背栓式石材幕墙背栓及挂件安装质量控制要点分析

周 全，宋海燕（郑州中兴工程监理有限公司， 河南 郑州 450000）

0 引 言

背栓式石材幕墙是以背栓作为连接件的装饰石材幕墙，是以不锈钢螺栓作为石材面板与挂件的连接件的施工方法，装饰石材面板的背栓式连接法是幕墙的一种新式施工方法，采用这种方法主要是在石材背面使用专业打孔机械打出锥型扩大孔，然后植入定制螺栓，形成无应力螺栓固定件，再利用定制加工的挂件连接在幕墙框架结构上的做法。在建筑科技及施工技术迅猛发展的今天，背栓式连接的石材幕墙已经得到行业认可并迅速推行，与幕墙石材托板式和开槽式固定系统相比，有着不可替代的优越性，应加以推广应用。

1 幕墙工程的背栓式连接优点及趋势

近年来，背栓式幕墙以其特有的优势得到了设计、施工、建设等单位的广泛认可，也越来越多地应用于幕墙工程中，取得了良好效益，并呈现出显著的发展趋势。背栓式幕墙具有如下优点。

（1）幕墙工程的背栓式连接利用专业机械在石材面板上开孔，孔成锥型，即底部扩大孔，使用配套的不锈钢膨胀螺栓，形成无应力螺栓锚固连接，一般开孔数较少（每块4个）且孔径较小，不对石材本身质量造成影响，开孔及背栓连接质量便于直接外观质量检查，质量好把控。

（2）幕墙工程的背栓式连接为无粘接机械式固定，石材板块之间独立受力，避免了板块之间相互连接而产生的附加应力积累而导致板块变形或者破坏，从而提高了使用寿命；板块独立安装，挂式结构，施工时可采取三维调整，施工安装方便、工期短、便于保证平整度、预留缝、标高控制，拆卸方便，后期维修简单。

（3）所有锚固受力系统明确，并且有可靠的力学计算作保证。

（4）背栓式连接强度高，力学性能好，使用弹性胶垫安装，实现柔性连接，破坏荷载大，抗震性、抗风压性能好，安全度高。

（5）背栓式连接锚固件为背部固定，不影响外观美学效果，装饰板材的大小不是由背栓承载能力决定，而是由板材的抗弯能力决定，所以装饰板块尺寸调整范围较大，以适应现场特殊情况，以利于提升外观效果。

（6）背栓式连接广泛适用于各种石材幕墙和其他金属复合板材幕墙，大部分材料生产及加工在专业厂里进行，机械化程度高，质量有保证，背栓及挂件材料、品牌档次可选性大，质量稳定，便于推广。

综上所述，背栓式连接以其独特的优势成为幕墙工程固定系统中的佼佼者，俗话说“四两拨千斤”，用来形容幕墙工程背栓连接最好不过。随着我国对建筑工程质量安全的愈加重视，建设项目各参与单位不只是看重费用，而是注重综合效果，这已经成为大家的共识。新技术、新工艺和新材料逐渐被业内人士所谈及并接受，背栓式幕墙也因此有着广泛推广的社会条件。随着社会对工程质量安全期望值的增大，日趋成熟的背栓式幕墙工艺和技术必将在幕墙工程中得到普及应用，甚至替代其他固定方式，并为建筑幕墙工程质量安全的提升作出贡献。

2 背栓式石材幕墙施工存在的质量问题、原因及质量控制要点分析

2.1 质量问题

从本案例项目工程出现的质量问题统计来看，主要是由于标准不统一，验收、施工依据不明，质量控制不到位，造成加工和施工偏差过大，形成一系列质量隐患及不合格项的存在。例如，子母挂件水平度不统一，形成点接触；子母挂件不在同一位置或者偏差较大，不能有效接触受力；子挂件相对母挂件高度偏高，形成失稳的隐患等。又如，石材破损，石材面平整度、预留缝隙宽度不一，部分抗震缓冲垫没有安装或者安装不到位，螺栓、挂件松动等，部分问题直接影响幕墙工程的质量安全。通过对背栓石材幕墙存在问题的综合分析、操作人员问询、现场测量等，了解到各种质量问题形成的原因，牵连工序等，以便解决施工存在的问题，保证施工质量。下面对存在问题进行原因总结分析。

