西非地区沿海城市全立面石材外幕墙施工技术

肖长辉

上海建工集团股份有限公司海外事业部 上海 200032

针对西非地区沿海城市空气中常年盐雾重、雨季湿度大，以及气温高、风沙大的气候特点，采取有效措施解决了暴露在空气中的金属材料在短时间内产生锈蚀和密封胶施工质量不稳定的问题。针对因项目造型需要而产生的石材幕墙面挑出结构跨度大的情况，提出相应的方案，解决了工程难题。

1 工程概况

1.1 项目简介

中国援多哥政府办公楼项目位于首都洛美二区，占地面积28 710 m2，总建筑面积20 090 m2，由A、B、C、D四个区组成，其中A、B、C三个区为办公区，地下2层，层高3.6 m，地上4层（局部3层），第1层层高4.5 m，第2～3层层高均为4.2 m，第4层层高4.24 m，框架结构，总高度22.8 m；D区为会议厅，地上1层，层高6.74 m（图1）。

1.2 石材外幕墙设计概况

图1 项目鸟瞰图

本项目室外石材幕墙总面积约9 776 m2，其中：A区石材幕墙面积3 184.93 m2，东侧面长17.9 m、高16.7 m，南侧长42.5 m、高16.7 m，西侧64.4 m、高16.7～20.9 m，北侧长42.5 m、高20.9 m，石材板块基本尺寸从700 mm×800 mm到800 mm×950 mm不等 ；B区石材幕墙面积2 322.73 m2，北侧长80.78 m、高22.5 m，南侧面的石材外幕墙呈“∩”形，即两侧的长均为5.3 m、高22.5 m，上面长80.78 m、高3.8 m，石材板块基本尺寸从550 mm×800 mm到700 mm× 950 mm不等；C区石材幕墙面积3 248.39 m2，北侧长42.5 m、高20.9 m，东侧长64.4 m、高16.7～20.9 m，南侧长46.3 m、高16.7 m，西侧长17.9 m、高16.7 m，石材板块尺寸同A区；D区石材幕墙面积1 020 m2，长41.4 m、宽22.65 m、高8.0 m，石材板块基本尺寸从517 mm×880 mm到637 mm× 950 mm不等。本石材幕墙的固定形式为干挂花岗岩板材石材幕墙，板材厚度30 mm，根据外立面造型要求，幕墙外表面挑出结构外墙面800～1 200 mm；石材外幕墙龙骨均采用钢龙骨。

1.3 气候条件

项目位于北纬6°左右，东经1°02'，南濒大西洋几内亚湾，东邻贝宁，西面为加纳，北面与布基纳法索接壤；南部属于热带雨林气候，北部属热带草原气候。全年分四季：11月中旬至次年3月为大旱季，3月至7月中旬为大雨季，8至9月为小旱季，9月底至11月中旬为小雨季。最冷月月平均最低气温23.5 ℃，最热月月平均最高温度33.5 ℃。

2 工程特点和难点

2.1 当地建筑资源匮乏，外装饰工程实施需周密筹划

多哥共和国是西非国家，包括首都洛美在内的建筑资源匮乏，没有完整独立的建筑工程规范，建筑装饰材料基本是进口为主，建筑工人技术水平较低。本项目从设计到施工，建筑材料到主要技术工人，全部来自中国，因此，必须进行周密的安排才能按时、高质量地完成。

2.2 当地空气湿度及盐雾较大，金属构件易锈蚀

洛美紧邻大西洋几内亚湾，湿度大、空气中盐雾重，暴露在空气中的金属构件表面易被侵蚀而产生锈蚀，影响石材幕墙的使用寿命，必须采取有效技术措施加以避免。

2.3 石材幕墙面挑出结构外墙面大，钢构架易变形

由于造型需要，石材幕墙面挑出结构外墙面大部分均在800～1 000 mm范围，最大挑出长度达到1 200 mm。在安装受力钢支撑及主次钢龙骨时，必须进行详细的深化设计计算，严格按设计图纸及规范要求施工，确保钢架不发生位移、变形等。

