王長金

摘要： 本文針對冀東油田勘探開發(fā)研究中心辦公樓石材幕墻使用過程中發(fā)生石材碎落情況，研究分析了造成碎落的各種可能原因，并針對石材幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷、個(gè)別石材的自身質(zhì)量缺陷、石材面板生產(chǎn)加工過程中的人為質(zhì)量因素、施工質(zhì)量因素、環(huán)境，沉降等其他因素對石材幕墻的影響，以及缺少對幕墻的維護(hù)保養(yǎng)等主要原因，提出綜合治理方案，方案采用板縫注膠的方法進(jìn)行治理。最終取得了預(yù)期的治理效果。

關(guān)鍵詞：石材幕墻；碎落；原因；安全；維護(hù)治理；

冀東油田勘探開發(fā)研究中心辦公樓位于唐山市新華東道。2009年工程整體竣工并投入使用。冀東油田勘探開發(fā)研究中心主樓建筑高度97.70米（檐口高度），主樓局部裝飾構(gòu)架標(biāo)高114.7米，輔樓27.95米（檐口高度），主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，幕墻系統(tǒng)形式主要有中空鋼化Low-e玻璃幕墻系統(tǒng)、開縫式石材幕墻系統(tǒng)、鋁合金隔柵加鋁板幕墻系統(tǒng)等。建筑底部主入口有鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)式雨蓬，屋頂金屬隔柵、中空夾膠玻璃采光頂、電動(dòng)索型百頁系統(tǒng)等。

該工程在正常使用了7年后，于2016年發(fā)生了幕墻石材面板碎落事件。事件發(fā)生后使用單位及時(shí)組織了由建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位以及相關(guān)專家組成的論證會(huì)。作者受邀參加了論證會(huì)，并負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)了“冀東油田勘探開發(fā)研究中心辦公樓石材幕墻維修治理方案”。

一、石材面板碎落原因分析

（一）石材幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷

本工程設(shè)計(jì)為開縫式石材幕墻系統(tǒng)，并采用的為T掛件式掛接。開縫式石材幕墻系統(tǒng)即石材面板周邊豎向縫隙和橫向縫隙都不密封，系統(tǒng)內(nèi)部與外部相通。開縫式石材幕墻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要是避免了密封膠對石材面板的污染，以及能夠取得與一般石材幕墻不一樣的立面效果。缺點(diǎn)是使幕墻內(nèi)部構(gòu)件、連接件等處于外部自然環(huán)境中，受外部環(huán)境因素的影響大；風(fēng)壓氣流在石材內(nèi)外流動(dòng)狀態(tài)更加復(fù)雜，長期作用下也會(huì)導(dǎo)致幕墻連接的的松動(dòng)、放大系統(tǒng)缺陷；需要增加內(nèi)部防水措施，增加工程造價(jià)。目前開縫式石材幕墻系統(tǒng)一般采用背栓式掛接方式。

本工程開縫式石材幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在以下問題：①采用T掛件式掛接設(shè)計(jì)，與背栓式相比其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變形能力、耐久性、施工精度、抵抗外力的能力等較低，石材面板安裝的穩(wěn)固性受開縫的影響更大。②石材面板分格寬度較?。?90mm），且開縫式設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角石材無法連成一體，每塊石材面板只有上下兩個(gè)短槽掛點(diǎn)，系統(tǒng)的安全性低。

（二）個(gè)別石材面板的自身質(zhì)量缺陷

本工程采用的是30mm厚天然花崗巖石材，石材是天然性材料，其不可避免可能存有內(nèi)傷和微小的裂紋，肉眼很難看清，長期使用過程中在外部因素的作用下，內(nèi)傷和裂紋會(huì)逐漸發(fā)展，最終會(huì)導(dǎo)致石材破碎。本工程石材為暗灰色且?guī)в屑y理，材料質(zhì)量檢查不嚴(yán)更難發(fā)現(xiàn)細(xì)微缺陷。

（三）石材面板生產(chǎn)加工過程中的人為質(zhì)量因素

石材面板為加工制品，礦山開采后還要經(jīng)過荒料加工、板面拋光、切邊、現(xiàn)場加工、特殊加工（如開槽、打孔、燒毛）等工藝；在以上加工過程中不可避免存有加工缺陷，由于人為的因素還會(huì)加大石材暗傷和微小裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展。據(jù)了解本工程石材數(shù)量大，施工工期緊，石材面板是在施工現(xiàn)場進(jìn)行的開槽加工，現(xiàn)場開槽加工精度低，加工質(zhì)量受開槽工人的技術(shù)等主觀因素影響大，個(gè)別石材存在開槽位置、深度、大小不滿足設(shè)計(jì)要求等問題，影響幕墻系統(tǒng)的穩(wěn)固。

（四）環(huán)境，沉降等其他因素影響

T掛件式石材幕墻系統(tǒng)中掛件與石材短槽間需使用環(huán)氧樹脂干掛膠，環(huán)氧樹脂干掛膠是可降解材料，會(huì)自然老化，并且長期處于自然大氣中，大氣污染會(huì)加速環(huán)氧樹脂膠的老化，使幕墻連接過早失效，影響石材幕墻系統(tǒng)的耐久性。

