石材幕墙的安全隐患及分析

石材幕墙的安全隐患及分析报告
蔡全
摘要石材幕墙在工程中的应用已经日趋成熟及应用广泛，但相关部门对其的安全隐患重视力度有些不够，在公司组织的巡查过程中，发现有些工程的石材幕墙的安全隐患比较大。

现综合巡查过程中发现的问题，从设计、加工以及施工等角度，对石材幕墙的安全隐患做一个详细的分析报告，希望能引起各部门的注意。

1. 石材幕墙的设计注意要点
1.1 石材幕墙区域性规范选择
目前比较有代表性的地标有上海幕墙工程技术规范（杭州地区也准备要有一本新规范颁布），里面针对石材幕墙要求要比国标严格的多，主要表现在一下几点：
1.1.1：明确了高层建筑、重要建筑以及临街建筑立面，石材幕墙厚度不应小于30mm厚度；
1.1.2：对背栓的植入深度、临边宽度有较严格的要求，选用背栓的时候要注意:。

目前我公
司大多数石材背栓选用的是M6，植入深度是15mm，上海规范要求植入深度宜为板厚的2/3,最小不低于15mm，因此是不满足要求的，其他地方出现这种情况的时候，建议按厂家提供的数据走。

另外背栓临边净距不小于板厚的5倍，不大于支撑边的
0.2倍，此块在设计过程中也要引起注意；
1.1.3：角形倾斜连接件、T形连接件、以及钢销的连接节点做法已经禁止使用；
1.2 石材幕墙角钢横梁承重下坠的情况
幕墙石材幕墙的设计，基本是采用角钢横梁，但碰到一些跨度比较大的石材幕墙，石材幕墙挂上去以后，容易出现弯曲，因此，建议在挂件位置偏100mm左右位置，采用钢板对角钢进行加劲处理，且在设计交底的时候，考虑自重产生的挠度变形，要求在安装以及焊接角钢的时候，根据挠度变形量，提高角钢横梁的标高进行放线安装。

2. 石材幕墙的加工注意要点
2.1 石材面板的防护：
图1：石材面板生锈图2：石材钻完背栓孔，已出现裂纹
石材防护主要是指石材防水及防冻。

由于有很多有害物质通过石材的微孔和毛细管作用将水吸收进入石材中，当水被逐渐蒸发后，有害物质却残留在石材中，对石材形成破坏，这种损害比水本身对砖石建筑的损害还要大，特别是酸雨城市、冻雨的区域以及靠海边水空气
杂质比较多的地方，危害更大，因此，石材面板的6面防水处理不宜草率，应引起重视；
2.2．石材幕墙槽式连接孤形短槽的开槽：
石材幕墙槽式连接孤形短槽开槽是孤形短槽连接技术的基础，也是一切设计、计算的起点。

只有确定了孤形短槽的有关几何参数才能着手进行孤形短槽连接设计、计算。

孤形短槽现在都采用砂轮开槽，不同直径砂轮开出的槽的几何参数不一样，因此选择砂轮直径是孤形短槽开槽的第一步。

一般石材加工企业常用的砂轮直径有350mm（14英寸）、300mm（12英寸）、250mm（10英寸）等。

JGJ133《金属与石材幕墙工程技术规范》第6.3.4条规定：“孤形槽的有效长度不应小于80mm”。

有效长度是指相对于锚入槽内挂勾底处孤形短槽的弦长。

它是按40mm宽挂勾考虑的，即40mm宽挂勾且挂勾中心线与槽长中心线吻合时，挂勾两侧各可移动20mm（理论值，实际值应不小于15mm），如果挂勾宽度尺寸大于40mm，应该按挂勾实际宽度加两侧活动量调整有效长度。

它还与挂勾锚入的深度有关，一般挂勾锚入10~12mm为宜。

图3 孤形短槽
根据砂论直径与挂勾锚入短槽深度，按有效长度为80mm计算的孤形短槽几何参数见表1。

表1 弧形短槽几何参数mm
砂论直径φ钩锚入深度 H1槽长 B1弧长 s
350 10 140 144
12 149 154
300 10 132.5 137
12 140.4 146
250 10 124.4 130.2
12 130.4 137.1
石材面板的开槽牵涉是石材幕墙设计的基础，因此石材面板的开槽加工应引起注意，不然很容易造成石材面板的施工与卡条不配套，比如容易出现如图4所示的几种情况：
图4 花岗石板自重错误支承
此种花岗石板由下部挂勾顶住槽底来支承它的自重均为点支承是不可取的，即花岗石板的自重是不能由挂勾角顶住来支承的，容易造成石材的局部破碎，导致面板的脱落，正确的方法是如图5所示的两种方式：
1) 将花岗石板搁在挂勾托板上，在石板与挂勾托板间设柔性垫块，此时花岗石板的自重由花岗石板槽边的局部面积承担；
2) 将挂勾用环氧树脂胶粘接在槽内，花岗石板的自重通过环氧树脂胶缝传给挂勾，将花岗石板支承起来，此时花岗石板下部孤形短槽与挂勾粘接成一个整体，固定在主体结构上不能位移，当建筑物平面内变形时完全靠上部挂勾在槽内移动调节，此时要对环氧树脂胶缝构造作出规定并对粘接强度进行验算。