3 主要技术措施

3.1 因地制宜，应用中国技术克服当地资源不足难题

1）针对多哥共和国没有完整独立的建筑设计和施工规范，经双方商定全部采用中国的设计和施工规范进行项目设计、施工、验收。基于当地政府需求和民众风俗习惯，在外幕墙石材颜色和材质选择上充分考虑当地政府和大众的喜好，经反复比选，最终确定的石材颜色和材质完全体现政府办公楼既庄重又现代的风格，得到了一致认可。

2）在技术准备方面，自项目开工起就着手幕墙的深化设计，主要针对幕墙石材板块分割尺寸、固定方式、板块之间缝隙处理、阴阳角石材相交方式、结构内埋件的布置和规格等进行深化落实。做到预先把图纸问题解决在国内，不把问题留到远离中国的施工现场。

3）在资源组织方面，首先按照计划在结构施工前将预埋件运至现场，由专业人员协助结构施工人员随结构施工完成预埋；其次是在结构完成后对外立面进行全尺寸复核，确保加工的幕墙钢骨架尺寸准确，避免因现场切割造成杆件防腐涂层破坏，影响钢构件的耐久性；最后，在石材板块从国内发运前按不同建筑立面进行排版编号，确保颜色均匀，数量准确，同时按照海运加陆运的标准进行板块包装，尽量减少运输过程损耗。

3.2 从设计上采取措施防止金属构件出现盐腐锈蚀

对隐蔽钢材表面全部进行热浸镀锌处理，锌膜厚度符合如下规定：钢厚度≥6 mm，镀锌层局部厚度≥70 μm、平均厚度≥85 μm；钢板厚度3～6 mm，镀锌层局部厚度≥55 μm、平均厚度≥70 μm。外露钢材表面进行氟碳喷涂处理，螺钉、垫圈等附件选用不锈钢件，连接角码采取表面镀锌防腐处理，所有密封件为耐腐蚀的非金属材料，不同金属材料之间加设绝缘垫片，以防止双金属腐蚀。

3.3 幕墙系统深化设计

本项目预埋件全部在国内采购、加工、镀锌，完成后再发运到现场。预埋板为200 mm×300 mm×10 mm的钢板，幕墙主龙骨为120 mm×60 mm×5 mm方钢管，其左右基本间距为1 200 mm。次龙骨为50 mm×50 mm×5 mm方钢管和50 mm×4 mm等边角铁，水平钢支撑为14#双槽钢（图2），连接件为铝合金钢挂件；主龙骨接长连接采用105 mm×45 mm×5 mm方钢管套接。

图2 竖向主龙骨支撑节点构造示意

3.3.1 内力计算

通过对长悬臂水平和斜撑钢构件、立柱连接伸缩缝、耐候胶胶缝进行计算，全部满足规范要求[1]。

3.3.2 板块分割

为达到尺寸合理、外形美观的效果，本工程在深化设计的过程中充分考虑主要层高为4.5 m和4.2 m的特点，结合外立面线条，石材幕墙板块分割按照宽度统一为900 mm，高度为600 mm和500 mm这两种。如此分割，既达到了美观效果又最大限度地控制了石材的加工损耗。针对建筑物每区外轮廓长度在40～80 m，并超过规范规定值的情况，为了避免建筑物受到外界温度的影响，每区又设置两条温度缝，温度缝两侧的石材与石材之间采用柔性连接。

3.4 过程管控措施

3.4.1 石材板块的选择

石材采用中国山东日照单县生产的厚30 mm石材，经抽样试验，弯曲强度大于10 MPa，吸水率满足规范要求。加工过程中按照规范进行抽检，确保弯曲强度和吸水率达到规范标准要求。

3.4.2 镀锌层厚度监控

石材幕墙所用的钢材，在采购后直接送至镀锌厂进行热浸镀锌。镀锌期间，派技术人员在镀锌厂家全过程监控；并对已镀锌的半成品抽样，并用测厚仪进行检查，发现有露镀锌或镀锌层厚度不达标的，要求厂家重新热镀锌处理，必须确保镀锌厚度达到设计和规范规定要求。

