■ JIANG Zhaoyu HUANG Meijing ZHOU Yun

0 引言

石材幕墻建筑外表美觀、高貴典雅，近年來廣泛應(yīng)用于高檔住宅和辦公建筑中。但是，由于施工單位管理混亂、操作人員參差不齊，選材不合理等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，使得石材幕墻工程存在質(zhì)量問題及安全隱患，石材幕墻墜落等安全事故時(shí)有發(fā)生[1]。本文通過對實(shí)際案例的檢查分析，探討石材幕墻現(xiàn)場檢測的一些方法和對檢測結(jié)果的一些建議。

1 項(xiàng)目概況

上海市黃浦區(qū)某住宅建筑高70 m，從底層至頂層均采用石材幕墻，幕墻面積約為15 000 m2，于2014年竣工。經(jīng)了解，該項(xiàng)目從建成至今未發(fā)生過石材脫落現(xiàn)象。為了解該住宅樓石材幕墻的安全狀態(tài)，特委托具備資質(zhì)的檢測單位對其進(jìn)行安全性檢查和評(píng)價(jià)。

2 基本技術(shù)資料核查

經(jīng)核查，委托方提供的該項(xiàng)目石材幕墻拉拔檢測報(bào)告、石材檢測報(bào)告、鋼原材檢測報(bào)告、石材干掛膠檢測報(bào)告、石材密封膠檢測報(bào)告、石材幕墻四性檢測報(bào)告、花崗巖質(zhì)保資料、鍍鋅方管質(zhì)保資料、密封膠質(zhì)保資料、幕墻竣工圖紙、幕墻結(jié)構(gòu)計(jì)算書等技術(shù)資料齊全，且與現(xiàn)有石材幕墻情況相符。

3 幕墻外立面質(zhì)量檢查

根據(jù)該項(xiàng)目特點(diǎn)，現(xiàn)場采取人工登高檢查的方式，對該項(xiàng)目外立面石材外觀質(zhì)量、接縫密封膠質(zhì)量進(jìn)行檢查（圖1）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有少數(shù)石材面板存在缺邊缺角破裂情況，且有少數(shù)密封膠存在開裂現(xiàn)象。

圖1 人工登高檢查幕墻照片

4 幕墻主要材料的現(xiàn)場檢測

由于石材幕墻位于主體結(jié)構(gòu)外墻外側(cè)，從室內(nèi)無法檢測石材幕墻內(nèi)部。為檢測石材幕墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在征得委托方同意后，現(xiàn)場拆除部分石材面板，檢查其主要材料的外觀質(zhì)量，并通過專業(yè)設(shè)備檢測其橫梁立柱石材的截面參數(shù)。

4.1 立柱、橫梁

4.1.1 外觀質(zhì)量檢查

拆除面板后，對石材幕墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。該項(xiàng)目采用框架式干掛石材幕墻，立柱為鍍鋅矩形鋼管，橫梁為鍍鋅角鋼。承受石材面板的鋼橫梁及立柱未發(fā)現(xiàn)有明顯變形、損壞現(xiàn)象，鋼材表面采取熱浸鍍鋅防腐蝕處理措施，未發(fā)現(xiàn)有明顯裂紋、氣泡、結(jié)疤、泛銹、夾渣等現(xiàn)象。

4.1.2 鋼材截面參數(shù)檢測

在拆除石材面板的部位，采用鋼直尺檢測截面規(guī)格，采用超聲波測厚儀檢測橫梁立柱壁厚，并采用涂鍍層測厚儀檢測橫梁立柱鍍鋅層厚度。詳細(xì)檢測結(jié)果見表1。

根據(jù)檢測結(jié)果，該項(xiàng)目石材幕墻使用的立柱橫梁規(guī)格符合圖紙要求：①立柱橫梁壁厚滿足《結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼》（GB/T 6728—2017）第5.6 條“型鋼壁厚的允許偏差，當(dāng)壁厚不大于10 mm 時(shí)不得超過公稱壁厚的±10%” 的要求，即允許偏差在3.6～4.4 mm 之間；②立柱橫梁鍍鋅層厚度滿足《金屬覆蓋層鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》（GB/T 13912—2002）第6.2條“鍍層局部厚度最小值45μm”的要求。

