GRC 立體多棱邊曲面幕墻裁切及防水一體化施工技術

文／王文靈 廣州協安建設工程有限公司 廣東廣州 510000

引言：

隨著社會發展，我國擁有越來越多具有獨特造型美感的結構建筑。GRC 外墻規格尺寸大、自重輕、面層造型豐富、施工方便。特別適用于節能環保，是一種通過造型、紋理、質感與色彩表達設計師想象力的材料。本文結合工程實際，探討GRC 立體多棱邊曲面幕墻施工技術及安裝控制要點。

1、項目概況

國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心一期業務用房施工總承包工程4 號業務樓外墻采用GRC 外墻、局部玻璃幕墻，該棟主體結構水平截面呈平截面多邊角,豎向截面呈鼓面狀，其14.00m 以下部分為內凹，GRC板安裝、內連接板、主次鋼龍骨與鍍鋅鋼板等構件為外側向型。而14.00m 以上部分為內縮部位，GRC 板安裝、內連接板、主次鋼龍骨與鍍鋅鋼板等構件為內側向型。

1.1 GRC 立體多棱邊曲面幕墻施工重點難點

一般而言，業務樓在建設的過程中GRC 外墻表現出鼓狀里面的特點，但是在GRC 外墻的技術應用方面，要充分滿足外觀需求，比如流線直線的要求、曲面段的要求等，這就需要在施工的過程中加強各個墻面的有效處理，還要在細部拼縫方面投入較多的努力，選擇傳統的技術方法并不能充分的滿足要求，還有可能導致GRC 外墻的建設質量下降。

GRC 外墻的施工過程中發現異形平截面的流線直段施工，以及曲面段所產生的GRC 外墻施工縫問題，在質量控制的難度上比較高，要確保外部形象和內部質量共同提升，應加強技術方法的合理轉變。

GRC 外墻的掛板內部施工方面，需要通過多元化的構件進行打造，包括鋼龍骨、方立柱、連接件等等，每一個構件施工都要嚴格按照相關規范完成，即便是出現了很小的安裝偏差，都會導致GRC 外墻的拼縫出現嚴重的問題，這對于GRC 外墻的技術功能發揮必定造成較多的挑戰，屆時產生的安全損失、經濟損失也比較嚴重。

2、GRC 立體多棱邊曲面幕墻裁切一體化施工技術

2.1 采用 BIM 軟件對 GRC 幕墻分層分區分塊切割

國家知識產權局4 號業務樓平截面呈無規則曲面六邊形，其相鄰邊弧度與直段長度均呈異比例放大或縮小，該結構西北角為大彎弧骨狀鋼結構入口，其鋼結構與鋼混結構之間形成月牙形的嵌入連接。

大彎弧骨狀鋼結構入口與鋼混結構形成的節點拼接為該項目的一大難點，其曲面接駁口處GRC 掛板連接安裝更是富有難度。

入口大堂為通高布置，形成建筑大空間，結構REVIT 模型的建立，配合建筑專業了解結構布置對外立面的影響。通過剖切任意位置，較方便的實現結構方案的布置與理解。

4 號業務樓在建設的過程中豎向截面表現出鼓面狀的特點，異形鼓面問題的發生，導致GRC 外墻的豎向安裝遇到了很多的挑戰，尤其是在14.00m 以下部分的施工表現出內凹的問題，在安裝順序、安裝安全等方面都要做出多方面的考慮。

綜上所訴，為解決其施工難點及其保證施工、外觀質量。我們采用數字信息技術BIM 數據模擬4 號業務樓立體多棱邊曲面GRC 及玻璃幕墻進行了分塊切割。

GRC 外墻的建設通過圖紙的精細化分析以及模擬技術的有效論證以后，決定GRC 外墻的構件數量控制為1804 件，由此針對多曲面GRC 外墻安裝、鼓狀多邊形GRC 外墻安裝等，可以較好的滿足要求，減少傳統建設技術帶來的問題和不足。不僅如此，GRC 外墻的施工理念調整，還提高了工程建設的綜合質量，針對流線型弧度的設計觀感更好的提升，再加上信息技術的有效融合，促使GRC 外墻的各個組成部分得到良好的劃分。我們劃分的單件構件面積約3.8-4.0 m2。

