《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》是內蒙古興泰建築有限責任公司完成的建築類施工工法，完成人是趙剛、高培義、王瑞林、井謝謝、王峰，適用於各種大型公共場館和工業建築的外掛石板材施工中，並可以直接做平面、曲面等各種藝術造型；及室內吊頂飾面和內牆面有特殊要求的裝飾面層施工。
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》主要的工法特點是：板材具有最大的互換性；維修拆換方便，施工及使用過程中可以根據需要任意更換板塊。不受季節溫度影響，做到真正的零污染，環保綠色施工。
2011年9月，《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法
- 工法編號：GJEJGF117-2010
- 完成單位：內蒙古興泰建築有限責任公司
- 主要完成人：趙剛、高培義、王瑞林、井謝謝、王峰
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
鄂爾多斯市東勝全民健身活動中心體育場（以下簡稱東勝體育場）是中國較大的綜合體育場，為了突出節能環保、外裝飾新穎美觀的特點，設計將外側傾曲面全部採用人造石材掛板，外牆人造石材掛板為多塊不規則板塊、不規則條紋花式和若干個不規則孔洞組成。外牆人造石材掛板面向外傾斜62度，圍繞橢圓形體育場排列一圈，形似蒙古族帽子，使東勝體育場更具民族特色。
外傾62度且呈橢圓形是工程的重點和難點。經反覆研究試驗，採取利用空間定位和地面定位相結合，加密測量點控制外傾62度的橢圓形。縮短運輸安裝位置，使吊點距安裝點最近。配合人工安裝的電動吊籃，隨垂直運輸高度設定，機動靈活。解決了外傾、曲面外掛石掛板的運輸安裝問題。
該施工工藝在鄂爾多斯市東勝全民健身活動中心體育場、鄂爾多斯市國賓館、鄂爾多斯市一中體育館工程中成功套用，總結成《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》供參考運用。
工法特點
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的工法特點是：
1、外牆人造石材異型板比天然板材面積大（人造異型板最大板塊面積在4平方米左右），外傾角度控制用空間定位和地面定位相結合以及採取加密測量控制點的方法來實現。
2、安裝時不用固化劑、膠粘劑，只用螺栓固定，做到真正的零污染，環保綠色施工。
3、再造石材板塊具有單元板塊室外自由拆換的功能。施工方便快捷，小單元可以根據工地情況自由安裝任意一塊板材，沒有施工方向的限制，而且板材具有最大的互換性；維修拆換方便，施工及使用過程中可以根據需要任意更換板塊。
4、鋼桁架安裝採用預留埋件，使安裝龍骨變得更加簡單安全，設定電動吊藍安裝板材，縮短運輸距離。
5、外飾面可根據建築師的想法意圖，塑造各種外型，可任意選擇凹槽和折線變化或各種曲線造型。
6、板與板之間採用相互咬合的搭接方法，可起到有效的防水作用。
7、外掛石掛板安裝不受季節溫度影響，可在冬期施工，可以縮短工期。
操作原理
適用範圍
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》適用於：
1、各種大型公共場館和工業建築的外掛石板材施工中。
2、適用於鋼筋混凝土、磚牆等各種結構牆體做花崗石板、大理石板、木紋板等飾面板的各種效果的裝飾板施工。並可以直接做平面、曲面等各種藝術造型。
3、適用於室內吊頂飾面和內牆面有特殊要求的裝飾面層施工。
工藝原理
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的工藝原理敘述如下：
1、人造石板材加工時可按設計要求，加工成有條紋等形狀多樣的塊材，還可在加工時在其裡面放置埋件，以方便以後安裝時使用。
2、人造石板材背部鋼框架根據石板材形狀焊接。板塊背部的固定點既滿足施工安裝的要求，同時也能保證立面、傾斜面及吊頂的安全要求。
3、外傾曲面人造石掛板的曲面和外傾角度控制採用空間定位和地面控制相結合；加密控制點，利用鋼骨架作為外傾角和橢圓的控制點等方法，保證外形線型流暢、順滑，傾角達到設計要求。
