平潭站石材幕墙精品工程实践研究

李玉琴 朱 健

1 工程概况

平潭站为线侧平式钢筋混凝土站房，站房面积53 985 m2，长214 m，宽78 m，建筑总高度28.5 m，地上2 层，架空1 层。站场规模2 台5 线，采用上进下出的传统进出站模式。平潭站外立面造型以“海坛千礁，丝路扬帆”为主题，采用“石材幕墙+玻璃幕墙”的形式，其中石材面积约2.5 万m2，整体突出“石头厝”这一平潭独特的旅游景观与文化品牌。两侧设两座塔楼，象征两岸同胞互通航路上的灯塔，与车站广场以“石头厝”为主题的街区设计相互辉映。

2 深化设计

调研平潭当地建筑发现，民居房屋多为1 ～2 层，采用人工切石堆砌而成，300 mm×300 mm×600 mm 大致为每块立方体的尺寸。调查发现当地建筑石材肌理较为平顺、凿面古朴，并非蘑菇面石材；房屋正立面石材的堆砌规律明显，选材讲究，颜色、质感较为均质，房屋侧面石材大小不一，为就地取材，呈现了较为原生态的堆砌效果[1]。

根据此特点，深化设计中通过强调分缝模拟民居效果，将排版分为2种模块。模块一为错缝式干挂花岗岩外墙，用于大面积外墙，仿照民居正立面效果；模块二为横平竖错式干挂花岗岩外墙，设置于高塔楼区域，仿照错乱堆砌的效果。

平潭站房面宽超过200 m，是传统建筑体量的数倍，若采用民居石材的尺寸，外观图案细小，无法匹配站房体量。深化设计按照大部分尺寸为30 mm 厚、局部50 mm 厚的石材设计，以尺寸为500 mm×1 200 mm 左右板面为基数石材进行干挂。

3 样板实施

传统的“石头厝”墙面采用不规则片石堆砌、砂浆勾勒而成，浑然天成，具有强烈的自然肌理。对于高铁站房这样的大体量公共建筑而言，完全模仿矮小的传统民居，用片石堆砌显然难以实现。因此，需要在深刻理解站房建筑立意的基础上，实现建筑立面效果成为深化设计和施工的难题[2]。

3.1 样板方案制定

幕墙样板设置在架空层的2 轴和A ～B 轴，样板施工前，该施工部位站房结构完成，墙体砌筑完成，材料清理完成。另外，需要准备以下材料：菠萝面黄金麻花岗岩、菠萝面虾红花岗岩、光面黄金麻花岗岩、光面虾红花岗岩、仿石铝板、6LOW-E+1.52PVB+6 mm+12A+8 mm 中空夹胶超白钢化玻璃、L50×5 角钢、120 mm×80 mm×4 mm 方钢管、米黄色硅酮耐候胶、M8 抗震型不锈钢后切式螺栓石材挂件、200 mm×300 mm 后置埋件、深灰色氟碳漆及环氧富锌底漆。样板选取本工程幕墙均涉及的主要节点进行深化，形成幕墙样板施工图纸。

横平竖错式石材幕墙使用菠萝面黄金麻花岗岩（背衬用光面黄金麻花岗岩），错缝式石材幕墙使用菠萝面虾红花岗岩（背衬用光面虾红花岗岩），玻璃幕墙边的石材幕墙使用光面黄金麻花岗岩，玻璃幕墙使用6LOW-E+1.52PVB+6 mm+12A+8 mm 中空夹胶超白钢化玻璃。

3.2 样板分析

通过样板实施发现，因石材规格只有2 种，且排布比较均匀，颜色反差不够大，缝隙过于清晰，整体效果过于规整，无法真实还原“石头厝”的原有肌理。第一次样板施工对比如图1 所示。

图1 第一次样板施工对比（来源：作者自摄）

3.3 二次深化设计

为了使石材表面更粗糙，需人工打磨每片石材，实现难度大。结合现场调研情况，可以采用以下方式提升石材质感。首先，将采用不同厚度（30 mm、40 mm、50 mm）、不同材料、不同毛面处理方式的每块石材进行无规律排序，避免外墙效果均质化。其次，将模块一中的500 mm×500 mm 的小块石材改为蘑菇石，每个模板中有1 块，对荷载影响小，破除外墙的均质感。最后，进一步打乱石材分缝，避免缝隙横平竖直，并使模块中个别石材凸出基准面，体现凹凸关系，再对石材边缘进行人工劈裂，实现每块石材面为表面蘑菇面的效果。第二次样板施工对比如图2 所示。