2.2 成 因

2.2.1 子母挂件空间位置偏差过大

子母挂件空间位置偏差过大是出现最多、影响最严重的问题，就是不能有效接触，受力不均衡，不稳定，有的甚至没有接触不能受力，挂件形同虚设。造成这一问题的主要原因很多，包括：① 图纸设计深度不够，没有节点及空间位置图；② 施工时标准不一，不能有效控制，空间位置现场安装随意性较大；③ 施工过程没有对背栓及挂件安装质量进行有效控制，施工放线偏差过大，超出规定要求；④ 现场与空间位置有关的工序未经验收或者施工标准不符合要求等。背栓及挂件安装位置有关的工序较多，且都是空间位置，控制难度较大，易形成施工偏差累计，因此背栓及挂件安装时空间位置的控制是重点控制对象。

2.2.2 石材破损或者螺栓松动

虽然出现石材破损或者螺栓松动的质量问题较少，但是这会导致背栓受力丧失或者减弱，直接影响工程质量安全。主要原因就是背栓安装时力度过大或者过小，因此，安装前、安装时和安装后应全面进行检查验收，发现问题及时整改或者加固。

2.2.3 石材安装不到位

石材安装不到位，具体表现为安装完成后石材面不顺直、不平整、预留缝大小不一等。造成这种问题的原因主要是石材加工规格尺寸偏差过大，背栓及挂件安装位置偏差过大，调整范围内不能消除偏差造成石材面板位置不符合设计及现场要求，此种情况需要返工处理。

2.2.4 附件安装不到位

这里所指的附件包括抗震垫、塑料隔离垫片、母挂件上防滑垫片等，这些附件安装不到位是背栓式石材幕墙安装工程中普遍出现的问题，绝大多数是由于施工人员工作不认真，思想不重视所致。这个问题也会导致幕墙挂件的安装偏差超出规定值，应加以避免。

2.3 质量控制要点

结合施工现场存在的问题，提出较多控制措施，部分措施以实际施工操作进行验证，以此进行经验总结，列举背栓式幕墙背栓及挂件安装质量控制的要点，对要点进行逐一详细分析说明。

2.3.1 技术准备阶段控制要点

背栓式石材幕墙安装前必须配备由具有相应资质的设计公司出具的专业幕墙工程施工图。图纸须深度符合现场施工要求，图纸会审结束，问题得到书面回复确认（参见GB 50210—2011《建筑装饰装修工程质量验收规范》第3.1.1 款、第 3.1.2 款和第 3.1.5 款）。这里重点说明与背栓安装质量有关的技术控制要点。

（1）第一项技术控制要点是背栓及挂件安装的深化设计。根据现场石材面层分割要求，考虑抗震缓冲垫厚度、挂件厚度、不同材质钢材接触防腐垫片厚度、施工误差、背栓规格、挂件尺寸等（参见 JGJ 133—2001《金属与石材幕墙工程技术规范》第 4.3.2 款），详细出具横梁、挂件、背栓、石材面板等的空间位置图（节点详图），挂件及石材面板开孔详图。施工时必须对背栓及挂件安装标准进行统一，各组成部件安装偏差必须严格控制在允许范围之内，母挂件一般要求比子挂件长 3 cm 以上，以消除左右偏差及进行左右空间位置调整，避免发生子母挂件不接触或者接触面过少受力不均现象。安装前必须进行小范围试挂，检查是否符合设计及安装要求，同时对深化设计进行现场施工核验，确保设计图纸及施工都具有可操作性。

（2）第二项技术控制要点是施工组织（方案）报审完成，经监理单位审核通过。对其施工组织（方案）进行审查，除规定要求外，还应对幕墙施工背栓及挂件安装进行重点审查，对安装顺序、质量控制标准、质量控制措施、检查验收等进行严格审查，以确保方案具有可实施性和可操作性。

（3）第三项技术控制要点是熟悉背栓厂家标准及要求。收集厂家及产品资料，必要时厂家技术人员应在现场进行技术交底，熟悉厂家提供的安装工具，了解背栓的特性及厂家对施工的技术要求等。

