開(kāi)放式浮雕GRC 板綜合技術(shù)應(yīng)用

趙 越 魏玉行 魏 偉 曹 燦 中建八局第二建設(shè)有限公司

1 工程概況

背景工程位于安徽省阜陽(yáng)市城南新區(qū)，八里松路北側(cè)，府前路南側(cè)。總建筑面積約8.9萬(wàn)平方米，其中圖書(shū)館建筑面積約3.5萬(wàn)平方米，地上為2.7萬(wàn)平方米，地下為0.8萬(wàn)平方米；博物館建筑面積約3.9萬(wàn)平方米，地上為3.0萬(wàn)平方米，地下為0.9萬(wàn)平方米；市民廣場(chǎng)地下綜合工程地下室建筑面積約1.5萬(wàn)平方米。圖書(shū)館主體地上5層，地下1層，建筑高度23.75m；博物館主體地上4層，地下1層，建筑高度23.8m；本工程圖書(shū)館功能分配包含但不限于藏書(shū)區(qū)、閱覽區(qū)、公共服務(wù)區(qū)、業(yè)務(wù)辦公區(qū)，博物館功能分配包含但不限于藏品區(qū)、展示區(qū)、公共服務(wù)區(qū)、業(yè)務(wù)辦公區(qū)，市民廣場(chǎng)地下綜合工程，平時(shí)作為地下車(chē)庫(kù)，戰(zhàn)時(shí)為二等人員掩蔽部、物資庫(kù)等功能的人防地下室。建筑效果圖見(jiàn)圖1。

圖1 博物館外立面效果圖

2 施工重、難點(diǎn)

博物館開(kāi)放式浮雕GRC板幕墻的施工，由于施工周期短，整個(gè)外立面設(shè)計(jì)當(dāng)中，圖案和文字造型效果，跨越數(shù)十塊板，其中圖案的連續(xù)性、對(duì)接順暢性是本項(xiàng)目的技術(shù)難題。對(duì)圖紙深化和制作劃分板塊，模具及產(chǎn)品的制作提出嚴(yán)格的要求，安裝節(jié)點(diǎn)的特殊性對(duì)單元板塊的尺寸精度要求更為嚴(yán)格，整體施工存在如下難點(diǎn)。

（1）鋸齒型浮雕GRC板加工難。本項(xiàng)目整個(gè)外立面的在效果設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要體現(xiàn)在圖案和文字的造型效果，跨越幾十塊板，尺幅之大。其中對(duì)圖案、文字和板塊鋸齒型的連續(xù)性、對(duì)接順暢性要求極高是本項(xiàng)目的技術(shù)難題[1-4]。

（2）鋸齒型浮雕GRC板安裝精度高。單塊GRC板塊含背附鋼架重達(dá)300KG，普通人力無(wú)法安裝。因隔震要求的特殊設(shè)計(jì)，上下兩塊GRC幕墻板塊共用掛件的特殊安裝節(jié)點(diǎn)，GRC板塊必須從下至上依次安裝，對(duì)單元板塊的安裝精度要求更為嚴(yán)格。

（3）鋸齒型浮雕GRC板運(yùn)輸難。建筑四周場(chǎng)地?zé)o法硬化的特殊性，GRC板塊數(shù)量多，編號(hào)多、工期緊，運(yùn)輸任務(wù)重，施工壓力大。

（4）鋸齒型浮雕GRC板豎向板塊縫采用明縫效果不做打膠處理，后期有滲水隱患。

3 材料加工、節(jié)點(diǎn)深化

3.1 外立面CAD圖紙深化

主要解決圖案造型的分布。準(zhǔn)確編碼：為保證生產(chǎn)圖紙、板塊生產(chǎn)、板塊安裝提供準(zhǔn)確的定位依據(jù)。編碼：要求統(tǒng)一編碼、準(zhǔn)確無(wú)誤、獨(dú)一無(wú)二。建筑CAD深化圖見(jiàn)圖2。

圖2 博物館北立面CAD深化圖

3.2 運(yùn)用BIM技術(shù)模擬建筑外立面的三維模型

圖3 博物館外立面BIM三維模型圖

（1）完善設(shè)計(jì)構(gòu)思設(shè)計(jì)想法和理念，使設(shè)計(jì)師們更接近設(shè)計(jì)想法的實(shí)際，使空間想象轉(zhuǎn)化為實(shí)體。推敲和解決建筑出現(xiàn)的造型、結(jié)構(gòu)、體量、色彩、肌理、采光等問(wèn)題。

（2）指導(dǎo)實(shí)際施工，在實(shí)際的建筑與環(huán)境施工中，建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在平面圖和立面圖中都難以表達(dá)出來(lái)，或者施工人員無(wú)法正確理解，造成施工上的難度。為了使施工人員能夠正確理解設(shè)計(jì)師的意圖，保證施工，往往采用模型來(lái)展示建筑較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)部位。項(xiàng)目外立面BIM模型的建立，還為板塊劃分、板塊生產(chǎn)及后期安裝提供準(zhǔn)確直觀的指導(dǎo)。