图2 第二次样板施工对比（来源：作者自摄）

4 方案确认

“石头厝”墙面的难点如下：一是龙骨系统较普通干挂墙面更粗大；二是龙骨系统需充分考虑海洋盐雾环境防腐防风性能；三是板块厚度、大小、重量、色彩以及肌理较传统幕墙有非常大的区别。为实现建筑效果，更彻底模拟“石头厝”的原始肌理，在深化设计和施工阶段，针对上述3个问题进行了重点研究。

（1）石材板块工艺处理。本工程石材板块最大为1 900 mm×1 200 mm，最大厚度10 cm，最大重量135 kg，幕墙石材板块约有21 000 块；板块表面选用蘑菇面、火烧面、荔枝面以及人工劈裂处理等多种工艺组合，意图在传统自然肌理的基础上优化提升，人工现场剔凿石材达7 500 块；板块颜色由白麻、深虾红、浅虾红、灰麻及青石等多种色彩组合而成，延续传统无规则“石头厝”墙面石材选型。

（2）龙骨防风防腐研究。龙骨全部采用100 μm 热镀锌处理；焊接节点均需逐一敲除焊渣，满涂无机富锌环氧防腐漆；板面缝结合板缝处理工艺密封处理，防止进风。

（3）石材幕墙龙骨系统。考虑到平潭岛处于台湾海峡地震影响区且石材板块最重达135 kg，需要进行专项抗震抗风设计和计算。竖向主龙骨采用尺寸为160 mm×80 mm×4 mm 热镀锌方管，横龙骨采用L63×5 热镀锌角钢，板块干挂采用不锈钢背栓系统。

5 材质要求

5.1 错缝式干挂花岗岩外墙

第一，主材。面板采用30 ～50 mm厚石材（蘑菇面最薄处30 mm 厚，最厚处50 mm 厚），立柱采用镀锌方管尺寸为160 mm×80 mm×4 mm，横梁采用L63×5 镀锌角钢，材质为Q235B。第二，系统。采用M8 抗震型不锈钢后切式螺栓石材挂件，钢角码加不锈钢螺栓组转接系统，平板式预埋件；板块的长边方向在1 200 mm 以上，采用6 个M8 抗震型不锈钢后切式螺栓。

5.2 横平竖错式干挂花岗岩外墙

第一，主材。面板采用石材厚度为30 ～50 mm（蘑菇面最薄处30 mm 厚，最厚处50 mm 厚），立柱采用镀锌方管的尺寸为120 mm×80 mm×4 mm（每间隔3 m 与混凝土柱固定），横梁采用L63×5 镀锌角钢，材质为Q235B。第二，系统。采用M8 抗震型不锈钢后切式螺栓石材挂件，钢角码加不锈钢螺栓组转接系统，平板式预埋件；板块的长边方向在1 200 mm 以上采用6 个M8 抗震型不锈钢后切式螺栓。

5.3 龙骨防腐处理

（1）外观。所有石材幕墙龙骨均采用热浸镀锌处理，检查所有热浸镀锌构件，要求其表面平滑，无起皮，无漏镀，无滴瘤、粗糙和锌刺，无残留的溶剂渣，在可能影响热浸镀锌龙骨使用或耐腐蚀性能的部位不应有锌瘤和锌灰。

（2）厚度。龙骨镀锌层厚度要求不低于100 μm，保证满足25 年的结构防腐要求。

（3）漏镀和修复。检查各热浸镀锌构件漏镀区域的总面积不应超过构件展开面积的0.5%，每个漏镀面的面积不应超过10 cm2。热浸镀锌构件表面若存在漏镀面，采用热喷涂锌、涂敷富锌涂料或融敷锌合金等方法修复漏镀面。修复前，先去除漏镀区域内的氧化皮和其他污物，保证复层与基体间的附着力[3]。

