既有石材幕墙使用性能鉴定分析

徐艳华 冯功斌 苗雨顺 赵宗凯

0 引言

为了解既有石材幕墙的使用性能，检验人员借助登高车及无人机检查了幕墙外观质量、面板安装质量、幕墙构造及连接，并对危险部位幕墙龙骨的力学性能进行了校核计算。

某公共建筑于2009 年3 月建成投用，大楼裙楼4 层，高18.9m，主楼12 层，高56.9m，总建筑面积26 932m。建筑外墙主要由石材幕墙构成，石材幕墙围护面积约10 846m。为了解该既有石材幕墙的使用状态，特委托具有资质的检验机构对其进行鉴定分析。

1 外观检验

现场外观检验包括两种方式：检验人员目测和采用无人机进行辅助检查。外观检验发现以下问题。

1.1 石材面板裂纹破损

面板裂纹破损分为面板挂件开槽部位裂纹破损、面板贯穿裂纹破损及面板局部裂纹破损，典型图片见图1～图4。石材面板连接构造为短槽支承，面板通过不锈钢挂件与钢横梁连接。面板开槽部位由于受集中力作用，加之开槽加工误差及挂件安装误差等因素影响，开槽部位易产生裂纹。石材面板贯穿1 裂纹及局部裂纹多是受外力撞击作用产生的结构损伤。

图1 主楼北立面5F 石材板块挂件部位裂纹

图2 裙楼西立面4F 挑檐倒挂石材挂件部位损坏

图3 裙楼西立面4F 女儿墙石材面板贯穿裂纹

图4 主楼北立面12F 挑台石材面板损坏

上述面板裂纹破损不但破坏了石材幕墙外观质量，而且关系到面板安全及石材幕墙的水密性能。

1.2 密封胶功能障碍

石材幕墙胶缝部位存在耐候密封胶老化无弹性、部分胶缝出现裂纹及个别胶缝密封胶缺失等密封胶功能障碍现象。由于挑檐部位易产生积水，加之长期经受风吹日晒作用，挑檐转角部位硅酮耐候密封胶老化、粉化缺失尤为严重，见图5。幕墙底部面板与地面之间胶缝因地面出现沉降致使胶缝开裂，见图6。

图5 挑檐转角部位胶缝老化开裂严重

图6 面板底部与地面之间胶缝开裂

1.3 面板表面出现水斑

通过无人机检查发现，主楼北立面12F 东侧石材表面水斑污染明显，如图7 所示。该部位屋顶往女儿墙内侧排水坡度明显偏小（如图8 所示），不利于水流往屋顶女儿墙内部排放，部分水流夹带屋面部分积灰沿外墙面板淌下，灰尘附着在石材表面形成水斑。另外，水斑污染墙面上部部分面板之间胶缝未采用密封胶密封，雨水通过面板之间缝隙渗漏至石材面板内部。面板内侧空气流通差，渗漏的雨水长时间在面板凝聚，最终通过石材内部的毛细孔渗出，在石材外表面形成不均匀的水斑。

图7 主楼北立面12F 东侧外墙表面出现水斑

图8 主楼屋面东北转角内排水坡度偏小

2.安装质量检验

安装质量检验手段包括采用橡胶锤敲击石材面板以及通过尺寸测量进行检验。

2.1 面板之间胶缝宽度

胶缝宽度设计值为6mm，现场实测裙楼北立面部分面板之间胶缝宽度3mm，小于设计要求。

2.2 石材面板固定松动

抽检部位个别石材面板固定松动，存在脱落风险，见图9～10。

图9 裙楼3F 挑檐倒挂石材固定松动

2.3 石材幕墙收口部位

裙楼北立面石材幕墙与弧形窗底部收口部位密封措施失效（见图11），易发生雨水渗漏。

图11 石材幕墙收口部位密封失效

2.4 竖缝及墙面垂直度

经抽样检验，竖缝及墙面垂直度满足标准要求。

图10 裙楼4F 挑檐倒挂石材固定松动

3 构造与连接

石材幕墙面板选用25mm 厚光面(白麻与石岛红)花岗岩。石材幕墙立柱选用10#槽钢，横梁选用∠50x4 角钢，钢材表面镀锌防锈处理。石材面板连接构造为短槽支承，面板通过不锈钢挂件与钢横梁连接。由于石材幕墙位于主体结构外墙外侧，室内无法检查石材幕墙内部。征得委托方同意后，现场拆除部分石材面板检查幕墙内部构造及连接质量。

3.1 石材面板挂件固定

检查发现个别石材挂件与支撑横梁焊接固定，与竣工图纸要求采用不锈钢螺栓固定方式不一致。

3.2 横梁与立柱、立柱与主体结构的连接

横梁使用不锈钢螺栓与焊接在立柱上的转接件可靠连接（见图12），立柱使用不锈钢螺栓与焊接在主体预埋件上的转接件可靠连接。

图12 横梁与立柱连接节点

3.3 立柱、横梁钢材截面厚度及材料表面镀锌层厚度

经抽样检验，立柱、横梁钢材截面厚度及表面镀锌层厚度满足标准要求。

4 设计计算复核

通过对石材幕墙原设计计算书中最危险部位立柱与横梁受力结构件进行强度及挠度校核，该危险部位石材幕墙设计选用的立柱及横梁的材料规格满足设计要求。

5 鉴定结论及建议

5.1 依据检验结果及计算复核做出如下结论

（1）石材幕墙部分面板裂纹破损、部分面板表面出现水斑污染，石材幕墙外观质量不符合标准要求。

（2）部分石材面板裂纹破损，破损面板存在损坏脱落的风险。

（3）挑檐部位个别石材面板松动明显，存在脱落风险。

（4）面板转角部位密封胶老化明显，部分胶缝开裂严重，易发生雨水渗漏。

5.2 针对该石材幕墙的使用及维护提出如下建议

（1）石材幕墙挑檐部位个别松动易发生脱落的面板应采取固定或更换措施，全面检查并及时排除其他类似隐患。密切监控挑檐倒挂石材面板安装是否牢固可靠，必要时采取仿石材铝板替换存在安全隐患的石材面板。

（2）更换修复受损严重的石材面板，密切监控其余受损面板裂纹发展情况。

（3）应按照设计要求改善楼顶女儿墙顶面的排水坡度，雨水应排至女儿墙内侧楼面，以减少屋面水流污染石材外立面形成水斑。

（4）石材面板之间，尤其是面板转角处胶缝密封胶老化开裂较为普遍，应及时采取修复措施。