4 號業務樓GRC 外墻掛板主要有3 款式：平板、弧形板、L 型板。

平板：最大面積：6m2、尺寸：3m×2m、最大重量：210Kg；

弧形板(帶背負鋼架）：最大面積：10.84 m2、尺寸：5.7m×2.3m、最大重量：450Kg；

L 型板：最大面積：5.82m2、尺寸：2.4m×2m、最大重量：200Kg。

通過針對結構平截面系統性劃分，我們極大的減少了GRC 板成品定制的時差，加快了材料周轉速度、節約施工成本。

2.2 GRC 掛板及玻璃幕墻與相鄰異形掛板碰撞模擬及優化

目前，GRC 外墻的項目建設以及玻璃幕墻曲面掛板的施工，包括突兀拼縫的技術應用，均采用AUTODESK REVIT 技術進行有效的演示分析，在動態模擬的條件下，針對各個角落的施工以及GRC 外墻的細部拼縫施工，均可以按照全方位放樣的方法完成，整體上產生的碰撞數據比較多，通過后臺整理以后，對GRC 外墻的每一個環節進行優化，提高了安裝精度，提高了拼縫質量。

GRC 外墻的技術操作方法，還會通過數據模擬的方式，針對立體多棱邊曲面GRC 外墻施工進行有效的調整，主要是加強玻璃幕墻分塊切割，不僅可以加強結構標準平截面的有效打造，還可以結合GRC 外墻的掛板要求，針對鋼龍骨的主次關系高度明確，在安裝軸網定位方面給出了較多的依據，對于GRC 外墻的掛板偏差問題從根源上解決，針對工程項目的建設機制更好的完善，創造的綜合價值較高。

首先，GRC 掛板的主次鋼龍骨安裝軸網定位完成后則由專業的測量人員對預埋件放線，然后鉆錨栓孔，鋼板現場開孔，以便符合現場實際施工需求，根據現場實際埋選用固體植筋膠進行埋設。

鋼龍骨測量由原有基點坐標用全站儀放到預埋件軸線，一個預埋件需要四個測點，每層結構不一樣，業務樓各層均需要放點。（圖1）

圖1 預埋件埋設節點BIM 模擬示意圖

業務樓方面的建設工作，主要是通過曲面段以及直面段的對應比例來打造的，但是在施工的過程中要加強綜合把控時候短的應用。比如，通過分段布控曲面的方法，按照直面的交接理念進行施工，同時在整體布設安裝軸網的時候得到了較好的效果，達到了事前控制的目標，提高了GRC 外墻的可靠性。

根據所產生的碰撞數據總結歸納，進行總體的安裝數據再編排，以減少GRC 異形掛板之間的碰撞與拼縫偏差。

GRC 板等數據碰撞信息可傳入數據平臺集成ERP數據，根據企業管理層的需要，在各個移動端按權限進行查閱集成的模型信息數據。（圖2）

圖2 各個GRC 安裝軸段碰撞及安裝偏差分析

2.3 GRC 各軸段安裝及分縫偏差控制

GRC 外墻的建設工作表現出一體化的特點，但是針對分縫偏差的控制力度要新一步的加強，減少偏差造成的負面影響。GRC 外墻的偏差控制要結合先進的數據信息分析，加強各個軸段的有效分析，掌握好分縫線的特點，同時對于GRC 外墻的內部結構設計進行優化，堅持在各項工作上合理的銜接。與此同時，玻璃幕墻施工以及GRC 外墻的接縫施工，要按照獨立的分縫碰撞分析進行優化，這樣才能從根本上減少偏差問題。