4、外掛石安裝使用靈活、可移動的小卷揚機，配合導向輪，人工就位調整採用可移動的電動吊籃。解決了外傾角度與垂直運輸的間距和人工就位安裝難靠近的難度。
施工工藝
- 工藝流程
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的施工工藝流程如圖1：
圖1
- 操作要點
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的操作要點如下：
1、施工準備結構完成後根據原有設計圖的位置找出埋件並將埋件上砂漿混凝土清理乾淨，如個別埋件位移較多或漏埋應單獨進行處理。
2、石材分格及龍骨安裝深化設計依據設計圖對外牆乾掛石材的要求，組織幕牆單位的深化設計人員，根據圖紙要求設計主、次龍骨的安裝節點；圖紙深化設計完成後報設計院審批。
3、石材加工製作根據工程特點、石材的幾何形狀和洞口情況由設計人員繪製板塊大樣圖，並根據板塊的面積、重量考慮整體及局部的強度和安裝吊掛點的設定。經過計算安裝吊掛點的鋼筋和板塊的次龍骨。板塊加工前將次龍骨和鋼筋焊接成骨架，放在人造石的基層上，在鋼筋部位做加強層，表面再噴面層的碎石顆粒，達到設計厚度。人工養護達到強度處理表面的凹凸面。人造石外牆採用鍍鋅方鋼管鋼桁架為豎向受力骨架，外側鍍鋅角鋼為次龍骨。外掛石材受力骨架及次龍骨的連線依據《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205—2001的相關要求進行施工及檢查驗收。
4、龍骨加工製作人造石外傾橢圓形外牆乾掛石材的受力桁架採用鍍鋅方鋼管焊接面層。每個受力桁架由豎向等高的2根方管和寬度等寬間距1米的短方管焊接。外掛石受力桁架的焊接質量依據《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205—2001的相關內容檢查。必須符合《金屬與石材幕牆工程技術規範》JGJ 133—2001的要求。
5、測量放線根據圖紙設計要求的位置厚度和施工結構時的控制線，在沿外牆外側彈出豎向主龍骨的外邊線和分格線。根據圖紙設計要求的位置厚度和施工結構時的控制線，在沿外牆體外側作出豎向受力骨架的外邊線和分格線。把鍍鋅方鋼管骨架焊接在預埋板表面，在上環梁埋件處斷開加設套管。在橢圓長軸方向將放線的控制點間距增加1倍，並用全站儀測出弧線的位置。確保橢圓的線型。
6、龍骨安裝根據50水平線，在距地面500毫米高焊接第一道水平龍骨（橫向龍骨），作為水平分格的基準線（龍骨體系應滿足《金屬與石材幕牆工程技術規範》JGJ 133—2001）。當龍骨全部安裝完成後，根據人造板形狀在龍骨上安裝人造石用鍍鋅角鋼橢圓的長軸方向安裝受力鋼桁架時必須依據弧線位置精確安裝，確保外掛石的線型順滑平整。
7、防腐施工、石材安裝準備焊接完成後，在所有焊接部位塗刷遍防鏽漆，表面刷一道銀粉清漆。外掛人造石安裝前，需在安裝部位的下方用後置膨脹螺栓將吊運人造石板塊的卷揚機四角固定，並在地面和外牆受力豎向骨架上安裝導向輪。卷揚機和導向輪作為吊籃的水平動力機械，電動吊籃、卷揚機是石材及主龍骨安裝的主要機械設備。
8、石材安裝及保溫施工外掛石材安裝前，準備好吊籃、小型卷揚機和電動葫蘆，將石材運至作業面。吊籃用鋼筋圓環固定在安裝部位的豎向方鋼管桁架上，吊籃內的人員手扶石材板塊入位，將螺栓孔對準穿入螺栓臨時固定，將板之間的預留縫隙寬度和板塊之間的平整度調到合格後，用扳手將螺栓緊固。洞口板塊隨牆面板塊一同安裝。人造石材板的安裝不受區域的限制，但應先核對板塊的排列序號，檢查花紋的方向，確定符合設計要求。石材板塊採用螺栓固定的方式，把板塊背面的次龍骨通過連線件與主龍骨用螺栓固定，螺栓固定孔要留有調節偏差的餘量。安裝時通過調節螺栓的高低和進出，使人造石板塊的拼縫寬度和表面平整度都達到設計要求和質量驗收規範要求的偏差。板塊之間採用相互咬合的搭接方法，可以起到有效的防水作用。外掛石全部安裝完經驗收合格後，開始保溫層施工，保溫層由上至下依次施工，保溫板要緊密排列，個別突出部位根據孔洞形狀切割，並將邊角處填塞密實。
9、細部處理、檢查驗收外掛石安裝完成後，對個別破損處進行修補調換，對於板面不平、錯縫等部位，調整固定螺栓，使其達到完美效果。縫隙偏小採用切縫處理，縫隙過大的採用補縫處理。局部污染的牆面先用清洗液清洗後刷同配比、同顏色的原漿方式，達到顏色一致。
材料設備