5.4 矩形龙骨端头封堵要求

所有方管及箱形构件的端部必须加焊封头板，封头板厚度不小于管壁厚度且不小于6 mm，不大于16 mm，封闭前需清理干净管内的积水和潮气。

6 安装质量控制要点

6.1 施工流程

施工流程如下：测量放线→结构尺寸及预埋件定位检查→转接件安装→主、次龙骨安装→石材面板安装。

6.2 测量放线

根据内外装修统一的主控线确定好外幕墙基准轴线和水准标高，再用全站仪放出主要控制线以及转角控制线，二次复测基准中心线与水平线，确认无误后再上下、左右拉通钢线，定出幕墙安装完成面的基准线。

6.3 结构尺寸偏差及预埋件定位检查

根据实际测量成果复核原结构尺寸以及预埋件偏差是否满足幕墙安装精度要求，若超出规范允许偏差范围则应联合设计单位制订处理方案进行处理，直至达到精度要求。

6.4 转接件安装

根据图纸要求每种规格石材面板的背栓位置，结合分格线推算出背栓对应的横龙骨及铝合金挂件的位置并弹线。角码连接件要根据现场埋件的尺寸进行下料加工，角码要与埋件4 面围焊，个别不平齐埋件与角码连接部位可通过尺寸为8 mm 的方钢修补平整。

6.5 主、次龙骨安装

以竖向分格线为基准核定主龙骨的宽度，左右量距将L 型角码焊接在预埋板上，从而保证龙骨的垂直度；然后安装竖龙骨，并通过龙骨侧面的槽孔调整竖龙骨的水平度。相邻两根主龙骨安装标高偏差不大于3 mm，同层主梁的最大标高偏差不大于5 mm。待埋件安装校核完毕后方可安装幕墙主龙骨，且应从结构底部向上安装。先对照施工图检查主龙骨尺寸及加工孔位是否正确，然后将副件、芯套、防腐垫片、副支座安装在主龙骨上，相邻主龙骨的水平差不得大于1 mm，同层内的最大水平差不得大于2 mm。次龙骨布置原则为石材底部和顶部各布置1 道，中间部分每隔1 200 mm布置1 道通长次龙骨，其余部分次龙骨长度为300 mm。安装时，先临时固定栓接端，然后将另一端与竖龙骨焊接，最后再固定栓接端。另外，300 mm 长龙骨与竖龙骨焊接时，要将角钢与方管接触部位的上下口满焊[4]。

6.6 石材面板安装

（1）背栓式。石材面板四角的背栓孔在加工厂提前加工制作，开孔完毕后将石材置于铺有柔性材料的石材工作平台上，然后安装M6×32 不锈钢背栓（配2 个平垫和1 个弹垫片）与铝合金石材挂座[5]。现场安装时，平稳抬起石材，将铝合金挂件对准次龙骨上的挂钩缓缓插入，使石材垂直提升下扣。通过挂件连接横梁后，再微调挂接螺栓，使其受力满足设计要求。（2）销栓连接。销栓连接有以下2 种方式。第一种，销栓孔在加工厂加工制作，安装销栓、铝合金挂件、石材板块以及背衬石材。安装时，平稳抬起石材，将铝合金挂件螺栓孔对准次龙骨上的螺栓孔，使石材垂直提升下扣，然后连接螺栓并调整石材面板平整度，最后再固定连接螺栓。第二种，加工厂加工制作好销栓孔后，用石材锚固胶注满销栓孔腔。安装时平稳抬起石材，将销栓孔口对准已固定在立柱、横梁或石材上的销栓缓缓插入，然后将右面及上面的钢销栓或扣件插入槽内，最后调整石材至设计状态。

6.7 嵌缝注胶

石材面板在安装完成一定的组装单元后，即可进入填缝注胶工序。注胶前，先清理干净胶缝内的灰尘，然后沿着铝板缝两侧贴宽度20 mm 的美纹纸，注意贴直、贴平，最后用设计规定牌号的耐候胶填缝，注胶时注意将胶缝压紧、抹平。

7 结语

平潭站房外立面取意于当地民居“石头厝”的表现形式，因其建筑体量庞大，实现过程非常复杂。具体实施过程中优化了平面排版，深入研究了板块、缝隙、色彩以及肌理的表现形式和手法，建成后的立面大气、自然，提炼和升华了当地传统建筑艺术，使其成为福建省平潭综合实验区的标志性工程。