GRC 外墻及玻璃幕墻鋼結構綜合一體優化工藝流程：

主軸網建立及控制→后置埋件（混凝土梁鉆孔→化學錨桿植入→抗拉拔實驗→安裝鋼板）→安裝焊接主龍骨→安裝焊接次龍骨→安裝防雷、外腳手架連接體→涂防火漆→安裝一側鍍鋅鋼板→安裝防火巖棉板→安裝另一側鍍鋅鋼板→焊接凸出短柱→玻璃幕墻鋁框安裝→涂刷防水層→GRC 板安裝→幕墻玻璃安裝→注膠→內飾面石膏板安裝→驗收。

2.4 GRC 立體多棱邊曲面幕墻安裝施工

GRC 外墻的建設過程中要明確安裝順序，根據工程建設的要求，確定了直段安裝順序方法，并且在GRC 外墻的細部拼接方面通過打膠處理進行完善。GRC 外墻的主體結構可能造成一定的誤差，此時要結合BIM 技術的模型要求進行優化。GRC 外墻的弧形曲面段施工以及直段之間的搭接縫隙施工，建議先安裝曲面圓弧段的鋼結構GRC 外墻掛板，而后跳隔安裝流線直段的GRC 外墻掛板，具體如下圖所示(圖3)。

圖3 GRC 掛板弧形曲面段安裝

GRC 外墻的建設工作比較細致化，板材內部構件具有連接板，同時還有方形鋼管、鍍鋅鋼板等材料的交錯應用，對于GRC 外墻的板材應用主要是按照封口面板的方法進行操作，因此在內部構件安裝的時候應站在多個角度進行調控，避免在內部施工中造成嚴重的缺失和不足，減少對質量造成的不利影響。根據GRC 外墻的視角情況，決定采用跳格分縫安裝的方法進行操作，根據每一塊異形板的縱向長度特點進行施工，同時加強每一塊GRC 外墻掛板的間距分析，通過豎向截面的施工方法，按照有底到上的方法進行逐層安裝，這種施工技術的應用，不僅提高了工藝的成熟性，同時在GRC 外墻的綜合建設方面，針對施工人員的安全也具備較多的保障，減少了安全風險帶來的不利影響。

另外，單軸面跳格安裝完畢的時候，應加強紅外線的測量分析，在復測的過程中加強尺寸偏差的有效把控，確保在安裝問題上得到良好的更正，最大限度提高軸面安裝的效率，避免在GRC 外墻的細節上出現嚴重的漏洞。

跳格二次安裝完成以后，還要進行回補豎向軸面的安裝，二次回補軸面的安裝工作，同樣是按照有底到上的方法來完成，要注意采用逐層安裝的方法來實施，并且加強紅外線的測量分析，對于安裝質量的風險科學糾正，提高GRC 外墻的可靠性、可行性。鋼結構曲面連接段同樣優先安裝弧形段而后安裝流線直段。

3、GRC 幕墻與玻璃幕墻銜接處防水施工技術

3.1 錯層放樣、分層控制，導入BIM 技術對凹凸異形結構拼縫進行全面分析

（1）錯層放樣、分層控制

施工測量采用錯層放樣、分層控制，合理精確布置好平面控制網與高層控制網，對空間三維定位，利用空間三維坐標系，控制各層GRC 掛板的標高及垂直度，使GRC 板材各個軸段、曲面段精準定位安裝及滿足受力荷載。

（2）導入BIM 技術對凹凸異形結構拼縫進行全方位分析

GRC 外墻的施工過程中針對凹凸結構拼縫的施工，要開展全方位的分析探討，比如，劃分的單件構件面積約3.8-4.0 m2。GRC 外墻掛板主要有3 款式：平板、弧形板、L 型板。通過AUTODESK REVIT 對外部GRC 掛板凹凸拼縫進行全方位分析，對GRC 掛板相鄰的縱橫向拼縫進行位置標注。