（3）BIM模型使空間想象轉(zhuǎn)化為實(shí)體，針對(duì)生產(chǎn)及安裝過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題就有高度的靈活性及可視性，可隨時(shí)調(diào)整出現(xiàn)的問(wèn)題，指導(dǎo)生產(chǎn)施工。

3.3 板塊劃分、準(zhǔn)確編碼及數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)

表1 GRC板塊數(shù)量分析表

GRC板塊數(shù)量分析見(jiàn)（表1）統(tǒng)計(jì)鋸齒型板占63%，圖案鋸齒型板占37%。

鋸齒型平板占53%，鋸齒型折板占10%，圖案鋸齒型平板占32%，圖案鋸齒型折板占5%。

3.4 鋸齒型GRC面板掛件的深化

圖4 GRC掛件深化三維模型

3.5 鋸齒型GRC面板模具的選用

鋸齒型GRC板模具的選型對(duì)比見(jiàn)（表2）。

圖5 玻璃鋼模具（FRP）VS聚苯板模具（XPS）

3.6 板縫的計(jì)算依據(jù)、板面允許偏差

依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 423—2018《玻璃纖維增強(qiáng)水泥GRC建筑應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)GRC板接縫寬度Wb計(jì)算：

式中：

A——GRC板在溫度或濕度作用下產(chǎn)生的最大變形量（mm）；

εT——GRC板膨脹系數(shù)；

Δt——該地區(qū)最大溫差，取Δt=50℃；γ——GRC板長(zhǎng)度（mm）；

εM——GRC板干濕變形，取εM=0.0015；

α——GRC板安裝時(shí)尚未完成的干濕變形，取α=50%；

δ——指定密封膠的位移能力（%）；

B——GRC板的制造誤差，取B=0.7mm（板的偏差不大于0.7mm）；

C——考慮地震作用等影響的預(yù)留量，取C=2mm；

結(jié)論：實(shí)現(xiàn)GRC板接縫寬度8mm，須保證板塊尺寸偏差不大于0.7mm；實(shí)現(xiàn)GRC板接縫寬度10mm，須保證板塊尺寸偏差不大于2.7mm。

4 總體施工流程設(shè)計(jì)

鋸齒型浮雕GRC板的施工設(shè)計(jì)需要考慮四個(gè)方面的問(wèn)題：（1）圖案和文字的立面造型效果，跨越幾十塊板，如何能確保圖案、文字和板塊鋸齒型的連續(xù)性、對(duì)接順暢性。（2）鋸齒型浮雕GRC板安裝精度高。單塊GRC板塊含背附鋼架重達(dá)300KG，普通人力無(wú)法安裝，特殊安裝節(jié)點(diǎn)，對(duì)單元板塊的安裝精度要求更為嚴(yán)格。（3）鋸齒型浮雕GRC板運(yùn)輸難。建筑四周場(chǎng)地?zé)o法硬化的特殊性，GRC板塊數(shù)量多，編號(hào)多、工期緊，運(yùn)輸任務(wù)重，施工壓力大。（4）鋸齒型浮雕GRC板豎向板塊縫采用明縫按裝膠條效果不做打膠處理，后期有滲水隱患。

GRC板塊的圖案、文字和板塊鋸齒型的連續(xù)性、對(duì)接順暢性必須從源頭抓起，由項(xiàng)目部對(duì)加工廠負(fù)責(zé)人員進(jìn)行技術(shù)交底，充分理解設(shè)計(jì)意圖，嚴(yán)格遵守圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，掌握和了解圖紙中的細(xì)節(jié)，先進(jìn)行1：1的樣板施工，充分了解GRC加工材料的特性，最大限度的控制板材的加工誤差[5-8]。

施工現(xiàn)場(chǎng)再把控好測(cè)量放線這關(guān)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，從開(kāi)始就對(duì)其誤差進(jìn)行調(diào)整以便做到安裝施工正確無(wú)誤，垂直方向用鋼絲繩每10m一道控制線（4塊GRC板），水平方向用鋼絲繩每7.2m一道控制線（6塊GRC板）。把板塊及安裝誤差調(diào)節(jié)在水平與垂直控制網(wǎng)格內(nèi)，誤差不得有積累誤差，其中心偏差[10mm，標(biāo)高偏差[20mm。放線測(cè)量時(shí)風(fēng)力不大于3級(jí)。執(zhí)行三檢（加工廠自檢、項(xiàng)目部檢測(cè)、安裝班組檢查）對(duì)到工地現(xiàn)場(chǎng)的GRC產(chǎn)品的檢查。其垂直度[3mm，平面度用2m靠尺測(cè)量[2.5mm，并符合設(shè)計(jì)要求，相鄰兩塊板材高低差[3mm。對(duì)不合格的材料進(jìn)行報(bào)廢處理，GRC板塊允許誤差范圍見(jiàn)（表3）。