2.3.2 施工准备阶段控制要点

（1）第一控制要点是材料进场验收。所有幕墙施工所需材料都已经进场并验收完成，特别是背栓及挂件的验收，其材质、规格、尺寸等必须符合设计要求；背栓为正规生产厂家生产，质量证明文件齐全，按照规范要求对材料进行现场抽样试验，试验合格后方可使用；此外，还须对背栓及挂件的材质特性及力学性能进行复试（参见 GB 50210—2011《建筑装饰装修工程质量验收规范》第 3.2.4款、第 3.2.5 款，GB/T 3098.6—2000《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》）。

（2）第二控制要点是工具准备。背栓及挂件安装主要是螺栓安装，背栓不管是敲击式还是旋进式都有特种工具，一般由背栓生产厂家提供，且必须在工程施工开始前到位，数量符合施工需求，能正常使用，对工人进行技术交底，确保工人熟练使用工具。

（3）第三控制要点是幕墙骨架验收合格。由于文中所介绍的范围是在幕墙骨架施工完成验收合格的基础上进行的，所以这里仅对横梁开孔位置进行验收，以确保母挂件安装位置符合规定要求。在正常情况下，母挂件是用螺栓固定在横梁上，因此横梁上螺栓孔位置及横梁安装偏差直接影响母挂件安装偏差，所以必须保证横梁的开孔质量，严格控制其位置偏差，现场检查一般用拉线方式或者激光水平仪进行检查，不符合要求的开孔，必须进行整改或者更换，此项验收也决定了幕墙施工质量的好坏，因而必须严格执行。

（4）第四项控制要点是技术交底。一般来说，技术交底有书面交底和实际操作交底，这里主要是指对工人进行的现场安装操作的技术交底，这样能让工人有个直观认识，必须让工人师傅熟知背栓安装的程序、施工方法、技术及质量要求。

2.3.3 施工阶段质量控制要点

背栓及挂件的施工阶段包括背栓安装、母挂件安装、子挂件安装和面板安装。为了节约工期，背栓安装和母挂件安装可以同时进行，这两道工序在不同位置，不同地方分开进行，相互没有制约，因此具备同时进行的条件，一般母挂件的固定开始是临时性的，在面板安装时进行校准后最终固定。

（1）第一控制要点是背栓的安装。石材开孔一般是用专业机械在生产厂里进行，进场的石材除了检查验收石材本身质量以外，还须检查验收开孔质量，必须严格按照上文推荐的标准进行验收，合格后方可进行背栓安装（参见JGJ 145—2013《混凝土后锚固技术规程》第 9.2.1 款、第9.4.3 款）。为保证安装质量，现场必须进行第一批实验性安装，检查符合要求后进行拉拔试验以验证施工质量和校核设计参数，并对安装工人的技术水平及熟练程度进行检查，全部符合要求后方可进行大面积安装。背栓安装完成后主要检查牢固度、位置偏差和锚固深度（主要以检查裸露长度为主），背栓安装完成验收合格后可以进行子挂件的安装。背栓安装完成后的石材面板要求有背栓面朝上放置，不可叠加堆放以免损伤背栓及石材。

（2）第二控制要点是子母挂件的安装。子挂件的安装位置及水平度是检查控制的要点，子挂件安装位置与石材开孔和子挂件开孔有着直接关系。由于背栓安装时已经对开孔进行检查，所以必须对子挂件螺栓孔进行检查，以确保符合设计及标准要求。背栓安装完成后即可进行子挂件安装，对石材面进行清理后安装制作好的抗震缓冲垫，依次安装子挂件后使用螺栓紧固。为使子挂件、抗震缓冲垫、石材面有效接触，一般抗震缓冲垫比子挂件每边大出5 mm，安装过程主要检查挂件紧固度和水平度，施工人员需采用专用扭力扳手进行施工，严格遵照厂家所规定的扭力值要求，过大可能拉坏石材，过松会导致子挂件松动不稳。施工过程和施工完成后须用扭力扳手进行检查验收，完成后还要检查验收子挂件水平度和石材表面完整度（是否损坏）。

通常，母挂件首次安装在横梁上时是临时固定的，可以与面板安装同时进行，横梁开孔直接关系到母挂件的位置，所以是在横梁开孔检查合格的基础上进行的。母挂件的首次安装主要检查水平及竖向位置是否正确。根据规范要求，不同材质之间为防止电化学反应，必须采取隔离措施。由于本文挂件材质是铝合金，横梁是镀锌角钢，母挂件安装还要检查塑料隔离垫片的安装是否到位（参见JGJ133—2001《金属与石材幕墙工程技术规范》第 4.3.2款、第 7.3.2 款）。