4.2 石材

現(xiàn)場隨機(jī)抽取三塊石材面板，采用鋼卷尺測量面積，并用鋼直尺測量其厚度，檢測結(jié)果見表2。

根據(jù)檢測結(jié)果，該項(xiàng)目幕墻使用的石材面板厚度滿足《天然花崗石建筑板材》（GB/T 18601—2009）優(yōu)等品的厚度偏差要求，符合竣工圖紙要求，且滿足《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ 133—2001）第5.5.1 條“用于石材幕墻的石板，厚度不應(yīng)小于25 mm”的要求。該項(xiàng)目石材幕墻使用的石材單塊面板面積為0.64 m2，滿足《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（DGJ 08—56—2012）第10.4.4 條“花崗巖單塊面板的面積宜不大于1.5 m2”的要求。

表1 立柱、橫梁截面參數(shù)檢測結(jié)果

表2 石材面板規(guī)格檢測結(jié)果

5 幕墻結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的檢查

現(xiàn)場隨機(jī)對部分石材面板的接縫寬度進(jìn)行檢測，結(jié)果均為8 mm，滿足竣工圖紙的要求。

通過拆除石材面板，觀察立柱與主體連接部位，采用游標(biāo)卡尺檢測連接處螺栓，直徑為12 mm，且立柱與主體連接處的受力螺栓數(shù)量為2個(gè)，滿足竣工圖紙及《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（JGJ 133—2001）第5.8.1 條“受力的鉚釘或螺栓，每處不得少于2 個(gè)”的要求。

通過拆除石材面板，觀察其連接構(gòu)造為短槽支承；石材面板通過鋁合金掛件與鋼橫梁（角鋼）連接，且在其短槽內(nèi)注入膠黏劑。采用鋼直尺檢測其掛件長度為60 mm，每個(gè)掛件與鋼橫梁固定螺栓為2 個(gè)，并采用游標(biāo)卡尺檢測該螺栓直徑為6 mm，滿足《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（DGJ 08—56—2012）第10.4.19 條“掛件長度應(yīng)不小于60 mm”及“每個(gè)掛件的固定螺栓宜不少于2 個(gè)”的要求。

6 實(shí)驗(yàn)室檢測

由于受現(xiàn)場檢測條件的限制，部分材料性能的檢測在項(xiàng)目現(xiàn)場無法完成。為保證檢測評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性，現(xiàn)場選取幕墻角部位置，拆除其石材面板及鋼橫梁立柱，且拆除后立即采用相同的材料進(jìn)行修復(fù)，以保證幕墻的繼續(xù)使用。拆卸下來的鋼材及石材帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)力學(xué)性能的檢測。

6.1 鋼材檢測

將現(xiàn)場帶回來的鋼方管和角鋼切割成長450 mm、寬30 mm 的條狀樣品各2 根。采用微機(jī)控制伺服泵萬能試驗(yàn)機(jī)檢測鋼材拉伸性能（圖2），并采用電液控制冷彎試驗(yàn)機(jī)檢測鋼材彎曲性能（圖3）。鋼材實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果見表3。

根據(jù)檢測結(jié)果，該項(xiàng)目鋼方管和角鋼試樣斷后伸長率、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度均滿足《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T 700—2006）第5.4 條中“斷后伸長率不小于26%” “屈服強(qiáng)度不小于235 MPa”及“抗拉強(qiáng)度370～500 MPa”的規(guī)定，彎曲試驗(yàn)均滿足《金屬材料彎曲試驗(yàn)方法》（GB/T 232—2010）第8.1 條“彎曲試驗(yàn)后不使用放大儀器觀察，試樣彎曲外表面無可見裂紋”的規(guī)定。