表3 GRC板塊允許誤差范圍

針對(duì)項(xiàng)目施工條件劃分為兩個(gè)施工段，依據(jù)工期要求A、B兩區(qū)同時(shí)進(jìn)行施工，根據(jù)GRC板塊的劃分安裝后置埋板，通過(guò)轉(zhuǎn)接件與龍骨栓接，采用定尺龍骨經(jīng)濟(jì)效益高，還能做到綠色施工。在連接件三維空間定位準(zhǔn)確后要進(jìn)行連接件的臨時(shí)固定即點(diǎn)焊。點(diǎn)焊時(shí)每個(gè)焊接面點(diǎn)2點(diǎn)～3點(diǎn)，要保證連接件不會(huì)脫落。協(xié)調(diào)施工同時(shí)兩人都要做好各種防護(hù)，點(diǎn)焊人員必須是有焊工技術(shù)操作證，以保證點(diǎn)焊的質(zhì)量。對(duì)初步固定的連接件按層次逐個(gè)檢查施工質(zhì)量，主要檢查三維空間誤差，一定要將誤差控制在誤差范圍內(nèi)。三維空間誤差工地施工控制范圍為垂直誤差小于2mm，水平誤差小于2mm,進(jìn)深誤差小于3mm。質(zhì)量人員要對(duì)其進(jìn)行逐個(gè)檢查驗(yàn)收并記錄，對(duì)不合格處進(jìn)行返工改進(jìn)。驗(yàn)收合格后對(duì)焊接破壞的位置做防腐處理。

本項(xiàng)目GRC掛板造型特殊，板塊圖案樣式繁多，需要字體拼接，施工系統(tǒng)較為復(fù)雜，工序較多，施工控制節(jié)點(diǎn)較多，要求在下單時(shí)必須對(duì)所有產(chǎn)品進(jìn)行整理分類(lèi)并明確產(chǎn)品編號(hào)，確保加工的產(chǎn)品數(shù)量、規(guī)格、編號(hào)及質(zhì)量滿足要求。GRC掛板每件板件均用一個(gè)獨(dú)立號(hào)碼，可根據(jù)其號(hào)碼追索生產(chǎn)紀(jì)錄。GRC掛板板塊具有精細(xì)的板塊編號(hào)圖紙，方便生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等一系列流程，板塊劃分編碼識(shí)別清晰。

將運(yùn)至工地的GRC掛板按編號(hào)分類(lèi)，檢查尺寸是否準(zhǔn)確，有無(wú)破損，按施工要求分區(qū)域?qū)RC掛板運(yùn)至施工面附近，在運(yùn)輸過(guò)程中要有安全防護(hù)措施，擺放時(shí)要擺放平整。考慮到施工的經(jīng)濟(jì)性最后選用卷?yè)P(yáng)機(jī)吊裝GRC掛板配合施工吊籃安裝作業(yè)，GRC掛板安裝，首先安裝第一塊產(chǎn)品，當(dāng)?shù)谝粔K產(chǎn)品就位以后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、校對(duì)，檢查其中心線、水平線、平整度、垂直度、角度等。確定無(wú)誤后，進(jìn)行固定，并進(jìn)行第二塊產(chǎn)品的安裝。安裝完每一件材料后都要及時(shí)檢驗(yàn)、調(diào)整，以避免積累誤差。GRC掛板預(yù)留安裝點(diǎn)位置應(yīng)準(zhǔn)確，連接件位置準(zhǔn)確，并可以調(diào)整,用安裝角碼將GRC掛板角鐵連接。

當(dāng)產(chǎn)品安裝完后，對(duì)整體GRC掛板的檢查。檢查合格后在縫隙處理時(shí)必須用專(zhuān)用GRC產(chǎn)品膠處理，補(bǔ)縫應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求，補(bǔ)膠漿時(shí)不得在陰雨天氣下進(jìn)行。

采用特殊的膠條安裝方式,與以往塊狀板材直接注入硅酮密封膠或直接塞入三元乙丙膠條不同。所述第一塊塊狀板材與第二塊塊狀板材平行并列設(shè)置一道寬度8mm～15mm的縫隙。縫隙由內(nèi)到外依次安裝鋁合金膠條固定件、三元乙丙發(fā)泡膠條，保證縫隙良好的密封效果，也達(dá)到了防水效果，功能性與美觀性并存（圖6）。

圖6 防水膠條安裝節(jié)點(diǎn)

5 結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，隨著各地文化場(chǎng)館的大量建設(shè)，設(shè)計(jì)師對(duì)建筑外觀造型的要求越來(lái)越高，建筑幕墻越來(lái)越復(fù)雜，給幕墻施工技術(shù)增加了難度，帶來(lái)了挑戰(zhàn)。通過(guò)這次的施工實(shí)踐運(yùn)用，總結(jié)出一套較完整的鋸齒型浮雕GRC板幕墻加工、施工體系，取得了較為滿意的施工效果，并且在施工穿插流水化作業(yè)提供了參考，短時(shí)間內(nèi)多專(zhuān)業(yè)協(xié)同施工，加強(qiáng)了幕墻深化設(shè)計(jì)管理和下料質(zhì)量的控制是保證幕墻施工質(zhì)量的關(guān)鍵，對(duì)于外立面大面積采用GRC浮雕幕墻施工，有比較好的借鑒意義。