（3）第三控制要点是面板安装。这是最后一道工序，也是最关键一道工序，它直接关系到安装质量及安全，因此应作为重点进行检查和验收。通常，面板安装先进行角部第一块安装，然后进行空间位置校准、挂件结合校准和垂直度及平整度校准，符合设计和施工要求后方可进行大面积面板安装施工，这个验证步骤须各参建方现场进行见证，对各组成部件空间位置、偏差、子母挂件的结合情况进行实测实量，待取得实际数据后进行对比，确认无误后进行下一步施工。

空间位置校准后，利用实测数据进行放线施工，平整度控制一般进行垂直和水平双线控制。拉线完成后应对控制线进行空间位置检查，确保安装完成后石材面板位置和平整度符合设计及规范要求。放线施工完成验收合格后，由下至上、由一边到另一边，开始面板安装。安装过程根据控制线对面板进行微调，利用子挂件上部调整螺丝进行上下调整，考虑到子母挂件累计偏差，调整螺丝调整控制值应小于 4 mm；利用子母挂件接触滑动进行左右调整，考虑到子母挂件累计偏差，调整范围控制在 10 mm 以内；利用母挂件上长条螺栓孔在横梁上进行前后调整。经过三维调整，直至石材面板平整度及空间位置符合要求，最终对母挂件进行固定（参见 JGJ 133—2001《金属与石材幕墙工程技术规范》第 7.3.4 款，GB 50210—2011《建筑装饰装修工程质量验收规范》第 9.4.20 款）。母挂件的固定应有防滑措施，本文参考项目现场，采用带条纹的铝合金防滑垫片进行固定。

石材面板安装过程须及时进行隐蔽验收，除规定验收内容以外，还须对背栓及挂件安装的牢固度、位置偏差进行验收。螺栓紧固及挂件的有效结合是重点检查对象，必须严格控制在标准范围内。面板安装完成后，须按照规范要求对整个石材安装成品进行验收。

2.3.4 背栓及挂件的空间位置的检查验收要点

幕墙背栓及挂件安装空间位置极为重要，直接关系到挂件受力传力、面板安装质量。另外，背栓及挂件的安装不是一道一道工序顺序施工，而是分开施工，完成后再进行拼装，位置控制难度较大，因此必须单独作为一个重要控制点进行说明。因为背栓和挂件施工工序是分开进行的，所以位置控制也必须是两个工序同时进行。

（1）背栓及子挂件安装的位置控制。这个控制的基础是设计明确，背栓及挂件安装详图完善，尺寸详细；其次是石材面板加工尺寸符合设计要求，偏差在规定允许范围內。具体检查方法就是根据设计要求，使用直尺检查开孔位置和背栓安装是否符合石材上面的点位要求，偏差是否在许可范围內。

（2）母挂件的安装位置检查。由于背栓是点性质的而挂件是面性质的，因此点位检查必须统一控制线。一般是以背栓点连接线和挂件中心线作为检查标准控制线，依据设计理论及现场首件安装实测的这几个控制线空间位置关系进行控制。施工完成后，除检查挂件位置以外，还应复核控制线的空间位置情况，以确保安装位置偏差不超出允许范围。

（3）现场首件的安装校准。按照设计空间位置关系进行首件安装，校核设计参数，实测实量各组件空间位置数据，确认无误并符合要求后，留档作为后续工程空间位置控制的依据，用来指导剩余工程施工。

3 结 语

在进行背栓式石材幕墙的施工过程中，由于背栓及挂件空间位置的检查和控制难度较大，且没有统一的验收标准，往往对背栓及挂件的空间位置难以进行有效控制和检查，或者检查范围及数量严重不足。另外，以点代面的检查，施工随意性较大，极易造成诸多的质量问题。对背栓式石材幕墙背栓及挂件安装的质量控制直接关系到幕墙工程的质量与安全，必须予以重视。通过以上经验总结，综合分析了幕墙工程的质量控制要点，以求解决施工中出现的质量问题，确保背栓式幕墙的施工质量，提升背栓式幕墙的施工和验收技术，推进背栓式石材幕墙施工和背栓在幕墙工程中的应用技术向更好的方向发展。