大面積裝配式大理石拼花地面綠色施工方法

周孝臣 陳計明 郭勇剛 柳朝輝

1 拼花大理石工藝簡介

大面積裝配式地面拼花大理石施工時，因鋪貼面積大，大理石花色及形狀繁多，異形大理石和異型嵌縫材料安裝匹配困難，大理石花色與周邊環境觀感匹配和諧，在大面積連續鋪貼時，大理石累計誤差不易控制，大理石與大理石之間、大理石與嵌縫材料之間的施工質量允許誤差低于國標規范要求，各種施工材料的冷縮熱脹系數不一致，在大面積鋪貼施工時，極易造成大理石整體起拱、開裂、高低差等缺陷，不滿足施工要求。施工中的人、機、料、法、環綜合考慮安排及施工組織協調與現場實際需要契合，深圳建藝集團在國家級重點高校超大型圖書館穹底地面拼花大理石鋪貼施工時，科學組織，全盤評估，采用優中選優的現場施工方案，從人材機等方面圓滿解決了圖書館穹底直徑超31 m，面積超755 m2的超大型穹底造型拼花大理石綠色施工難題，順利完工，如圖1 所示。

圖1 圖書館大面積穹底大理石造型拼花施工現場圖（來源：作者自攝）

2 施工前期策劃和準備

重點高校超大型圖書館為亞洲最大高校圖書館，圖書館穹底綜合服務大廳形狀呈圓形，地面拼花大理石直徑為31 m，鋪貼面積為755 m2，在圖紙深化設計之初共計篩選了6 個版本的大理石配色搭配方案報甲方確認，最終確認采用福建水頭生產的深咖色與云多拉灰兩種大理石為地面拼花造型主體，在大理石接縫處嵌入寬30 ～50 mm、厚度5 mm 裝飾銅條深化收邊收口（圖2）。

圖2 大理石嵌縫收口銅條安裝施工（來源：作者自攝）

據深化設計圖紙統計，大理石造型多達38 個尺寸種類，分屬不同鋪貼位置。施工前期確定大理石鋪貼質量控制目標為：在直徑31 m 的鋪貼路徑上，鋪貼累積誤差不超過2 mm。大理石與大理石接縫誤差控制在0.5 mm內，大理石之間，大理石與裝飾銅條之間的鋪貼高低差應控制在0.5 mm內[1]。為滿足質量控制目標要求，大理石如采用現場加工方式，加工精度無法達到且施工質量無法保證。對施工現場環境會造成嚴重污染，不利于綠色節能施工。經方案比選，確定服務大廳穹底大理石采用裝配式綠色施工安裝方法，將755 m2穹底拼花大理石運用BIM 技術在電腦內三維建模排版，每塊大理石編號，分區域、分鋪貼位置錄入BIM 軟件建模，再將BIM建模圖樣導入電腦數控高壓水刀，也就是大理石加工設備內[2]，水刀切口＜0.3 mm，遠低于傳統的大理石加工設備合金鋸片加工誤差，環保綠色加工。水刀對大理石進行全自動高精度切割，大理石切割誤差控制≤0.2 mm。節省了大理石材料加工損耗，加工無揚塵污染。將每一塊大理石分安裝區域、鋪貼部位編號和大理石形狀圖紙二維碼一并打印成不干膠紙貼在大理石上，注明該塊大理石位于總安裝圖上詳細部位（圖3）。

圖3 每塊大理石分區域、分鋪貼位置編號，注明鋪貼位置（來源：作者自攝）

項目技術負責人提前進駐大理石加工廠家，現場安排將大理石整體預拼裝排版，檢查安裝性能和觀感質量，符合技術質量要求之后，采用專用網格布和大理石背膠在大理石背面進行加固，長度大于800 mm 的大理石在大理石背面開雙槽粘貼大理石專用背筋，確保大理石運輸和鋪貼施工中的整體牢固性，避免發生大理石破裂浪費材料。

對每一塊大理石六面噴涂保護耐腐蝕劑，保護大理石在使用中不會產生返堿和腐蝕，銹斑等化學反應[3]。在拼花大理石進場前，對鋪貼場地進行徹底清理清掃，為鋪貼施工創造施工環境。在建藝集團優秀施工班組人才庫內抽調有同類工程豐富施工經驗的3 支大理石鋪貼隊伍，組隊前往場地進行踏勘摸底，由生產經理陳計明同志召集各班組諸葛會獻計獻策，分析評估各班組擬使用的施工方法，經方案優化比選，最終確定由柳朝輝班組負責大理石施工。