建筑主體的沉降變形會(huì)對外幕墻系統(tǒng)產(chǎn)生直接的影響。由于本石材幕墻系統(tǒng)中使用螺栓緊固件的部位較多，主體結(jié)構(gòu)的沉降變形會(huì)使部分螺栓發(fā)生松動(dòng)，再經(jīng)過風(fēng)壓氣流的疲勞作用，時(shí)間長了使某些石材面板發(fā)生位移，如沒有及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)就可能會(huì)有石材脫落發(fā)生。

（五）缺少對幕墻的維護(hù)保養(yǎng)

根據(jù)《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ1336-2001要求，幕墻在正常使用時(shí)，使用單位應(yīng)每隔5年進(jìn)行一次全面檢查。應(yīng)對板材、密封條、密封膠、硅酮結(jié)構(gòu)密封膠等進(jìn)行檢查。當(dāng)遇到臺(tái)風(fēng)、地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害時(shí)，災(zāi)后應(yīng)對幕墻進(jìn)行全面檢查，并視損壞程度進(jìn)行維修加固。

本幕墻工程竣工投入使用至發(fā)生石材碎落事件的7年中，使用單位未對幕墻進(jìn)行過全面的檢查維護(hù)，某些螺栓松動(dòng)、石材面板暗傷微小裂紋發(fā)展、環(huán)氧樹脂膠老化失效等問題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)維修。

二、維護(hù)治理方案確定

（一）針對本工程石材幕墻的設(shè)計(jì)缺陷，擬采用板縫注膠的方法進(jìn)行治理。幕墻豎向縫填注結(jié)構(gòu)膠，橫向縫填注耐候密封膠。理由如下：

注膠后開縫石材幕墻系統(tǒng)變?yōu)榉忾]石材幕墻系統(tǒng)，從而降低了復(fù)雜風(fēng)壓氣流、大氣污染對幕墻的影響。

結(jié)構(gòu)膠的填注可將相鄰單塊石材連接成一體，等同于增加了組合石材的掛點(diǎn)數(shù)量，有利于抵抗外力作用。增大了幕墻系統(tǒng)的安全性，即使有個(gè)別石材發(fā)生邊緣崩裂，但是由于有了膠縫的粘結(jié)作用碎石也不會(huì)立即墜落，可以為檢查維修爭取時(shí)間。

對于石材幕墻橫向縫，因結(jié)構(gòu)膠的壓縮變形量較小，如果橫向縫也填注結(jié)構(gòu)膠，當(dāng)上部石材發(fā)生沉降時(shí)，上部石材的部分重力有可能通過橫向結(jié)構(gòu)膠傳遞給下部石材，從而使下部石材受壓迫，石材由上而下逐層累積會(huì)使某些下部石材受到過大的豎向壓力，有壓迫破壞的可能。另外，若橫豎向都是結(jié)構(gòu)膠縫會(huì)使幕墻失去變形性能，不利于幕墻抗震，存在一定隱患。因此為加強(qiáng)幕墻的密封性能橫向縫打耐候密封膠。

（二）針對幕墻存在材料質(zhì)量缺陷的面板，要求對幕墻進(jìn)行全面的排查，發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問題或潛在質(zhì)量問題的石材面板進(jìn)行更換，并采用背栓式安裝。

（三）要求使用單位按照相關(guān)要求定期對幕墻進(jìn)行保養(yǎng)與維護(hù)。

三、治理方案對建筑立面效果影響

通常情況下，開縫式石材系統(tǒng)可避免在幕墻使用過程中，因密封膠滲油致使膠縫吸塵污染，以及密封膠油脂滲入石材而導(dǎo)致的建筑立面效果不佳的情況。這種情況一般在淺色石材幕墻立面時(shí)較明顯。考慮本工程采用的為深色石材，治理方案要求使用低油脂石材專用密封膠和結(jié)構(gòu)膠，并且采用退縫打膠的方式，最大限度降低了本工程石材幕墻的治理對建筑立面效果的影響。

四、結(jié)語：

作為幕墻大國，當(dāng)前我國的幕墻年生產(chǎn)量已經(jīng)超過5000萬平米，而且正逐年增長，石材幕墻被廣泛應(yīng)用于各類建筑，石材幕墻的安全也引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。對于石材幕墻的安全性，后期治理維修僅是補(bǔ)救措施，要想從根本上消除石材幕墻的安全隱患還需從石材幕墻生產(chǎn)建造之初，從設(shè)計(jì)、選材、生產(chǎn)、加工、施工、安裝、使用、維護(hù)等各環(huán)節(jié)加以控制。本文介紹的石材幕墻維護(hù)治理的方法，希望能為業(yè)內(nèi)提供一定的經(jīng)驗(yàn)及參考。

參考文獻(xiàn)：

[1].GB/T21086-2007. 建筑幕墻[S]

[2]. JGJ133-2001. 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范[S]