石材幕墻—敲擊式背栓連接施工技術(shù)

李 靜，鄔 科

(1.中鐵建工集團(tuán)有限公司,上海 200331；2.南昌鐵路局集團(tuán)有限公司南昌房建工程建設(shè)指揮部,江西 南昌 330002)

1 前言

隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的建筑外墻采用石材進(jìn)行裝飾,使用部位也由以前的底層建筑、裙樓建筑逐漸拓展到高層建筑上,施工工藝也由傳統(tǒng)的濕作業(yè)法變?yōu)楦蓲旆?干掛石材幕墻具有高端、大氣、安全性能高等特點(diǎn)。

現(xiàn)有的石材干掛主要分為插銷式和開(kāi)槽式兩種形式,其中插銷式是通過(guò)專業(yè)的開(kāi)孔設(shè)備,在石材棱邊精確加工成一條圓孔,將銷針植入孔中,通過(guò)連接件將石材固定在龍骨上；開(kāi)槽式是通過(guò)專業(yè)的開(kāi)槽設(shè)備,在石材棱邊精確加工成一條凹槽,將掛件扣入槽中,通過(guò)連接件將石材固定在龍骨上。插銷式和開(kāi)槽式需要通過(guò)專業(yè)的設(shè)備在棱邊開(kāi)槽,對(duì)石材面板的厚度要求較高,且開(kāi)孔容易崩邊,石材損耗較為嚴(yán)重；棱邊開(kāi)孔完畢大范圍移動(dòng)容易造成崩邊,故只能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行孔洞開(kāi)設(shè),施工效率低下。

敲擊式背栓式連接是通過(guò)專業(yè)的開(kāi)孔設(shè)備,在石材背面精確加工里面大、外面小的錐形圓孔,把錨栓植入孔中,擰入螺桿,使錨栓底部完全展開(kāi),與錐形孔相吻合,形成一個(gè)無(wú)應(yīng)力的凸型結(jié)合,通過(guò)連接件將石材固定在龍骨上。在石材背面進(jìn)行孔洞開(kāi)設(shè),不容易損壞石材,且可在工廠進(jìn)行專業(yè)機(jī)械化開(kāi)孔,開(kāi)洞完畢運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)直接安裝,不僅提高了現(xiàn)場(chǎng)施工效率,也大大提升了孔洞定位的精準(zhǔn)性。通過(guò)以上分析,不難看出,石材幕墻采用背栓連接在標(biāo)準(zhǔn)要求高、工期緊張的工程建設(shè)中具有極大的優(yōu)勢(shì)。中鐵建工集團(tuán)有限公司承建的新建南昌鐵路調(diào)度所工程為鐵路工程,具有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高、工期緊張等特點(diǎn)。本工程石材幕墻采用敲擊式背栓連接的施工工藝,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,形成了本工法。

2 工程概況

新建南昌鐵路調(diào)度所項(xiàng)目位于南昌市西湖區(qū)二七南路128#,工程總占地面積為7047m2,地下兩層(局部三層),地上九層,建筑總高度49.9m。

3 工法特點(diǎn)

(1)每塊石板材獨(dú)立安裝、獨(dú)立更換,作為獨(dú)立單元受力,能排除硬性接觸帶來(lái)荷載反應(yīng),具有更好的安全性能及抗風(fēng)壓、抗震動(dòng)和降低熱脹冷縮效應(yīng)等性能,使用壽命更高,維修更換方便。

(2)在工廠進(jìn)行孔洞開(kāi)設(shè),現(xiàn)場(chǎng)安裝,無(wú)粉塵污染,極大解決了鬧市區(qū)粉塵污染的難題。

(3)工廠機(jī)械化加工,可準(zhǔn)確控制石材與錐形孔底的間距,確保幕墻的表面平整度及垂直度。

(4)工人在石材背面打上膨脹螺絲以后,采用緊固工具進(jìn)行緊固即可,安裝相當(dāng)方便；工廠開(kāi)洞精準(zhǔn),現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢調(diào)整工作量少,可極大縮短工期。