柳朝輝班長在大理石裝飾施工領域深耕近30 年，具備豐富的施工經驗，是大理石施工全過程解決方案的專家，多次參加福建省、廣東省和全國的施工技能工匠的比賽，取得優秀成績，獲得過福建省五一勞動獎章和廈門市勞動模范榮譽，由柳朝輝負責組建大理石鋪貼班組和打磨班組，配備3 個大理石鋪貼能工巧匠和3 個輔助工人組成鋪貼班組，配備了4 名專業打磨工人組成打磨班組，由陳計明和柳朝輝負責現場施工質量把關控制，全程控制鋪貼施工節奏和打磨作業。將施工中的重難點提前設想和推演，預模擬解決。控制關鍵節點，將全盤施工困難節點提前準備解決方案（圖4）。

圖4 柳朝輝福建省五一勞動獎章證書（來源：柳朝輝提供）

3 施工設備和工具

施工機具設備：軌道式大理石切縫機、手持式切割機、手持式大理石開槽機、大功率吸塵器、大理石打磨機（配備各模數磨盤）、1 m 水平尺、2 m 水平尺、塞尺、水平通線、激光水準儀、等高尺、大理石吸盤、石材震動錘、橡膠錘、電動沖擊鏟、手持鏟刀、鐵鏟、灰刀、毛刷、海綿、美工刀、電子秤、加重型翻新機、吸水機、雕刻機、挖補機、水磨片（水磨片細度模數采用50 ～3000 號）等。

施工主輔材料：深咖色和云多拉灰大理石、拼花大理石裝飾銅條、華潤王牌工匠綠色環保32.5 水泥、環保綠色干拌砂漿、環保綠色專用膠泥、大理石專用AB 膠、502 膠水、美紋膠帶、石材專用留縫十字卡、打磨材料和大理石專用蠟、施工用水電等。

4 施工步驟和做法

圖書館服務大廳穹底總面積為755 m2，計劃大理石鋪貼施工和修整打磨拋光時間工期共計20 d。鋪貼作業前將進場大理石再次在現場預拼裝，檢查大理石有無運輸破損，滿足裝配施工要求。鋪貼施工確定采用從圓心中心點向外放射，分區域，逐層，逐塊向外鋪貼的施工方法。首先使用電子全站儀確定圖書館服務大廳的穹底圓心點為基準，使用水平線在穹底360°方向沿直徑拉水平通線4 根，分為90°的四塊，將水平通線的交叉點與電子全站儀確定的穹底圓心點進行復核，對圓心點精確修正并定位，配合使用等高尺與激光水平儀為整個穹底首塊1.5 m2的圓心大理石精確定位創造關鍵引領（圖5）。

圖5 等高尺與通線配合將穹頂圓心首塊石材定位（來源：作者自攝）

穹底首塊圓心大理石采用的是云多拉灰大理石鋪貼，此類大理石為淺色系，在設計深化時，考慮到淺色系大理石在遠距離觀感效果會有視覺干擾，會有圓心塌陷的錯覺，觀感質量會有嚴重負面影響，如果將圓心首塊大理石水平高度抬高20 ～30 mm，則自然美觀。因此首塊大理石的水平高度標定與整體觀感的協調性及整體放坡系數的合理性需要全盤評估，最終決定將首塊圓心大理石水平高度確定為原基礎高度上抬高20 mm，由此帶來的穹底整體大理石放坡系數為1/1550，經實測觀感效果美觀，完美解決了圓心塌陷視覺誤區的缺陷。

穹底大理石采用半干法砂漿配合大理石膠泥施工鋪貼方法，首先將水與32.5 水泥充分攪拌均勻，水與水泥比例為1.00 ： 0.05（百分數），將適量水泥漿水提前均勻潑灑在擬鋪貼大理石地面上，充分濕潤即將鋪貼的地面，滲透進原有混凝土地面的毛細孔內，增加半干砂漿與基層的粘結力，補充半干砂漿在水化凝結增強過程中的需水量。半干砂漿使用環保綠色袋裝商品砂漿加水拌制，砂漿干濕度要求達到手握成團，落地散開的效果。使用鐵鏟將拌制好的砂漿攤鋪到鋪貼面，用灰刀將砂漿均勻攤平，將大理石用吸盤抬起放在鋪貼面，首先用電動震動錘通過大理石表面將半干砂漿初步震實，再用橡皮錘輕敲修正水平，留出大理石專用膠泥工藝厚度，之后將大理石抬起反面向上放到木架上涂抹3 ～4 cm 厚度的專用膠泥，之后用吸盤再次抬起大理石準確放在鋪貼面上，用橡膠錘輕敲大理石，緊密觀察放置大理石表面的等高儀刻度與穹底外圓超遠距激光水平儀射線照射位置刻度，當達到設計水平高度時結合水平尺微調校驗大理石平整度，直至大理石鋪貼滿足經緯度、水平高度、平整度要求，完成圓心首塊大理石的精準鋪貼。以此類推，依據大理石排版圖的編號，分區域，分拼花圖案布局開展鋪貼工作，將整個服務大廳地面依照石材花紋圖案脈絡劃分為26 個造型鋪貼作業區，按先后順序編號逐一實施，嚴格控制每完成一個造型鋪貼區域，復核鋪貼的技術和質量指標合格，再鋪貼下一個區域方法來流水作業。每一塊大理石鋪貼后使用干凈濕海綿將表面擦拭干凈，成品保護。禁止多人同步交叉鋪貼，不規范作業會造成質量失控影響全局。