图5 花岗石板自重正确支承
此种花岗石板由下部挂勾顶住槽底来支承石材面板的地方，出现在卡条石材幕墙类型中的现象比较普遍，希望能引起质检部门对石材面板的开槽以及卡条安装节点的质检力度；
2.3．石材背栓的钻孔及拉拔试验：
目前已发现有好几个项目，石材背栓钻孔与选用的石材厂家不配套的情况出现，此种情况比较严重，且大多是高层建筑，由于不配套，力学连接受力相差比较大，很容易造成石材面板与背栓之间的脱落，因此，也督促项目部以及物资配送中心尽快对石材背栓厂家的尽早确定，不要等到石材面板与铝合金挂件已经下完单了，然后再对背栓的厂家进行变更，安全风险极大，需要特别引起重视；另外，由于石材的不确定性，因此石材背栓都应该在石材面板安装前做拉拔试验，目前，石材背栓做拉拔试验的项目比较少，大多数项目是没有做的，因此也需要引起相关部门的注意；
2.4．石材磨边加工：
目前石材面板的加工，崩边崩角的情况特别多，是由于石材的磨边处理不是很到位（或者是根本没有做磨边处理），此点对于石材卡条连接位置，安全隐患也是比较突出，希望能引起注意。

3. 石材幕墙的施工问题集锦
7月底至8月初，公司组织的大部分项目的巡
查，在整个巡查过程中，发现石材幕墙的安全隐
患比较突出，下面以图片形式将普遍性的一些问
题提出，希望引起相关部门的注意：
3.1 石材面板之间调节缝用云石胶（或者其他硬质
材料）进行填缝：
如图6所示，部分项目，为了保证石材的外
观缝，有部分施工队在面板交接缝位置采用云石
图6 石材缝的调节填充物问题
胶进行固定定位（或者上下石材之间直接垫垫片等硬质材料），此种情况会导致石材重力的叠加，本应承受一块面板重量的横梁，最后承受了很多块面板的重量，这种强行调节，也代表了石材幕墙的龙骨安装不精准，挂件之间的配合不是很到位，因此安全隐患很大，严重的话，可能会出现大面石材面板的脱落情况，需要特别引起重视；
3.2 石材背栓挂件螺栓缺失、挂件咬合深度不够；以及未进行焊接的连接节点；
图7 石材背栓连接节点的问题图8 石材背栓连接节点的问题
如图7&8：石材背栓挂件螺栓的缺失，主要是施工队的责任心不怎么到位；挂件咬合深度不够，通常是由于石材角钢横梁标高安装未进行精确放线等原因造成；卡条长孔螺栓位置通常采用方垫片，需要进行加焊处理（需要承受风荷载），照片显示是采用圆垫片，且未进行加焊，此为施工队偷工减料，都有较大安全隐患。

情况比较突出的是有部分石材面板两挂件标高相差比较大，挂不上，现场直接采用云石胶粘结起来的，此种情况安全隐患更大，需要重点引起重视；
3.3 窗洞侧边、吊顶、盖板等小石材的安装问题：
如图8，窗洞侧边、吊顶盖板等小石材由于
石材板块比较小，容易让人产生错觉，在安装的
时候，经常出现不按设计节点进行安装的情况出
现，有时候，由于操作空间有限，为了抢工期，
往往是直接采用云石胶直接粘上去的。

部分项目
出现石材面板坠落，也基本上是在这种情况。

因
此对于收口的小石材的安装，需要特别引起注
意。

另外，从工期的角度考虑，有些石材幕墙含
窗洞的工程，一般公司会考虑石材幕墙考虑一个
班组施工，窗考虑另外一个班组施工，但发现，
部分工程交接收口尺寸控制很差，施工队只顾自
己的工种，而忽略了另外一个工种的施工，导致
石材做了，窗做不了的情况经常出现。

图8 窗洞侧边石材收口照片
3.4 石材角形连接节点：
在上海以及杭州等地，如图9角形连接节点已经
被严令禁止，短槽以及通槽只能在石材的端部出现，
目前有些项目还是出现了角形连接节点，且有些项目
的安装现场，对于安装比较困难的面板，更是直接采
用角钢代替角形卡条，直接在石材面板开槽，然后用
云石胶贴上去的做法也是比较突出，要引起各部门的
高度关注；
图9 角形连接节点
总结：石材幕墙在工程中的应用已经日趋成熟及应用广泛，但相关加工以及施工队对其的细部的节点构造理解不够，或是相关部门之间技术交底深度不够，造成了比较大的安全隐患。

以上问题，希望能引起各部门的注意，并在以后的工程施工过程中，做到严格把控。