背栓式石材幕墻背栓及掛件安裝質量控制要點分析

周 全，宋海燕（鄭州中興工程監理有限公司， 河南 鄭州 450000）

0 引 言

背栓式石材幕墻是以背栓作為連接件的裝飾石材幕墻，是以不銹鋼螺栓作為石材面板與掛件的連接件的施工方法，裝飾石材面板的背栓式連接法是幕墻的一種新式施工方法，采用這種方法主要是在石材背面使用專業打孔機械打出錐型擴大孔，然后植入定制螺栓，形成無應力螺栓固定件，再利用定制加工的掛件連接在幕墻框架結構上的做法。在建筑科技及施工技術迅猛發展的今天，背栓式連接的石材幕墻已經得到行業認可并迅速推行，與幕墻石材托板式和開槽式固定系統相比，有著不可替代的優越性，應加以推廣應用。

1 幕墻工程的背栓式連接優點及趨勢

近年來，背栓式幕墻以其特有的優勢得到了設計、施工、建設等單位的廣泛認可，也越來越多地應用于幕墻工程中，取得了良好效益，并呈現出顯著的發展趨勢。背栓式幕墻具有如下優點。

（1）幕墻工程的背栓式連接利用專業機械在石材面板上開孔，孔成錐型，即底部擴大孔，使用配套的不銹鋼膨脹螺栓，形成無應力螺栓錨固連接，一般開孔數較少（每塊4個）且孔徑較小，不對石材本身質量造成影響，開孔及背栓連接質量便于直接外觀質量檢查，質量好把控。

（2）幕墻工程的背栓式連接為無粘接機械式固定，石材板塊之間獨立受力，避免了板塊之間相互連接而產生的附加應力積累而導致板塊變形或者破壞，從而提高了使用壽命；板塊獨立安裝，掛式結構，施工時可采取三維調整，施工安裝方便、工期短、便于保證平整度、預留縫、標高控制，拆卸方便，后期維修簡單。

（3）所有錨固受力系統明確，并且有可靠的力學計算作保證。

（4）背栓式連接強度高，力學性能好，使用彈性膠墊安裝，實現柔性連接，破壞荷載大，抗震性、抗風壓性能好，安全度高。

（5）背栓式連接錨固件為背部固定，不影響外觀美學效果，裝飾板材的大小不是由背栓承載能力決定，而是由板材的抗彎能力決定，所以裝飾板塊尺寸調整范圍較大，以適應現場特殊情況，以利于提升外觀效果。

（6）背栓式連接廣泛適用于各種石材幕墻和其他金屬復合板材幕墻，大部分材料生產及加工在專業廠里進行，機械化程度高，質量有保證，背栓及掛件材料、品牌檔次可選性大，質量穩定，便于推廣。

綜上所述，背栓式連接以其獨特的優勢成為幕墻工程固定系統中的佼佼者，俗話說“四兩撥千斤”，用來形容幕墻工程背栓連接最好不過。隨著我國對建筑工程質量安全的愈加重視，建設項目各參與單位不只是看重費用，而是注重綜合效果，這已經成為大家的共識。新技術、新工藝和新材料逐漸被業內人士所談及并接受，背栓式幕墻也因此有著廣泛推廣的社會條件。隨著社會對工程質量安全期望值的增大，日趨成熟的背栓式幕墻工藝和技術必將在幕墻工程中得到普及應用，甚至替代其他固定方式，并為建筑幕墻工程質量安全的提升作出貢獻。

2 背栓式石材幕墻施工存在的質量問題、原因及質量控制要點分析

2.1 質量問題

從本案例項目工程出現的質量問題統計來看，主要是由于標準不統一，驗收、施工依據不明，質量控制不到位，造成加工和施工偏差過大，形成一系列質量隱患及不合格項的存在。例如，子母掛件水平度不統一，形成點接觸；子母掛件不在同一位置或者偏差較大，不能有效接觸受力；子掛件相對母掛件高度偏高，形成失穩的隱患等。又如，石材破損，石材面平整度、預留縫隙寬度不一，部分抗震緩沖墊沒有安裝或者安裝不到位，螺栓、掛件松動等，部分問題直接影響幕墻工程的質量安全。通過對背栓石材幕墻存在問題的綜合分析、操作人員問詢、現場測量等，了解到各種質量問題形成的原因，牽連工序等，以便解決施工存在的問題，保證施工質量。下面對存在問題進行原因總結分析。

