙施工过程中龙骨和龙骨之间的连接方式主要为螺栓连接，减少以往采用电焊和水焊等焊接方式的工作量，有效加快石材幕墙的施工速度。

1.2 背栓式连接结构

这种结构是石材干挂技术的主要产物，也是我国半单元式石材幕墙技术的主要发展趋势，它的主要特点在于无应力进行石材加工，石材的背部构造采用不锈钢胀栓进行连接，其连接的紧实程度比较高，而且与传统的结构方式节省约30%强度左右，板块的抗变形能力也有显著的作用。龙骨和龙骨之间、龙骨和挂件之间的相互连接大多数采用螺接方式，在提升石材幕墙的安装效率的基础上合理分配各个连接点的受力限度。如果利用深缝打胶的设计方案，可以防止施工过程中造成的环境污染和破坏。因此比其他结构相比多出一部分龙骨，此项结构的工程造价也较高。

1.3 短槽不锈钢托板结构

这种结构是半单元式石材幕墙结构中最常见的一种，而且结构的施工手法也相对成熟，因其具有一定的性价比所以得到大多数建筑工程的认可。石材幕墙的安装使用石材开槽的手段，利用不锈钢托板固定石材的具体位置，实现稳固安装的目标，石材的左右部分进行开槽处理后，托板和短槽中可以加入适当的物质如胶垫等，并涂满环氧树脂胶，在一定程度上满足半单元式石材幕墙的弹性要求和质量要求。因为石材的重量全部压在托板上方，因此需要选择不锈钢材料，将其抗锈能力提升到最大化，并保证整体石材幕墙机构可以长期保持稳定、安全的状态，延长其外墙装饰的使用期限，达到最好的建筑标准。

1.4 针销结构

此结构形式主要利用销针和垫板沿着板材的两侧进行开孔连接，这种方法早期是从西方国家引入我国的，为我国石材的干挂系统打下良好的基础。这种依靠销针受力形成石材幕墙的结构，主要受力位置在于销孔的中心位置。根据相关建设完成的工程调查可以看出，在销孔位置应力集中力过大会出现局部开裂状况，在实际操作中会消耗大量的人力资源和物力资源，而且也会有所消耗施工时间。

2 半单元式石材幕墙的具体施工方法

2.1 测量放线

测量放线工作主要包括石材幕墙施工单位所规定的各方面标准点。利用先进的全站仪设备在建筑底部放出控制线，随后利用激光垂直仪，进一步固定其控制点并引导至标准层。根据外控制线的高度和水平标高点，科学合理地制定出幕墙的安装控制线，其主要目的是为了防止石材幕墙不受到外界因素的一系列影响。垂直钢线的设立位置可以相隔两层，水平钢线可以在相互间隔4m 的位置安放固定支点，如果条件允许的话，还需要填写实际的测量放线记录表格，并上交给管理监督部门，验收确认无误后才可以实行下一个环节[1]。

2.2 转接件安装

根据施工半单元式石材幕墙的施工要求、设计方案及预埋件所在控制线等，进行转接件的安装工作。转接件主要位于不锈钢螺栓加以紧固的埋件部分，因此在实际安装过程中需要严格把关转接件的标注高度、前后左右的数据差异，一旦安装后超过原有的标准范围，需要及时进行改善调整。

2.3 半单元式钢龙骨加工

根据标准层石材幕墙的装饰点，将适当高度的外墙石材装饰柱龙骨作为一个半单元类型参考施工，安装的横向位置和间距需要结合石材的规格和角钢龙骨的具体关系确定间距。在石材装饰柱的表面尺寸确定后，需要采取合适的幕墙石材厚度，并考虑内侧和墙体之间的预留空间和施工空间等，避免出现操作误差，最终确定半单元钢龙骨的尺寸。利用加工完毕的钢材按照钢龙骨的标准尺寸使用专业工具进行加工，竖向钢龙骨在加工后可以用手将其毛刺涂抹平整，根据不锈钢螺栓的尺寸用电钻在其适当的部分钻孔，加工结束后统一摆放在一个位置。为了保证半单元式钢龙骨防腐性能达到标准，在实行加工焊接施工后，还需要邀请相关的监理人员进行验收，防腐性过关后需要在其表面涂抹不同颜色的防锈漆，在涂抹过程中要注意均匀且全部涂满。通常情况下，大多数半单元式钢龙骨的控制线主要包括水平钢丝控制线、竖向钢丝线。竖向钢丝线可以首先焊接在屋顶并通过角钢向下垂钢丝线科学有效地控制轴线进出。当半单元式钢龙骨的标高控制点与水平标高位置相重叠的时候便可以紧固两者之间的不锈钢螺栓。