4 適用范圍

適用于非抗震設(shè)計(jì)或抗震設(shè)防烈度不大于10度的建筑石材幕墻工程施工。

5 工藝原理

在專用機(jī)器上利用燒結(jié)式鉆頭在石材板背部根據(jù)定位(距板邊不小于50mm處)先鉆出直孔,繼而鉆頭做偏心運(yùn)動(dòng)形成底部大上部小的類似花瓶狀的背栓孔；其次在石材背栓孔處敲擊植入背栓,使錨栓底部完全展開(kāi),與錐形孔相吻合,形成一個(gè)無(wú)應(yīng)力的凸型結(jié)合；最終通過(guò)金屬連接件與立柱骨架相連,以每塊石材板為單元將力直接通過(guò)骨架傳遞到主體結(jié)構(gòu)。

6 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

6.1 施工工藝流程

幕墻石材敲擊式背栓式連接的施工工藝流程如圖所示

圖6.1 施工工藝流程

6.2 背栓連接石材的選用與校核

6.2.1 基本參數(shù)：

(1)計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：15m；

(2)板塊凈尺寸(短邊×長(zhǎng)邊)：a×b=900mm×1350mm；

(3)背栓孔到長(zhǎng)邊端面的垂直距離：a1=150mm；背栓孔到短邊端面的垂直距離：b1=150mm；

(4)石材配置：δ25mm,四個(gè)背栓；

(5)規(guī)范說(shuō)明：現(xiàn)行《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001中并沒(méi)有給出背栓相關(guān)的計(jì)算方法,計(jì)算中一些公式參考自北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑裝飾工程石材應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》DB 11/T512-2007。

模型簡(jiǎn)圖為：

圖6.2 背栓連接板塊

6.2.2 石材板塊荷載計(jì)算

(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：

qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

βE：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0；

αmax：水平地震影響系數(shù)最大值,取0.04；

Gk：石材板塊的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；

Gk=abtγg

a：短邊邊長(zhǎng)：900mm；

b：長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)：1350mm；

t：石材厚度：30mm；

γg：石材密度：0.00003N/mm3；

Gk=abtγg

=900×1350×30×0.00003

=1093.5N

A：幕墻平面面積(mm2)；

qEAk=βEαmaxGk/A 5.3.4[JGJ102-2003]

=5×0.04×1093.5/(900×1350)

=0.00018MPa

(2)石材板塊荷載集度設(shè)計(jì)值組合：

采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合：5.4.1[JGJ102-2003]

q=1.4wk+0.5×1.3qEAk

=1.4×0.001321+0.5×1.3×0.00015

=0.001947MPa

6.2.3 石材的抗彎設(shè)計(jì)

(1)計(jì)算邊長(zhǎng)的計(jì)算：

b0：支撐點(diǎn)間板塊長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；

a0：支撐點(diǎn)間板塊短邊邊長(zhǎng)(mm)；

a：板塊短邊邊長(zhǎng)(mm)；

b：板塊長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；

a1：背栓孔到長(zhǎng)邊端面的垂直距離(mm)；

b1：背栓孔到短邊端面的垂直距離(mm)；

a-2a1=600mm≤b-2b1=1050mm

所以：

a0=600mm

b0=1050mm

(2)抗彎校核計(jì)算：

校核依據(jù)：σ≤fsc=3.72MPa

σ：石材中產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；

fsc：石材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)；

m：石材最大彎矩系數(shù),按支撐點(diǎn)間板塊短邊邊長(zhǎng)與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)的比0.5714,查表得：0.1328；

q：石材板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

b0：支撐點(diǎn)間板塊長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；

t：石材厚度：30mm；

應(yīng)力設(shè)計(jì)值為：

σ=6×m×q×b02/t2

=6×0.1328×0.001947×10502/302

=1.90MPa

1.90MPa≤fsc=3.72MPa

石材抗彎強(qiáng)度能滿足要求。

6.2.4 石材的剪應(yīng)力校核

校核依據(jù)：τ≤τsc=1.86MPa

τ：背栓在石材中產(chǎn)生的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；

τsc：石材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)；

q：石材板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

a：短邊邊長(zhǎng)：900mm；

b：長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)：1350mm；

h：背栓錨入深度：15；

α：背栓角度：25°；

D：背栓孔直徑：13.5mm；

τ=qab×1.25/4(π×h/cosα×(D+h×tanα))

=0.001947×900×1350×1.25/4/(3.14×15/cos25°×(13.5+15×tan25°))=0.694MPa

0.694MPa≤τsc=1.86MPa

石材抗剪強(qiáng)度能滿足。

6.2.5 背栓自身強(qiáng)度計(jì)算

(1)背栓抗拉強(qiáng)度計(jì)算：

校核依據(jù)：

N=1.25qLxLy/n 4.5.12-1[DB 11/T512-2007]