2.2 成 因

2.2.1 子母掛件空間位置偏差過大

子母掛件空間位置偏差過大是出現最多、影響最嚴重的問題，就是不能有效接觸，受力不均衡，不穩定，有的甚至沒有接觸不能受力，掛件形同虛設。造成這一問題的主要原因很多，包括：① 圖紙設計深度不夠，沒有節點及空間位置圖；② 施工時標準不一，不能有效控制，空間位置現場安裝隨意性較大；③ 施工過程沒有對背栓及掛件安裝質量進行有效控制，施工放線偏差過大，超出規定要求；④ 現場與空間位置有關的工序未經驗收或者施工標準不符合要求等。背栓及掛件安裝位置有關的工序較多，且都是空間位置，控制難度較大，易形成施工偏差累計，因此背栓及掛件安裝時空間位置的控制是重點控制對象。

2.2.2 石材破損或者螺栓松動

雖然出現石材破損或者螺栓松動的質量問題較少，但是這會導致背栓受力喪失或者減弱，直接影響工程質量安全。主要原因就是背栓安裝時力度過大或者過小，因此，安裝前、安裝時和安裝后應全面進行檢查驗收，發現問題及時整改或者加固。

2.2.3 石材安裝不到位

石材安裝不到位，具體表現為安裝完成后石材面不順直、不平整、預留縫大小不一等。造成這種問題的原因主要是石材加工規格尺寸偏差過大，背栓及掛件安裝位置偏差過大，調整范圍內不能消除偏差造成石材面板位置不符合設計及現場要求，此種情況需要返工處理。

2.2.4 附件安裝不到位

這里所指的附件包括抗震墊、塑料隔離墊片、母掛件上防滑墊片等，這些附件安裝不到位是背栓式石材幕墻安裝工程中普遍出現的問題，絕大多數是由于施工人員工作不認真，思想不重視所致。這個問題也會導致幕墻掛件的安裝偏差超出規定值，應加以避免。

2.3 質量控制要點

結合施工現場存在的問題，提出較多控制措施，部分措施以實際施工操作進行驗證，以此進行經驗總結，列舉背栓式幕墻背栓及掛件安裝質量控制的要點，對要點進行逐一詳細分析說明。

2.3.1 技術準備階段控制要點

背栓式石材幕墻安裝前必須配備由具有相應資質的設計公司出具的專業幕墻工程施工圖。圖紙須深度符合現場施工要求，圖紙會審結束，問題得到書面回復確認（參見GB 50210—2011《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》第3.1.1 款、第 3.1.2 款和第 3.1.5 款）。這里重點說明與背栓安裝質量有關的技術控制要點。

（1）第一項技術控制要點是背栓及掛件安裝的深化設計。根據現場石材面層分割要求，考慮抗震緩沖墊厚度、掛件厚度、不同材質鋼材接觸防腐墊片厚度、施工誤差、背栓規格、掛件尺寸等（參見 JGJ 133—2001《金屬與石材幕墻工程技術規范》第 4.3.2 款），詳細出具橫梁、掛件、背栓、石材面板等的空間位置圖（節點詳圖），掛件及石材面板開孔詳圖。施工時必須對背栓及掛件安裝標準進行統一，各組成部件安裝偏差必須嚴格控制在允許范圍之內，母掛件一般要求比子掛件長 3 cm 以上，以消除左右偏差及進行左右空間位置調整，避免發生子母掛件不接觸或者接觸面過少受力不均現象。安裝前必須進行小范圍試掛，檢查是否符合設計及安裝要求，同時對深化設計進行現場施工核驗，確保設計圖紙及施工都具有可操作性。

（2）第二項技術控制要點是施工組織（方案）報審完成，經監理單位審核通過。對其施工組織（方案）進行審查，除規定要求外，還應對幕墻施工背栓及掛件安裝進行重點審查，對安裝順序、質量控制標準、質量控制措施、檢查驗收等進行嚴格審查，以確保方案具有可實施性和可操作性。

（3）第三項技術控制要點是熟悉背栓廠家標準及要求。收集廠家及產品資料，必要時廠家技術人員應在現場進行技術交底，熟悉廠家提供的安裝工具，了解背栓的特性及廠家對施工的技術要求等。

2.3.2 施工準備階段控制要點

（1）第一控制要點是材料進場驗收。所有幕墻施工所需材料都已經進場并驗收完成，特別是背栓及掛件的驗收，其材質、規格、尺寸等必須符合設計要求；背栓為正規生產廠家生產，質量證明文件齊全，按照規范要求對材料進行現場抽樣試驗，試驗合格后方可使用；此外，還須對背栓及掛件的材質特性及力學性能進行復試（參見 GB 50210—2011《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》第 3.2.4款、第 3.2.5 款，GB/T 3098.6—2000《緊固件機械性能 不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱》）。