（3）采用泡沫條+硅酮耐候膠進行填縫

GRC 幕墻完成后立即進行修整，接口外溢出的結構膠向接口內壓并順序將接口表面刮出凹進的“U”型槽，使膠與接口的側邊接觸密實，使接縫處滲水概率最小。

3.2 經過信息技術的后臺數據整理出銜接點的位置、傾斜度、接縫寬度的優化數據

（1）應用BIM 技術細節分析

在應用BIM 技術全面分析拼縫的基礎上，進一步運用BIM 技術進行GRC 與鋼龍骨、玻璃幕墻的細部構造分析，分析主次龍骨及玻璃幕墻凸柱位置及數量。

（2）銜接點的位置、傾斜度、接縫寬度的優化數據

經過BIM 技術根據設計圖紙進行優化得GRC 幕墻與玻璃幕墻具體銜接點及GRC 幕墻與玻璃幕墻各具體位置傾斜度，根據傾斜度確定各位置GRC 掛板拼縫的縫寬度。

（3）精確定位，無縫銜接

根據優化數據全局指導進行現場銜接段施工部位針對性控制施工，嚴格控制GRC 斜掛板與玻璃幕墻精確定位，無縫銜接。

3.3 GRC 幕墻底部鍍鋅板面作防水板，面層增加漆丙烯酸類高分子防水處理

（1）安裝鍍鋅板：GRC 幕墻底部安裝鍍鋅板，鍍鋅鋼板面作為防水板；

（2）涂刷防水層：鍍鋅鋼板面層增加防水處理，采用金屬材質專用防水漆丙烯酸類高分子涂料，涂層厚度不小于2mm 厚；

（3）鍍鋅鋼板在縱向搭接處折邊搭接：鍍鋅鋼板在縱向搭接處折邊搭接，采用不銹鋼蓋板將折邊覆蓋，保證鍍鋅鋼板拼接處無法滲漏。防水面層設置有組織排水。

3.4 玻璃幕墻應用“等壓原理”+設計有組織排水

（1）幕墻鋁材設置等壓腔特別壓力引孔

GRC外墻的打造過程中針對防水工作主要是按照“等壓原理”來完成的，借此不僅可以達到外部水體滲透的效果，還可以針對玻璃幕墻的建設質量科學提升。

（2）設置泄水小孔

玻璃幕墻的建設過程中可根據材料特點向室外的方向開設泄水小孔，針對等壓腔內部的一些積水更好的排除，減少細節上的隱患。

（3）GRC 幕墻與玻璃幕墻防水體系連接一體

將玻璃幕墻與GRC 幕墻防水體系連接結合為一體，形成內外一體、利用鍍鋅鋼板、截水板等形成多層次、全方位防水體系，提高防水效率。

3.5 在銜接處增設U 型不銹鋼槽引至附近的豎龍骨內的排水管

GRC 幕墻凹凸造型各異，不銹鋼截水板凹凸面有所不同

（1）外凸面不銹鋼截水板設置

在GRC 斜掛板與玻璃幕墻接駁段處設置不銹鋼截水板，依據月牙形幕墻尺寸、GRC 幕墻與玻璃幕墻上下略扁中間外凸的特殊造型量身打造弧形不銹鋼截水板，凸面弧形不銹鋼截水板安裝GRC幕墻與玻璃幕墻銜接處底部，弧形不銹鋼截水板向內側微傾斜，便于排水。

（2）凹面截水板設置

凹面弧形不銹鋼截水板安裝在接駁處GRC 掛板底部，凹面截水板設置時水平設置，雨水在重力下垂直滴入截水板內。

（3）在截水板兩端接駁PVC 管

在凹凸面弧形不銹鋼兩端開管孔接駁PVC 管，PVC管對接最近樓層排水槽。將GRC 掛板頂部所滲水采用不銹鋼板截水，并由截水鋼板把雨水引至固定PVC 管孔，由PVC 管孔引流到最近樓層排水槽內，從而將雨水引走排凈。（圖4）

圖4 弧形不銹鋼截水鋼板施工大樣圖

結語：

GRC 立體多棱邊曲面幕墻裁切及防水一體化施工技術，提升了GRC 外墻立體多棱邊曲面幕墻的施工效率及減少建設周期，可推廣至擁有其類似的曲面多棱角GRC外墻、曲面玻璃幕墻及可裁切的外墻掛板等建筑施工。