在施工計劃安排時，依據施工進度計劃，合理安排每天的大理石施工量，本項目每天計劃大理石鋪貼面積60 m2，為避免一味貪圖求快，忽視施工質量，造成大理石浪費返工與綠色節材施工理念不符，因此將每天計劃鋪貼面積調整為55 m2，大理石總損耗量計劃降為≤1 m2，即1/755 的材料節約控制目標。鋪貼完每一塊大理石之后，在大理石邊緣插入0.5 mm 厚度的大理石專用留縫十字卡，精準留縫，從嚴控制每一塊大理石累積誤差，為后續施工質量控制創造條件。1 m 和2 m 水平尺與等高尺緊密結合使用，逐塊復核安裝尺寸與總圖相符。每天預估8 h 施工內容，確定大理石計劃作業量和鋪貼范圍，將每天鋪貼累積誤差控制在允許范圍內，確定誤差和工作量在當天可控和完成量之內，才安排攤鋪砂漿，避免砂漿硬化或因誤差超標返工帶來的大理石和輔材浪費，精雕細琢，逐區域穩步推進，精準綠色節能施工。

因環保砂漿和大理石專用膠泥材料中富含硅酸鹽成分，在水化凝結過程中會產生收縮，材料收縮會傷害大理石可能一并收縮斷裂和起拱破壞。為控制收縮率，必須在755 m2的大理石鋪貼面上，按照大理石鋪貼脈絡均勻的設置多處伸縮縫。設置要求既不能影響大理石觀感質量，又能保證大理石有伸縮冗余。最終確定將伸縮縫按設計距離設置在各拼花大理石裝飾銅條安裝槽內。使用軌道式切割機在安裝槽底部均勻切割2 mm寬伸縮縫，消除材料伸縮造成的質量隱患，伸縮縫先用防水軟性膠泥填塞，表面隱藏在槽內被裝飾銅條覆蓋，既保證材料伸縮量又維護了美觀。拼花大理石裝飾銅條用量583 m，寬度30 ～50 mm兩種，厚度統一為5 mm，在裝飾銅條施工時，首先使用電動開槽機對已有石槽進行修整清潔，配合使用軟毛刷對縫隙進行清理，邊清理邊用吸塵器對石槽內粉塵徹底清潔，將銅條擦拭干凈，拌制專用AB 膠，在槽內涂抹AB 膠，然后將銅條穩妥嵌入槽縫內，兩邊各留有0.5 mm 縫隙，銅條與大理石高低差＜0.5 mm[1]，嵌入裝飾銅條后，使用502 膠水配合小木條，將銅條壓住固定在槽內24 h 以上，待AB膠干透增強后拆除壓頂木條（圖6）。