N≤Nt/K 4.5.12-2[DB 11/T512-2007]

上面兩個(gè)公式中：

N：水平荷載作用下單個(gè)背栓所受的拉力設(shè)計(jì)值(N)；

q：石材板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；

Lx,Ly：板材面板在X,Y向的邊長(zhǎng)(mm)；

n：?jiǎn)螇K板塊板材背栓個(gè)數(shù)；

Nt：背栓受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值(N),查廠家資料取6000；

K：背栓承載力系數(shù),取2.15；

N=1.25qLxLy/n

=1.25×0.001947×900×1350/4=739.252N

739.252N≤6000/K=2790.698N

背栓抗拉強(qiáng)度能滿足。

(2)抗剪強(qiáng)度計(jì)算：

校核依據(jù)：

V=1.5G/n 4.5.13-1[DB 11/T512-2007]

V≤Vt/K 4.5.13-2[DB 11/T512-2007]

上面兩個(gè)公式中：

V：每個(gè)錨栓自身剪應(yīng)力(MPa)；

G：板塊自重設(shè)計(jì)值；

n：?jiǎn)螇K板塊背栓個(gè)數(shù)；

Vt：背栓抗剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值(N),查廠家資料取4000；

K：背栓承載力系數(shù),取2.15；

其中：

G=1.35abtγg

a：短邊邊長(zhǎng)：900mm；

b：長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)：1350mm；

t：石材厚度：30mm；

γg：石材密度：0.00003N/mm3；

G=1.35abtγg

=1.35×900×1350×30×0.00003

=1476.225N

V=1.5G/n

=1.5×1476.225/4

=553.58N

553.58N≤4000/K=1860.465N

背栓抗剪強(qiáng)度能滿足。

6.2.6 背栓錨固處板材抗拉承載力計(jì)算

校核依據(jù)：

Nmax=βZP×fcu0.5×Hey1.5 4.5.14-1[DB 11/T512-2007]

Nt≤Nmax/K 4.5.14-3[DB 11/T512-2007]

上面兩個(gè)公式中：

Nmax：背栓錨固處板材受拉承載力最大值(N)；

βZP：破壞系數(shù),板材取12.5,有效孔深小于15mm時(shí)乘以0.8淺孔折減。

fcu：石材基材抗壓強(qiáng)度,取110(MPa)；

Hey：背栓的有效錨固深度(mm),可按下面公式取,其中H為背栓錨固深度,查看廠家手冊(cè)得到：

Hey=H-1 4.5.14-2[DB 11/T512-2007]

=15-1=14mm

Nt：背栓錨固處板材受拉承載力設(shè)計(jì)值,取水平荷載作用下單個(gè)背栓所受的拉力設(shè)計(jì)值；

K：背栓承載力系數(shù),取1.8；

Nmax=βZP×fcu0.5×Hey1.5

=10×1100.5×141.5=5493.997N

739.252N≤5493.997/K=3052.221N

背栓錨固處板材抗拉承載力能滿足要求。

6.3 操作要點(diǎn)

6.3.1 金屬骨架施工

(1)測(cè)量放線

根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)軸線和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位,對(duì)照幕墻施工圖將轉(zhuǎn)角位置、軸線位置、變高截面位進(jìn)行復(fù)核檢查,確保放線準(zhǔn)確。測(cè)量時(shí)應(yīng)控制分配測(cè)量誤差,不能使誤差積累。測(cè)量放線應(yīng)在風(fēng)力不大于4級(jí)的情況下進(jìn)行,并要采取避風(fēng)措施。

(2)金屬骨架加工及安裝

1)立柱安裝

①根據(jù)施工放樣圖檢查放線位置,以現(xiàn)場(chǎng)尺寸加工下料。

②立柱以一層樓高設(shè)置一根,接頭應(yīng)有一定空隙,立柱與立柱之間通過(guò)內(nèi)芯連接,連接件與預(yù)埋件采用焊接形式。

③立柱安裝前認(rèn)真核對(duì)立柱的規(guī)格、尺寸、數(shù)量、編號(hào)是否與施工圖紙相一致；施工人員必須進(jìn)行有關(guān)高空作業(yè)的培訓(xùn)并取得上崗證方可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)施工；施工時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)勞動(dòng)、衛(wèi)生法規(guī)和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》JGJ80的有關(guān)規(guī)定,特別要注意在風(fēng)力超過(guò)5級(jí)時(shí),不允許進(jìn)行高空作業(yè)。