3.4.3 材料运输储存保管

针对多哥洛美地区的气候条件，幕墙所涉及的钢板预埋件、钢骨架材料、挂板挂钩、石板、结构胶和密封耐候胶等，在国内进行满足海运加陆运要求的包装，按照物资采运计划，通过集装箱海运，分期、分批抵达现场。本项目幕墙物资都需要提前一个月抵达，以便进行清点验收。抵达现场的金属材料和胶类物资全部存放在仓库货架上保持干燥，石材板块按照编号分别堆放在建筑物周围，设置围栏和警示牌并用油布覆盖保护。

4 重点施工工艺

4.1 预埋件施工工艺

本项目办公区A、B、C三个区，由于立面长度过长，又将每个区划分为3小段，即A1、A2、A3，B1、B2、B3，C1、C2、C3，幕墙固定埋件按照上述区段随结构施工进行预埋。固定埋件采用专用镀锌预埋件，预埋件在主体混凝土中与钢筋点焊固定，确保埋件准确。为确保竖向支点的间距要求，在外墙窗台处另设置一道C25钢筋混凝土圈梁。预埋件施工期间，为避免与结构施工干扰和交叉作业，提前对两专业进行协调，保证在同一区不能出现上下层同时交叉作业的情况。

4.2 高温条件下测量放线

当地白天气温较高，早晚与午间的温差也较大，为确保测量放线及定位的精度，在相同时段进行测量放线，避免因测量时段不同导致的误差。另外，避开温度最高的时段施工，保证操作人员的安全，提高效率和准确率。

4.3 钢龙骨施工及防腐修补

在项目完成框架结构施工后，由专人对各层结构施工阶段预埋的幕墙埋件进行检查，当埋件的数量和位置确认无误后安装钢龙骨。根据设计要求，竖向钢龙骨为镀锌方管，规格为120 mm×60 mm×5 mm，通过从混凝土结构伸出的14#双槽钢连接，14#双槽钢与主体结构的埋件满焊连接；同时，每层设有14#槽钢加焊斜钢支撑（该钢支撑是保证幕墙施工质量、安全的关键和核心）；然后在每层楼的水平钢支撑的自由端，自上而下用钢丝拉铅垂线，自下而上依次安装竖向主钢龙骨，保证同一墙面上的水平钢支撑外端在同一平面上误差在±1 mm内；钢龙骨竖向接长连接采用套接，下端采用2φ12 mm高强螺栓连接固定，上端采用承插式，以便竖向钢龙骨自由伸缩（图3）。待所有钢龙骨安装完成并经检查验收通过后，再进行锈漆处理。补漆前先将焊接部位进行仔细清理并除去周边锈迹和杂物，再用刷子和干布进行表面灰尘处理，用环氧富锌漆对焊接部位进行防腐处理，分两次涂刷完成。

图3 竖向主龙骨接长示意

4.4 板块安装及接缝处理

安装时，自下而上逐排安装，拼缝采用厚8 mm的专用限位器，每一侧面设两个点，确保拼缝宽窄一致。安装过程中，随时检查相邻石材的垂直度、平整度及缝宽。拼缝打胶前，先在拼缝两侧贴美纹纸，然后自上而下打胶。

5 实施效果

石材幕墙安装完成至顺利通过工程竣工验收，经历了大旱季、大雨季等恶劣环境的影响和考验，石材幕墙外观无褪色、变色，相邻两石块板材之间未发生缺棱掉角和明显位移等现象。建筑物在装饰装修期间逐层加载以后，每月通过仪器监测，未发现主体结构或受力钢架下沉等变形问题，完全符合设计及规范要求[2]。

6 结语

在西非地区进行墙面石材干挂施工，既要考虑当地资源匮乏以及特殊的气候与作业条件，也要重视运用合理的设计方法、先进的施工流程和施工方法。针对该项目，从材料采购、金属构件的处理、特殊部位的设计、施工工艺和工序等方面进行统筹安排，解决了湿度大、空气中盐雾重等对石材幕墙系统耐久性的影响以及大悬挑要求对结构构件的特殊要求等问题，确保类似项目在非洲地区得到继续运用和发展。