圖6 將銅條表面壓住固定在槽內待AB 膠干透增強（來源：作者自攝）

對銅條多接頭位置可能會因踩踏翹曲，影響美觀和牢固，因此在BIM建模深化設計和大理石加工時，將大理石在各銅條交叉接頭處深化預留固定銅條大理石穩角，讓各銅條交接處有受力點固定，增加牢固耐磨度。在大理石與銅條涂膠后24 h，大理石打磨前期施工準備班組入場，檢查大理石的平整度、明裂暗裂、缺邊掉角、鋪貼防護效果。之后打磨班組使用軌道式大理石切縫機配合超博合金切割片對大理石縫隙內的雜物清理，切割縫隙的深度調試在10 mm 的刻度上，保證后續的填補材料不易脫落，用低速檔（防止大理石爆邊）對大理石縫隙進行清邊清理。清理出的雜物使用吸塵器隨時清理干凈，避免揚塵。待大理石縫隙內水分揮發干燥，使用專用填縫軟膠和調色劑組合對大理石縫隙進行填補，專用軟膠能充分填補大理石的每個孔洞、縫隙，不易虛補。軟膠干燥后對大理石表面起蠟清洗，采用大理石專用起蠟水對石面起蠟，電動擦地機刷洗清潔大理石表面，用吸塵吸水機吸凈水蠟、污漬并晾干。用合金超薄切片進行開縫，清除縫中污漬后，縫隙下層填補防水劑封閉縫隙，防止石材返堿，上層填補同色云石膠，經過3 h 以上的干燥固化。開始進行大理石粗打磨作業，水磨片細度模數采用50 ～3000 號，配用打磨專用的鉆石墊，對大理石逐塊進行粗磨和中磨，再到細磨的五級工序磨平至光滑，使用50#，150#，300#鉆石磨片對大理石表面的劃痕及部分細微高低差平整 。再次檢查石材表面，對粗磨后大理石表面細微的崩裂檢查和修補。使用大理石填補劑對地面的層理裂紋進行加固，翻新整平，研磨拋光。之后進入細磨施工步驟，使用細度模數500#，800#，1000#水磨片進行細磨，以消除粗磨時大理石表面留下的痕跡。然后用細度2000#，3000#磨片對大理石表面進行精拋使大理石露出飽滿光澤，如圖7 所示[4]。

圖7 石材打磨班組清潔拋光結晶作業中（來源：作者自攝）

待精拋干燥后清除表面灰塵，用大理石專用防水劑進行一次全面涂刷防護，此步驟必不可少，主要為了減少大理石表面毛細孔的吸水率，預防大理石的二次污染及病變。待防護劑完全被大理石吸收后使用晶面機配合百潔墊及大理石結晶粉進行研磨，低速打磨，產生熱化反應，增加大理石的硬度，使大理石表面形成防滑的晶面，封閉細微毛細孔，形成防污、防滑保護層，提高大理石的光澤度及耐磨度。晶面完工后需用pH 值中性清潔劑徹底清洗大理石，此步很重要，市面上有些結晶粉其主要成分為草酸（強酸性），而有些大理石品種其成分中含有堿性，兩者相溶會發生化學反應，也就是大理石中常見的泛堿現象，此步完成后還要用清水再清洗三遍，然后用pH 試紙實測，直到大理石表面pH 值呈中性合格。

5 綠色節能施工措施

制定綠色施工目標，組織綠色施工實施計劃，指定現場綠色施工管理人員和監督人員，保證施工專項經費投入，工程綠色節能材料（產品）質量、施工質量進行嚴格控制，對現場負責物資消耗、進出場數據進行收集與分析，確保綠色節能施工，達到四節一環保要求，在施工之初的場地清掃環節灑水降塵，將地面灰塵分類收集處理。使用了低能耗施工器具，節約施工用水電，應用BIM 軟件建模技術，將綠色施工的虛擬現實技術、三維石材模型的工程量自動統計，采用裝配式石材工廠加工，現場裝配式綠色施工方法。材料使用了環保型干拌砂漿和大理石膠泥，精準計量杜絕了浪費、大理石鋪貼現場清洗工具、抹布和海綿的用水沒有隨意傾倒，而再應用于濕潤混凝土地面，杜絕污水傾倒，全部大理石加工在廠家完成，不在現場切割，裝配式施工。避免揚塵污染和施工安全隱患。軌道式切割機切割大理石縫隙的灰塵使用吸塵機布袋全部收集。使用的AB 膠和打磨材料全部使用帶環保標識的產品。最終經統計全部755 m2大理石沒有破損浪費，全部使用。工期計劃目標控制在20 d 工期內[5]。

6 結語

利用既有的大理石鋪貼施工工藝，對大面積地面拼花大理石的鋪貼施工的技術難點進行解決，同時總結成了成熟的鋪貼工藝，對首塊大理石的標高定位，大面積穹底地面中心點定位，伸縮縫的預留避免石材本身熱脹冷縮造成的鋪貼過程中的起拱缺陷。運用BIM 技術對大面積石材高精度整體建模編號，再進行分格發往廠家進行加工。石材高精度切割水刀助力石材邊縫的完美收口，配合高精度銅條加工鑲嵌蓋縫，可完美展現大面積拼花石材地面的整體美觀感實現。在施工前期設計深化階段，就將綠色節能施工放在重要位置，通過材料選材、加工方式，綠色輔助材料運用，施工過程廢棄物的綠色施工處置方法等措施，實現了綠色節能施工的目標。