（2）第二控制要點是工具準備。背栓及掛件安裝主要是螺栓安裝，背栓不管是敲擊式還是旋進式都有特種工具，一般由背栓生產廠家提供，且必須在工程施工開始前到位，數量符合施工需求，能正常使用，對工人進行技術交底，確保工人熟練使用工具。

（3）第三控制要點是幕墻骨架驗收合格。由于文中所介紹的范圍是在幕墻骨架施工完成驗收合格的基礎上進行的，所以這里僅對橫梁開孔位置進行驗收，以確保母掛件安裝位置符合規定要求。在正常情況下，母掛件是用螺栓固定在橫梁上，因此橫梁上螺栓孔位置及橫梁安裝偏差直接影響母掛件安裝偏差，所以必須保證橫梁的開孔質量，嚴格控制其位置偏差，現場檢查一般用拉線方式或者激光水平儀進行檢查，不符合要求的開孔，必須進行整改或者更換，此項驗收也決定了幕墻施工質量的好壞，因而必須嚴格執行。

（4）第四項控制要點是技術交底。一般來說，技術交底有書面交底和實際操作交底，這里主要是指對工人進行的現場安裝操作的技術交底，這樣能讓工人有個直觀認識，必須讓工人師傅熟知背栓安裝的程序、施工方法、技術及質量要求。

2.3.3 施工階段質量控制要點

背栓及掛件的施工階段包括背栓安裝、母掛件安裝、子掛件安裝和面板安裝。為了節約工期，背栓安裝和母掛件安裝可以同時進行，這兩道工序在不同位置，不同地方分開進行，相互沒有制約，因此具備同時進行的條件，一般母掛件的固定開始是臨時性的，在面板安裝時進行校準后最終固定。

（1）第一控制要點是背栓的安裝。石材開孔一般是用專業機械在生產廠里進行，進場的石材除了檢查驗收石材本身質量以外，還須檢查驗收開孔質量，必須嚴格按照上文推薦的標準進行驗收，合格后方可進行背栓安裝（參見JGJ 145—2013《混凝土后錨固技術規程》第 9.2.1 款、第9.4.3 款）。為保證安裝質量，現場必須進行第一批實驗性安裝，檢查符合要求后進行拉拔試驗以驗證施工質量和校核設計參數，并對安裝工人的技術水平及熟練程度進行檢查，全部符合要求后方可進行大面積安裝。背栓安裝完成后主要檢查牢固度、位置偏差和錨固深度（主要以檢查裸露長度為主），背栓安裝完成驗收合格后可以進行子掛件的安裝。背栓安裝完成后的石材面板要求有背栓面朝上放置，不可疊加堆放以免損傷背栓及石材。

（2）第二控制要點是子母掛件的安裝。子掛件的安裝位置及水平度是檢查控制的要點，子掛件安裝位置與石材開孔和子掛件開孔有著直接關系。由于背栓安裝時已經對開孔進行檢查，所以必須對子掛件螺栓孔進行檢查，以確保符合設計及標準要求。背栓安裝完成后即可進行子掛件安裝，對石材面進行清理后安裝制作好的抗震緩沖墊，依次安裝子掛件后使用螺栓緊固。為使子掛件、抗震緩沖墊、石材面有效接觸，一般抗震緩沖墊比子掛件每邊大出5 mm，安裝過程主要檢查掛件緊固度和水平度，施工人員需采用專用扭力扳手進行施工，嚴格遵照廠家所規定的扭力值要求，過大可能拉壞石材，過松會導致子掛件松動不穩。施工過程和施工完成后須用扭力扳手進行檢查驗收，完成后還要檢查驗收子掛件水平度和石材表面完整度（是否損壞）。

通常，母掛件首次安裝在橫梁上時是臨時固定的，可以與面板安裝同時進行，橫梁開孔直接關系到母掛件的位置，所以是在橫梁開孔檢查合格的基礎上進行的。母掛件的首次安裝主要檢查水平及豎向位置是否正確。根據規范要求，不同材質之間為防止電化學反應，必須采取隔離措施。由于本文掛件材質是鋁合金，橫梁是鍍鋅角鋼，母掛件安裝還要檢查塑料隔離墊片的安裝是否到位（參見JGJ133—2001《金屬與石材幕墻工程技術規范》第 4.3.2款、第 7.3.2 款）。