2)橫梁安裝

按照設(shè)計(jì)尺寸安裝金屬橫梁,橫梁一定要與豎框垂直。焊接前,應(yīng)對(duì)下方和相鄰的已完工作面進(jìn)行保護(hù)；焊接時(shí)需采用對(duì)稱焊,以減少因焊接產(chǎn)生的變形。焊縫質(zhì)量檢查合格后,對(duì)所有焊點(diǎn)、焊縫去焊渣及刷防銹漆。

(3)避雷：幕墻防雷裝置必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與主體結(jié)構(gòu)防雷裝置進(jìn)行有效連接。

6.3.2 石材板加工、成孔

(1)背栓石材加工要點(diǎn)

a.對(duì)批量生產(chǎn)的同一種石材,經(jīng)認(rèn)真挑選(注意色差),剔除缺棱掉角及有裂紋的石材后按部位順序編號(hào),根據(jù)加工圖在石材邊緣劃線打定眼孔,一般每隔45cm設(shè)一個(gè)孔。

b.石材加工

①石材板成孔工藝：在石材背部距離板邊不大于50mm處采用專用設(shè)備磨削柱狀孔→拓孔→清孔

(注：背栓中心線與石材邊緣的距離不宜大于300mm,也不宜小于50mm;背栓與背栓之間的距離不宜大于600mm)

c.背栓孔加工允許偏差

背栓孔加工允許偏差(mm)

d 石材板的背栓數(shù)量

石材板與背栓的選擇關(guān)系

6.3.3 背栓植入

(1)背栓植入方法

完成磨孔的石材置于專用工作臺(tái)上→復(fù)檢孔徑、孔深、拓底孔徑、錨栓位置→將裝有彈性不銹鋼套筒的錨栓裝入孔中→采用敲擊式將錨栓緊固完成→組件抗拉拔試驗(yàn)

敲擊式：采用專用打入工具推進(jìn)間隔套筒,在推進(jìn)期間迫使擴(kuò)張片張開(kāi),與孔底石材形成接觸點(diǎn),并正好填滿拓孔體積,和石材形成凸形結(jié)合,使應(yīng)力均布,從而完成了無(wú)應(yīng)力的錨固。

(2)背栓施工要求

①背栓直徑允許偏差±0.4mm,長(zhǎng)度允許偏差±1.0mm,直線度公差為1mm；

②背栓的螺桿直徑不小于6.0mm；錨固深度不宜小于石材厚度的1/2,也不宜大于石材厚度的2/3。

6.3.4 石材安裝

(1)多層建筑物石材幕墻安裝：將組裝完成的石板材按照從下到上、從左到右依次進(jìn)行安裝即可。先按幕墻面基準(zhǔn)線仔細(xì)安裝好底層第一皮石材板,且宜先完成窗洞口四周的石材板鑲邊。安裝完每一樓層后,要注意調(diào)整垂直度誤差,不要積累。

(2)高層建筑物石材幕墻安裝：將組裝完成的石板材按照從上到下、從左到右依次進(jìn)行安裝即可。先按幕墻面基準(zhǔn)線仔細(xì)安裝頂層第一皮石材板,且宜先完成窗洞口四周的石材板鑲邊。安裝完每一樓層后,要注意調(diào)整垂直度誤差,不要積累。

(3)節(jié)點(diǎn)示意圖

石材幕墻連接節(jié)點(diǎn)

石材幕墻安裝

6.3.5 石材板拼縫口處理

石材密封膠注膠前必須進(jìn)行相溶性試驗(yàn)和耐污染試驗(yàn),合格后方可使用；石材拼縫口密封處理分為敞縫式和密封式。

1)敞縫式密封處理是采用在石材拼縫內(nèi)側(cè)增加擋水片,防止雨水濺入,能較好地解決擋雨的問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)在于提高外墻飾面的美觀,缺點(diǎn)在于不適合有熱工性能要求的石材幕墻工程,適用范圍受限。

2)密封式處理是對(duì)石材板拼縫進(jìn)行注膠密封。優(yōu)點(diǎn)在于適宜范圍廣,對(duì)有熱工性能要求的建筑有利,缺點(diǎn)在于硅膠易發(fā)黃變質(zhì)、沾塵污染等,影響外墻飾面的美觀。