圖2 鋼材拉伸性能檢測

圖3 鋼材彎曲性能檢測

表3 鋼材實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果

6.2 石材檢測

將現(xiàn)場帶回來的石材切割成10 塊350 mm ×100 mm 和5 塊50 mm×50 mm 的樣品。采用微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)、理化干燥箱檢測石材樣品的彎曲性能（圖4、表4），并采用電子天平、理化干燥箱、游標(biāo)卡尺檢測石材樣品的體積密度、吸水率（表5）。

根據(jù)檢測結(jié)果，該項(xiàng)目石材試樣滿足《天然花崗石建筑板材》（GB/T 18601—2009）第5.4 條要求。其中，干燥狀態(tài)、水飽和狀態(tài)的彎曲強(qiáng)度檢測結(jié)果滿足“不小于8.0 MPa”的要求；體積密度檢測結(jié)果滿足“不小于2.56 g/cm3”的要求；吸水率檢測結(jié)果滿足“不大于0.60%”的要求。

7 結(jié)構(gòu)承載力核驗(yàn)

圖4 石材樣品彎曲性能實(shí)驗(yàn)室檢測照片

7.1 鋼立柱

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對該項(xiàng)目石材幕墻鋼立柱進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表6。

7.2 鋼橫梁

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對該項(xiàng)目石材幕墻鋼橫梁進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表7。

7.3 石材面板

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對該項(xiàng)目石材幕墻石材面板進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表8。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該項(xiàng)目石材幕墻鋼立柱抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、撓度，鋼橫梁抗彎強(qiáng)度、水平抗剪強(qiáng)度、豎直抗剪強(qiáng)度、撓度，石材面板抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度均符合要求。

表4 石材樣品彎曲強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果

表5 石材樣品體積密度、吸水率實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果

表6 石材幕墻鋼立柱計(jì)算結(jié)果

表7 石材幕墻鋼橫梁計(jì)算結(jié)果

表8 石材幕墻石材面板計(jì)算結(jié)果

8 鑒定評(píng)級(jí)

根據(jù)以上檢測結(jié)果，對該項(xiàng)目幕墻結(jié)構(gòu)子項(xiàng)進(jìn)行評(píng)級(jí)（表9）。

表9 幕墻結(jié)構(gòu)子項(xiàng)評(píng)級(jí)

9 結(jié)論及建議

根據(jù)以上現(xiàn)場檢查檢測結(jié)果、實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果及結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)果，同時(shí)，依據(jù)《建筑幕墻安全性能檢測評(píng)估技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ 08—803—2013）進(jìn)行綜合評(píng)定，該項(xiàng)目石材幕墻安全性能等級(jí)為Bu級(jí)，安全性能略低，但未對建筑幕墻的使用造成顯著影響。

針對上述情況，筆者建議：① 對石材面板缺邊缺角的清除損壞處毛邊；② 對破損、裂紋較大的石材面板進(jìn)行更換，其余的做好修復(fù)加固；③做好石材面板的日常巡查及維護(hù)，保證幕墻正常使用；④ 對石材面板開裂的密封膠進(jìn)行修復(fù)；⑤ 定期做好幕墻硅酮密封膠的巡檢及維護(hù)；⑥ 根據(jù)《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》（DGJ 08—56—2012）第23.3.2 條，業(yè)主應(yīng)根據(jù)幕墻表面保潔需要，確定清洗次數(shù)，且每年不少于1次。清洗過程中，不得撞擊和損傷幕墻；人工掛繩清洗時(shí)，幕墻頂部應(yīng)采取保護(hù)措施。

10 結(jié)語

隨著石材幕墻應(yīng)用的增多，必須重視其安全問題，這就需要采取必要的檢測手段?，F(xiàn)階段檢測主要還是以常規(guī)檢測手段為主；此外，越來越多的新技術(shù)如紅外熱像技術(shù)[2]結(jié)合無人機(jī)代替人工登高模式、現(xiàn)場檢測石材幕墻抗風(fēng)壓性能[3]等正逐漸融入到檢測中來。今后，還會(huì)有新的幕墻形式產(chǎn)生，這就需要我們不斷發(fā)展檢測技術(shù)，以適應(yīng)新的幕墻形式。