（3）第三控制要點是面板安裝。這是最后一道工序，也是最關鍵一道工序，它直接關系到安裝質量及安全，因此應作為重點進行檢查和驗收。通常，面板安裝先進行角部第一塊安裝，然后進行空間位置校準、掛件結合校準和垂直度及平整度校準，符合設計和施工要求后方可進行大面積面板安裝施工，這個驗證步驟須各參建方現場進行見證，對各組成部件空間位置、偏差、子母掛件的結合情況進行實測實量，待取得實際數據后進行對比，確認無誤后進行下一步施工。

空間位置校準后，利用實測數據進行放線施工，平整度控制一般進行垂直和水平雙線控制。拉線完成后應對控制線進行空間位置檢查，確保安裝完成后石材面板位置和平整度符合設計及規范要求。放線施工完成驗收合格后，由下至上、由一邊到另一邊，開始面板安裝。安裝過程根據控制線對面板進行微調，利用子掛件上部調整螺絲進行上下調整，考慮到子母掛件累計偏差，調整螺絲調整控制值應小于 4 mm；利用子母掛件接觸滑動進行左右調整，考慮到子母掛件累計偏差，調整范圍控制在 10 mm 以內；利用母掛件上長條螺栓孔在橫梁上進行前后調整。經過三維調整，直至石材面板平整度及空間位置符合要求，最終對母掛件進行固定（參見 JGJ 133—2001《金屬與石材幕墻工程技術規范》第 7.3.4 款，GB 50210—2011《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》第 9.4.20 款）。母掛件的固定應有防滑措施，本文參考項目現場，采用帶條紋的鋁合金防滑墊片進行固定。

石材面板安裝過程須及時進行隱蔽驗收，除規定驗收內容以外，還須對背栓及掛件安裝的牢固度、位置偏差進行驗收。螺栓緊固及掛件的有效結合是重點檢查對象，必須嚴格控制在標準范圍內。面板安裝完成后，須按照規范要求對整個石材安裝成品進行驗收。

2.3.4 背栓及掛件的空間位置的檢查驗收要點

幕墻背栓及掛件安裝空間位置極為重要，直接關系到掛件受力傳力、面板安裝質量。另外，背栓及掛件的安裝不是一道一道工序順序施工，而是分開施工，完成后再進行拼裝，位置控制難度較大，因此必須單獨作為一個重要控制點進行說明。因為背栓和掛件施工工序是分開進行的，所以位置控制也必須是兩個工序同時進行。

（1）背栓及子掛件安裝的位置控制。這個控制的基礎是設計明確，背栓及掛件安裝詳圖完善，尺寸詳細；其次是石材面板加工尺寸符合設計要求，偏差在規定允許范圍內。具體檢查方法就是根據設計要求，使用直尺檢查開孔位置和背栓安裝是否符合石材上面的點位要求，偏差是否在許可范圍內。

（2）母掛件的安裝位置檢查。由于背栓是點性質的而掛件是面性質的，因此點位檢查必須統一控制線。一般是以背栓點連接線和掛件中心線作為檢查標準控制線，依據設計理論及現場首件安裝實測的這幾個控制線空間位置關系進行控制。施工完成后，除檢查掛件位置以外，還應復核控制線的空間位置情況，以確保安裝位置偏差不超出允許范圍。

（3）現場首件的安裝校準。按照設計空間位置關系進行首件安裝，校核設計參數，實測實量各組件空間位置數據，確認無誤并符合要求后，留檔作為后續工程空間位置控制的依據，用來指導剩余工程施工。

3 結 語

在進行背栓式石材幕墻的施工過程中，由于背栓及掛件空間位置的檢查和控制難度較大，且沒有統一的驗收標準，往往對背栓及掛件的空間位置難以進行有效控制和檢查，或者檢查范圍及數量嚴重不足。另外，以點代面的檢查，施工隨意性較大，極易造成諸多的質量問題。對背栓式石材幕墻背栓及掛件安裝的質量控制直接關系到幕墻工程的質量與安全，必須予以重視。通過以上經驗總結，綜合分析了幕墻工程的質量控制要點，以求解決施工中出現的質量問題，確保背栓式幕墻的施工質量，提升背栓式幕墻的施工和驗收技術，推進背栓式石材幕墻施工和背栓在幕墻工程中的應用技術向更好的方向發展。