①為確保粘結(jié)質(zhì)量,注膠前清潔石材板拼縫口表面的灰塵、水、油污等物,并保持石材板拼縫干凈、干燥；

②為確保拼縫注膠質(zhì)量,注膠前用帶有凸頭的刮板填裝泡沫棒,選用的泡沫棒直徑應(yīng)略大于膠縫寬度；

③為保證石材板面的潔凈,注膠前用紙膠帶沿縫隙兩側(cè)進(jìn)行粘貼；

④嵌縫膠選用石材板專用硅酮密封膠,注膠溫度應(yīng)在5～40度范圍內(nèi)進(jìn)行,注膠應(yīng)盡量連續(xù),膠縫均勻、密實(shí)、飽滿,膠體不得產(chǎn)生氣泡。若不慎將膠體沾在墻面上,應(yīng)立即除去,并用清潔劑及時(shí)清除余膠。膠體厚度一般為縫寬的1/2,且不小于4mm,不得大于縫寬,膠體太厚則容易使膠體受力時(shí)被拉斷拉裂,造成密封和防滲漏失效；

⑤打完膠后要在表層固化前用刮板將膠縫刮為凹縫,膠面要光滑、圓潤(rùn),不能有流墜、褶皺現(xiàn)象。膠縫修整完畢后應(yīng)立即將兩側(cè)紙膠帶撕掉,打膠操作業(yè)應(yīng)避開(kāi)陰雨,大風(fēng)天氣；

⑥注膠施工完后,用干凈的棉質(zhì)或脫絨白布倒上溶劑對(duì)膠縫兩側(cè)石材面進(jìn)行清潔,禁止將白布入內(nèi)沾取,溶劑為專用清潔劑或草酸。注意已完工作面的保護(hù)。

6.4 勞動(dòng)力組織

勞動(dòng)力組織表

6 材料與設(shè)備

6.1 材料

(1)石材：石材板彎曲強(qiáng)度值(干燥和水飽和狀態(tài))≥8MPa,體積密度不小于2.56g/cm3；干燥壓縮強(qiáng)度不小于100.0MPa；吸水率應(yīng)小于0.8%；石材板的技術(shù)要求應(yīng)符合《天然花崗巖建筑板材》GB/T 18601-2001。

(2)背栓：宜采用A4不銹鋼(相當(dāng)于S316),含合金鉬,有較高的防銹性能。

(3)連接件：連接件選用不銹鋼制品時(shí),厚度≥3mm；連接件選用鋁合金制品時(shí),厚度≥4mm,根據(jù)具體計(jì)算選用T5或T6材質(zhì)。

(4)密封膠：應(yīng)選用含硅油少的中性硅酮密封材料,避免硅油滲透污染石材表面,避免非中性硅酮密封材料對(duì)石材產(chǎn)生腐蝕。

6.2 機(jī)械設(shè)備

后切背栓石材鉆孔機(jī)、電焊機(jī)、型材切割機(jī)、電錘、扳手、螺絲刀、自制緊固螺帽和注膠槍等。

7 質(zhì)量控制

本工法嚴(yán)格按照《建筑裝飾裝修工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50210-2001、《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 133-2001的要求執(zhí)行。

7.1 立柱和橫梁安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

允許偏差表

7.2 表面質(zhì)量

金屬板和石材每平米表面質(zhì)量

7.3 安裝質(zhì)量

允許偏差

8 應(yīng)用實(shí)例

8.1 工程概況

新建南昌鐵路調(diào)度所工程設(shè)在南昌鐵路局大院內(nèi)靠近二七南路一側(cè)的既有用地,總用地面積為7047m2,該工程北鄰南昌鐵路局、南靠6層居民樓、西面為鐵路第三幼兒園、東面為二七南路。建筑層數(shù)為9層,建筑高度49.9m,幕墻干掛高度54.3m,外墻采用石材干掛、玻璃幕墻與金屬鋁板相結(jié)合的方式,其中南北兩側(cè)山墻、東西兩側(cè)窗間柱以及屋面以上女兒墻采用石材干掛,石材干掛面積約9093m2。

8.2 工藝選擇

8.2.1 總述

為了保證能夠正常施工,縮短工期,避免揚(yáng)塵和噪聲對(duì)周邊居民、學(xué)校和路局機(jī)關(guān)造成干擾,且確保石材連接質(zhì)量,避免高空墜落傷人,石材幕墻采用背栓連接的施工工藝,安裝過(guò)程中不需在施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔,無(wú)噪聲污染,無(wú)揚(yáng)塵,無(wú)居民投訴現(xiàn)象。