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》所用的材料及設備明細如下：
人造石板材幹掛所用的石材、龍骨架材料連線材料、填充材料、密封材料、石材護理材料應符合現行行業標準《金屬與石材幕牆工程技術規範》JGJ 133—2001和相關國家標準、規範規程的要求。
- 材料
1）石材
石材的外觀應邊緣齊整，不應有缺棱掉角的地方，尺寸允許偏差及物理力學性能應符合《玻璃纖維增強水泥外牆板》JC/T 1057—2007的規定，並有出廠合格證和檢驗報告。
2）鋼材的技術要求應符合現行國家標準的規定。
型材性能應符合《碳素結構鋼》HG/T 700—006的規定，並做熱鍍鋅防腐處理，且符合《平磨儀技術條件》HG/T 3239—2009的規定。
- 主要設備
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的主要設備見表1。
序號 | 設備名稱 | 規格、型號 | 備註 |
1 | 電動吊籃 | 國產 | 安裝板材使用 |
2 | 電動葫蘆 | 國產 | 提升板材使用 |
3 | 手動葫蘆 | 國產 | / |
4 | 倒鏈 | 國產 | / |
5 | 電焊機 | 國產 | / |
6 | 砂輪切割機 | J3G2-400 | / |
7 | 鑽攻兩用機 | ZS4112B | / |
8 | 台鑽 | Z51213 | / |
9 | 經緯儀 | J6 | / |
10 | 水準儀 | 天寶DINI | / |
註：主要設備和機具採購時要符合安全使用要求，計量設備使用時要在計量檢定有效周期內。 | |||
質量控制
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的質量控制要求如下：
1、該橢圓異形外掛人造石板施工質量驗收應符合《金屬與石材幕牆工程技術規範》JGJ 133—2001、《建築工程施工質量驗收統一標準》GB 50300—2001、《建築裝飾裝修工程質量驗收規範》GB 50210—2001等國家相關規範、規程的要求。
2、質量控制
石材進場後應進行外觀檢查。檢查幾何尺寸、連線件的數量位置、企口的寬度、外包裝的包裹稜角、石材表面的裂痕、劃傷、運輸裝卸的擦傷等。見表2、表3。
序號 | 項目 | 允許偏差（毫米） | 檢驗方法 |
1 | 石材的長寬 | ±2.0 | 尺量 |
2 | 對角線 | ±3.0 | 尺量 |
3 | 平整度 | ±1.5 | 塞尺、水平尺 |
4 | 相鄰板角錯位 | 1 | 鋼直尺 |
5 | 接縫寬度 | ±3 | 尺量檢查 |
6 | 裂縫、明顯劃痕、污染 | 不允許 | 外觀檢查 |
7 | 表面平整度 | 2.5 | 用2米靠尺和塞尺 |
序號 | 項目 | 質量要求 | 檢驗方法 |
1 | 裂痕，明顯劃傷長度 | 不允許出現 | 用眼觀察 |
2 | 長度≤100毫米的輕微劃傷 | ≤2條 | 鋼尺檢查、用眼觀察 |
3 | 擦傷總面積 | ≤500平方毫米 | 鋼尺檢查 |
3、石材幕牆焊接質量驗收（表4）
項目 | 允許偏差 | ||
缺陷類型 | 二級 | 三級 | |
未焊滿（不足設計要求） | ≤0.2+0.02t且≤1.0 | ≤0.2+0.04t且≤2.0 | |
每100.0焊縫內缺陷總長≤25.0 | |||
根部收縮 | ≤0.2+0.21且≤1.0 | ≤0.2+0.04t且≤2.0 | |
長度不限 | |||
咬邊 | ≤0.05t且≤0.5t連續長度≤100.0且焊縫兩側咬邊總長≤10%焊縫全長 | ≤0.1t且≤1.0，長度不限 | |
弧坑裂紋 | 允許存在個別長度≤0.5弧坑裂紋 | ||
電弧擦傷 | 允許存在個別電弧擦傷 | ||
接頭不良 | 缺☐深度0.05t且≤0.5 | 缺☐深度0.1t且≤1.0 | |
每100.0不應超過1處 | |||
表面夾雜 | 深≤0.2t，長≤0.5t且≤20.0 | ||
表面氣孔 | 每50.0焊縫長度內允許直徑≤0.4t，且≤3.0的氣泡2個，孔距≥6直徑 | ||
對接焊縫錯邊d。 | d<0.15t且≤2.0 | d<0.15t且≤3.0 | |
註：表內t為連線處較薄的板厚。 | |||
飾面石板與龍骨體系安裝質量應符合《金屬與石材幕牆工程技術規範》JGJ 13—2001的規定。