2.4 钢骨架和挂件的安装

钢骨架安装前需要优先查看设计图纸上钢管立柱的加工孔位是否准确无误，确认完毕后利用螺栓将连接件和钢管立柱进行有效连接，并将其吊至安装部位加以安装，首先连接螺栓和转接件，进行紧固，随后再根据实际情况进行调节。钢管立柱确认好正确的位置后，需要按照测量组放置的钢丝线位置进行调整，并参照设计图纸对工程项目进行检查，各个环节都确认无误后，再对钢管实行直线检查，为钢管立柱的轴线位置提供有力的保障。钢挂件需要依据施工图纸的要求和标准精准选点和打孔，再将钢挂件利用螺栓将其在角钢上进行二次固定，使其形成一体化，根据控制线的位置调整标高[2]。

2.5 预埋件的检查和处理

安装测量过程中需要针对预埋件的标高和分割线进行检查，施工人员通过专业的卷尺加以测量，重点排除预埋件左右和上下的偏差。除此之外，预埋件在进出检查工作中，测量人员需要从首层与顶层之间的钢线检查。大多数在15m 左右布置一根钢线，为了将垂直钢线降低到最少的数量，可以横向使用鱼丝线进行结构上的检查，合理检查预埋件进出所出现的数据偏差。如果预埋件的上下和左右偏差数值已经超过30mm 时，角码两端的焊接难度过大，简单来说就是预埋件已经不符合基本的偏差标准。需要利用与预埋件的厚度相同且材料一致的钢板加以补板处理，大多数补板的施工方法主要采用焊接方式，余下的一端利用锚板牢牢固定，如图1 所示。

图1 预埋件的检查

2.6 花岗石的安装

想要有效控制石材的表层与水分和空气过多的接触，并限制其污染效果，延长石材幕墙的使用年限，在石材安装前需要对其进行防水和防污措施，可以在表层涂抹防护剂，将施工过程中的污染程度降低到最小化。花岗岩的板片在施工人员检查完成后需要根据垂直钢丝线实施挂板工作，与玻璃幕墙有接触的部位需要由专业的技术人员进行安装，防止出现纰漏。尝试石材试挂并在第一时间调整，进行花岗岩的安装，实际的安装过程中，有些板材的四个角始终不在一个平面内，需要利用常用的公差方法计算后加以调整。

2.7 石材打胶防护

花岗岩在安装结束后，需要将板缝和其他细微部分清理干净，尤其是周围的干挂胶必须要打磨清理，并用泡沫枪打入泡沫条。泡沫条放置结束后，需要贴上具有抗污染抗氧化的美纹贴纸，其应用目的在于防止密封胶与空气出现化学反应对石材造成一定的污染和损害，贴美纹纸的过程中要注意缝隙宽度协调统一，在密封胶处于半干状态期间可以将美纹纸撕下。美纹纸贴完后可以进行打胶，其缝隙的宽度保持均匀，而且表面要求光滑平整。利用橡胶材质的刮刀在美纹纸处进行刮胶，可以依据选择刮刀的大小和具体形状合理切割[3]。

3 结论

综上所述，利用半单元式石材幕墙施工方法，并运用装配式建筑思路，室内和室外可以同时进行施工，一方面减少实际施工的焊接工作负担，另一方面大大缩短石材幕墙工程的施工时间。只有控制好石材幕墙施工的每一个环节，才可以保证建设工程的准确性，半单元式石材幕墙是城市建筑的一道风景线。