8.2.2 工藝對(duì)比

外幕墻石材安裝采用背栓連接施工工藝,成功縮短工期33天,保證了年底節(jié)點(diǎn)目標(biāo)工期的完成,贏得了業(yè)主的一致好評(píng)。

本次幕墻施工,工期節(jié)省體現(xiàn)在石材安裝階段(石材開(kāi)孔在工廠進(jìn)行),故：

對(duì)于背栓式連接：

本次施工期間,共啟用吊籃10臺(tái),每臺(tái)吊籃配備2名工人,每?jī)擅と藶橐唤M,每天每組可以完成工作量為:10*0.8*1.2=9.6m2,則需要t1=6300/19.2=32.8天。

對(duì)于插銷式和開(kāi)槽式：

本次施工期間,共啟用吊籃10臺(tái),每臺(tái)吊籃配備2名工人,每?jī)擅と藶橐唤M,每天每組可以完成工作量為:20*0.8*1.2=19.2m2,則需要t1=6300/9.6=65.6天。

則采用背栓式連接可節(jié)約天數(shù)：65.6-32.8=32.8天。

9 效益分析

9.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

石材幕墻安裝使用背栓連接施工工藝,在提高施工質(zhì)量、噪聲防治、避免揚(yáng)塵和加快施工進(jìn)度等方面取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

9.1.1 節(jié)約勞動(dòng)力

幕墻干掛采用背栓連接施工工藝,每500m2幕墻工程,勞動(dòng)力組織為龍骨施工6人,石材飾面板加工(背栓植入、連接件連接等,)2人(工廠開(kāi)孔,不計(jì)入),石材飾面板安裝、調(diào)平4人,拼縫注膠1人。采用插銷和開(kāi)槽式連接施工工藝,每500m2幕墻工程,勞動(dòng)力組織為龍骨施工6人,石材飾面板加工(石材開(kāi)孔、背栓植入等)4人,石材飾面板安裝、調(diào)平4人,拼縫注膠1人。

由上可知,每500m2干掛石材可節(jié)省石材開(kāi)孔2人,本工程總計(jì)9093m2,施工現(xiàn)場(chǎng)共可節(jié)約36人。

9.1.2 加快施工進(jìn)度

采用背栓連接施工工藝,石材開(kāi)孔可在可以極大提高施工速率。

采用背栓連接的方式安裝石材,兩個(gè)有豐富經(jīng)驗(yàn)的工人一天可安裝15-20塊(1.2m*0.8m)。

采用開(kāi)槽式與插銷式連接的方式安裝石材,兩個(gè)有豐富經(jīng)驗(yàn)的工人一天僅能安裝8-10塊(1.2m*0.8m)。

采用背栓式連接的安裝方式,石材在工廠統(tǒng)一開(kāi)孔后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),可直接進(jìn)行安裝；而插銷式和開(kāi)槽式必須在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)洞(開(kāi)槽)后方可進(jìn)行安裝。

由上可知,石材安裝使用背栓連接的施工方式,效率是插銷式和開(kāi)槽式的2倍。

9.1.3 安全性能高

每塊石板材獨(dú)立安裝、獨(dú)立更換,作為獨(dú)立單元受力,能排除硬性接觸帶來(lái)荷載反應(yīng),具有更好的安全性能及抗風(fēng)壓、抗震動(dòng)和降低熱脹冷縮效應(yīng)等性能,使用壽命更高,維修更換方便。

振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)表明：當(dāng)臺(tái)面輸入地震加速度相當(dāng)于烈度10度時(shí),開(kāi)槽式連接產(chǎn)生破壞,而此時(shí)背栓式連接保持完整。板邊開(kāi)槽后,槽口兩邊石材剩余厚度小,地震下容易破損。(摘自建筑傳媒通*石材幕墻連接方式)

9.2 社會(huì)效益分析

背栓式連接石材幕墻,不需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行石材背栓開(kāi)孔,有效的避免了揚(yáng)塵和噪聲對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染,性能符合綠色施工和可持續(xù)發(fā)展的要求且施工工藝簡(jiǎn)單,有利于持續(xù)流水施工,不需間斷,另外通過(guò)背栓連接施工工藝的成功運(yùn)用,可大大縮短了工期,贏得各方好評(píng)。

[1]《建筑施工手冊(cè)》(第五版)編委會(huì).《建筑施工手冊(cè)》(第五版).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2013∶586-591.