4、幕牆工程驗收應符合下列規定：
1）石材幕牆的金屬框架豎龍骨與主體結構預埋件的連線、豎龍骨與橫龍骨的連線、連線件與金屬框架的連線、連線件與石材面板的連線必須符合設計要求，安裝必須牢固。
2）金屬框架和連線件的防腐處理應符合設計要求。
3）石材幕牆的防雷裝置必須與主體結構防雷裝置可靠連線。
4）石材幕牆的防火、保溫、防潮材料的設定應符合設計要求。並應填充密實、均勻、厚度一致。
5）石材幕牆表面應平整、潔淨、無污染、缺損和裂痕。顏色和花紋協調一致，無明顯色差，無明顯修理痕跡。
6）石材幕牆上的滴水線、流水坡向應正確、順直。
7）有節能設計的幕牆工程，應符合節能設計的要求。
5、石材幕牆安裝的允許偏差和檢驗方法應符合表5的規定。
序號 | 項目 | 允許偏差（毫米） | 檢驗方法 |
1 | 石材幕牆上沿水平度 | 2 | 用1米水平尺和塞尺檢查 |
2 | 石材幕牆表面平整度 | 2 | 用2米靠尺和塞尺檢查 |
3 | 相鄰石材板角錯位 | 2 | 用鋼尺檢查 |
4 | 接縫高低差 | 1 | 深度尺檢查 |
5 | 接縫寬度 | 2 | 卡尺檢查 |
安全措施
採用《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1、石材幕牆安裝施工的安全措施應符合《建築施工高處作業安全技術規範》JGJ 80—91、《施工現場臨時用電驗收規範》JGJ 46—2005、《建築施工安全檢查標準》JGJ 59—99、《建設安裝工人安全技術操作規程》等有關規定。
2、由專職安全員對施工現場所有安裝幕牆人員進行入場教育，落實各級人員的崗位責任制。
3、凡進入施工現場的所有人員必須佩戴安全帽，進行高空作業必須掛好安全帶，電氣焊人員及電動工具操作人員必須穿戴好勞保用品。特種作業人員必須持有上崗證。
4、電動吊籃安裝完成後必須經過驗收、調試合格後才允許使用。電動吊籃必須每日檢查其運轉情況。
環保措施
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的環保措施如下：
1、安裝前將拆掉的外包裝集中堆放、清運出場，不得隨便亂扔。施工過程中的廢料集中收集、堆放、回收、再利用。
2、加強對職工的環保教育，組織職工學習環保知識，增強環保意識。強化環保管理，制定環保措施，進行定期和不定期的環保檢查評比，實施環保獎懲制度。
3、每天派專人清理現場的雜物和垃圾，現場使用的油漆桶集中存放、集中處理，稀料回收再利用，不得隨便潑灑。
效益分析
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的效益分析是：
1、外掛人造石材單塊面積大、安裝速度快，縮短安裝工期節約了13%以上的安裝費用。
2、外掛石採用的原料為石材加工的廢料，大大地節約了石礦開採機械設備成本，達到了廢物利用，變廢為寶的目的。
3、安裝簡單方便，不受順序和區域的限制，且環保、無污染。
4、人造石材價格較天然石材要低，節約成本，且強度高，質地緊密，安全係數高。
5、裝飾效果好，能滿足設計對飾面石材整體效果的要求。
6、可塑性強，藝術質感好，主體造型豐富，可根據工程的建築風格設計出任意的外觀效果。
套用實例
《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》的套用實例如下：
1、鄂爾多斯市國賓館開工日期為2008年12月，竣工日期為2009年6月，其中外牆乾掛人造石材幕牆為20000平方米，採用了這種先進的乾掛技術，工程質量合格率均達到了100%。
2、鄂爾多斯市市一中體育館開工日期為2009年8月，竣工日期為2010年8月，約12000平方米的石材外牆，採用了這種先進的乾掛技術，工程質量合格率均達到了100%。
3、鄂爾多斯市東勝全民健身活動中心體育場開工日期為2009年3月，竣工日期為2011年8月，建築面積100451平方米，人造石材幕牆乾掛工程質量合格率均達到了100%。
榮譽表彰
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009—2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《橢圓外傾建築異型外掛人造石板材施工工法》被評定為2009—2010年度國家二級工法。
