浅谈幕墙石材背栓开孔工艺的控制

浅谈幕墙石材背栓开孔工艺的控制

摘要：随着建筑业的发展，越来越多的建筑外立面使用石材装饰材料，目前干挂石材工艺主要有以下几种典型的结构：钢销式结构、半圆槽结构、通长槽结构、小单元式结构、背栓式结构。

关键词：结构；幕墙；背栓

随着建筑业的发展，越来越多的建筑外立面使用石材装饰材料来突出建筑端庄、纯朴自然、富丽堂煌，无不产生震撼人心灵的端庄气势；

早期在建筑外墙采用石材湿贴法（又称灌浆法）进行施工，近些年随着幕墙技术的发展及幕墙技术规范的完善，干挂石材工艺已日趋完善逐渐取代石材湿贴法工艺施工，目前干挂石材工艺主要有以下几种典型的结构：钢销式结构、半圆槽结构、通长槽结构、小单元式结构、背栓式结构。

1背栓在幕墙工程的应用

背栓式干挂法（图1）是在石材面板的背面采用专用钻孔设备在石材上钻孔，然后安装无应力螺栓固定在石材背面，再将螺栓与铝合金挂件连接，通过铝合金挂件与骨架连接将石材干挂在幕墙骨架上。

各石材板块自成连接体系，相邻板块间不传递荷载作用。本文主要针对石材背栓开孔（图2）工艺控制进行探讨。

2石材背栓孔施工质量控制要点

为保证石材背栓孔通过背栓与铝合金石材挂件安装牢固，必须在石材背栓孔加工时，进行质量控制，主要控制要点是开孔深度、直孔直径、扩孔直径是否在允许偏差范围内。

针对每一种型号的背栓厂家都会根据规范基本要求给出各自背栓允许偏差范围。

3.1石材原材与加工

石材选用应按设计图纸要求（图3），能按外观色差、板厚、尺寸、石材密度等要求逐一筛选，并按图纸编号标识存放。石材开孔面的平整度，对石材背栓开孔深度会起到一定影响。

3.2石材开孔设备选择

目前开孔设备（图4）为一般为国内数控机床设备，背栓孔开孔深度、直孔经，扩孔直径尺寸数据输入设备控制系统，通过信号线万向支座钻头和单点触控器后，进行石材开孔加工；

因开孔钻头施工损耗，按正常加工100～120孔，存在一定范围内的允许公差，仍然满足石材成孔的要求；如果开孔数量应超过120孔，需人工调节万向支座钻头方向，至使设备开孔精度不稳定。

3.3匹配性试验

通过石材加工、开孔设备选择，在准备大批量开始石材背栓孔施工前，必须进行背栓孔、背栓、石材挂件的匹配性试验，合格后，方可大批量施工。（下表：石材面板孔加工尺寸与允许误差）

4关于背栓孔存在通病问题

（1）石材成孔后石材成孔后开孔直径和扩孔直径满足要求，但是大尺寸石材开孔面为荔枝面，开孔设备机械为单点触控器，深度满足不了设计要求；

（2）石材成孔后石材成孔后开孔直径和深度满足要求，但是扩孔直径，因钻头磨损，未及时更换，使之扩孔直径过小。

（3）石材成孔后石材成孔后开孔直径和深度满足要求，但是扩孔直径，因钻头磨损，未及时更换，再用人工调节万向支座钻头，使之石材背栓孔各项参数出现不稳定。

（4）机切面的开孔数据较为稳定，石材的平整度存在偏差，虽在有序偏差范围内，但开孔设备机械为单点触控器，设备输入标准数据进行成孔，使之成孔后参数不稳定。

5案例分析

中国南方电网有限责任公司生产科研综合基地工程项目南区石材幕墙约在9万平方米，在开始石材幕墙样板段施工过程中，发现部分石材背栓孔通过背栓与铝合金石材挂件安装固定时，发现松动现象，至使安装在石材骨架上石材也会发生松动，直接存在石材在施工过程中因质量问题带来使用安全隐患。

业主立刻组织施工单位、设计单位、材料（石材、背栓）供应厂家、EPC总包、监理等相关人员进行现场分析，召开专题会，最终确定因石材背栓开孔工艺的控制因素，为石材挂件发生松动现象主要原因。

针对石材开孔出现的问题，业主组织相关人员到石材厂家进行实地调查，查找原因。

通过在石材厂家进行石材开孔匹配试验发现：由于开孔设备机械为单点触控来反馈开孔深度数据，机切面的开孔深度较为稳定；荔枝面表面较粗糙，凹凸不平，开孔深度不稳定。

我们与石材厂家技术人员共同对石材成孔深度符合图纸要求的孔（分别是C2、C1、D5、D2）进行背栓、石材挂件安装匹配试验，均安装牢固；再对石材成孔深度不符合图纸要求的孔（分别是A1、A2、B2、B4），进行安装匹配试验，均安装不牢固。

初步分析：石材厂家为节约成本未及时更换钻头；再加上大尺寸石材开孔面为荔枝面，开孔设备机械为单点触控器未对开孔参数深度数据进行微调；

石材开孔对工人技术交底意思不强等因素，石材开孔面为荔枝面，是造成石材挂件发生松动现象主要原因。

最终各参建单位一致意见：在石材现场施工质量及安全前提下，同意开孔面是机切面开孔设备输入数据深度控制在15.50 mm，开孔面是荔枝面表面较粗糙，凹凸不平，开孔设备输入数据深度控制在16.00 mm，每开100个背栓孔，必须更换新钻头，定期进行工人技术交底工作。

6结语

通过这次石材幕墙施工发生石材背栓孔通过背栓与铝合金石材挂件安装固定时，发现松动现象。使我熟悉了石材背栓开孔整个工艺流程，在石材背栓孔加工过程中开孔设备机械选型、更换钻头频率、施工技术交底三要素，通过背栓、石材挂件匹配试验，确定输入深度控制数据尺寸，是石材背栓孔通过背栓与铝合金石材挂件安装牢固的控制关键点。

作者：林宗俞