超高大跨度抗震雙曲面GRG 飾面板快速建造關鍵施工技術的研究

謝騰云

隨著社會的不斷發展和進步，室內裝飾工程面臨著越來越高的要求。傳統的建筑裝修已不再局限于滿足功能性需求，人們對裝飾效果的新穎、舒適和美觀等方面提出了更高的要求。在這一背景下，新材料、新設備和新工藝開始融入室內裝飾工程中。例如，GRG 材料作為一種具有良好可塑性、高強度和聲學功能的新型裝飾材料，在文化類大空間項目中得到越來越廣泛的應用[1-2]。

然而，隨著GRG 材料在各類建筑中的廣泛運用，也出現了一系列問題。例如，制作過程中的精度問題和預埋件位置偏差問題，以及施工過程中吊點、連接點位置不符、平整度、垂直度和曲線弧度不滿足要求的問題；還有高大空間吊頂轉換層整體安裝的安全性和抗震性問題，以及GRG 接縫處與表皮的空鼓、開裂等問題[3]。為了解決這些問題，本文從數字化、模塊化、加工集中化和吊裝機械化等關鍵技術進行了研究，提出了一種超高大跨度可抗震雙曲面GRG 飾面板快速建造施工技術。

1 項目概況

本項目為某縣大劇院文化館項目，該項目建筑包括大劇院和文化館，結構形式為框架結構，頂面為桁架結構。總建筑面積47543.35 m2；建筑高度23.7 m；地上建筑空間主要有歌劇院、多功能廳、文化館和中庭等相關功能房間，如圖1 所示。本大劇院吊頂系統包括鋼架轉換層體系、抱箍轉接組件、吊掛組件、GRG 模塊和防開裂收口組件，GRG 飾面板1.5 萬m2，需要對其抗振、防火、裝飾效果及聲學功能性提出更高要求。該項目主要存在如下施工難點：

圖1 某縣大劇院文化館項目GRG 墻面和吊頂效果圖（來源：作者自繪）

1）高度要求。由于超高大跨度的特殊性，施工過程中需要對高度進行精確控制，以確保整個結構的穩定性和安全性。

2）拼接問題。由于雙曲面形狀的復雜性，相鄰GRG 模塊的拼接處可能會存在不匹配、空隙或開裂的問題，需要采取合適的處理方法，如防開裂收口組件和加強填充物等。

3）準確測量。為了保證裝配的準確性，需要對超高大跨度抗震雙曲面GRG 飾面板進行精確測量，特別是在異形空間中，需要使用先進的測量技術來獲取準確的尺寸和定位數據。

4）材料選擇。在選擇GRG 材料時，需要慎重考慮其質量和可靠性，確保抗震雙曲面GRG 飾面板的穩定性以及耐久性。

5）安裝困難。由于超高大跨度和異形空間的特點，安裝過程可能會面臨一些困難，如吊裝、定位、調整等，需要使用合適的工具和技術來解決這些問題。

為此，針對該項目特點和GRG常見的問題，本項目采用了超高大跨度抗震雙曲面GRG 飾面板快速建造施工技術，實現了超高大跨度空間快速建造。

2 關鍵施工技術

2.1 工藝原理

通過“三維掃描儀+放樣機器人”的精準測量和建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）逆向模型技術，解決了超高大跨度異形空間的測量定位、模塊化設計和碰撞檢查難題，優化了GRG 板塊和鋼架轉換層的結構集成化與模塊化設計，實現了模塊化生產和機械化快速安裝。鋼架轉換層采用抱箍轉接組件安裝在原桁架結構上，增強了整體結構的穩定性和抗震性能。采用可調的吊掛組件連接鋼架轉換層底部C 型鋼，通過預埋件和掛件螺栓連接GRG 模塊，有效解決了垂直度和水平度的偏差調節困難問題。同時，在相鄰GRG 模塊的橫向拼縫處加固使用防開裂的收口組件，并采用加強GRG 膠泥和玻璃纖維填充，提升整體強度的同時減少了施工和使用過程中的開裂問題，具體的施工工藝流程如圖2 所示。

圖2 施工工藝流程（來源：作者自繪）

2.2 GRG飾面板關鍵施工技術要點

2.2.1 模塊化設計

根據圖紙所示意的曲面GRG 飾面結構，關鍵的第一步是現場深化、模塊化設計，根據現場實際尺寸設計實際產品的尺寸，包括內部鋼架、GRG 飾面分割、預埋排版、安裝定位等數據的精確定位[4-5]。每塊GRG 均有相對應的位置和編號，每塊GRG 模塊的預埋件也將對應自己在圖紙上的位置。根據造型的第一版GRG 犀牛模型復核現場尺寸。項目部將第2 版確認好的GRG 犀牛模型交底給GRG 材料供應商做進一步的深化、建模、分塊。

GRG 材料分塊完成后，GRG 材料供應商的設計師將GRG 分塊圖紙深化成GRG 模塊加工圖，發回供應商的加工廠，加工廠則根據分塊圖進行每塊GRG 模塊的建模[6]。

為解決空間高、跨度大，以及鋼架轉換層安裝難題，GRG 供應商根據天花與墻面的分塊圖開始進行鋼架轉換層的深化，深化設計為標準化部件，GRG 鋼架深化圖直接指導在現場地面組裝鋼架單元及設備整體吊裝。

2.2.2 模塊化生產

GRG 模塊化生產。每噴1 層漿料敷設1 層玻璃纖維網布，按此施工程序需要8 層左右。在進行第4 層時進行預埋件的固定，預埋件的位置必須放置正確，位置尺寸偏差在誤差范圍之內。

鋼架基層模塊化生產。根據現場GRG 犀牛模型將天花和墻面的GRG鋼架基層進行分塊，并將深化好的墻面鋼架基層及吊頂轉換層圖紙對現場施工人員進行技術交底。現場施工人員嚴格按照鋼架圖紙進行鋼架基層的集中模塊化加工。

2.2.3 GRG模塊定位

為了確保雙曲面GRG 飾面板的定位準確性，本文采用了基于BIM 犀牛軟件的GRG 飾面板定位方法，具體如圖3 所示：第1，根據現場完成面線的位置確定墻面GRG 的位置，并使用紅外線打垂直線以保證垂直度[7-8]。第2，在GRG 犀牛模型中確定第1 塊板在X、Y、Z軸上的尺寸，并根據現場天花基準點線確定其4 個角在三維空間中的位置。第3，根據第1 塊板的位置和角度，按斜面方式延續安裝后續板塊。通過這一定位方法，可以確保雙曲面GRG 飾面板的精確定位，提高建造效率和質量，并解決了雙曲面GRG 模塊定位的難題。這種基于BIM 犀牛軟件的定位方法融合了設計圖紙、現場測量數據和數字化模型，為超高大跨度抗震雙曲面GRG 飾面板的快速建造提供了可靠的技術支持。

圖3 GRG 模塊定位（來源：作者自繪）

2.2.4 GRG模塊的安裝

通過吊掛組件將GRG 模塊與內卷邊C 型鋼進行臨時固定，其中吊掛組件可通過C 型鋼進行縱、橫向調節；通過吊掛組件的上下螺栓可對GRG 模塊進行高差調節；在確認GRG 模塊安裝精度無誤后，方可終擰相應螺栓，形成一個整體。墻面的GRG 模塊通過“可調節掛件組件”與5#角鋼橫向龍骨臨時固定，通過掛件組件的可調節螺栓進行微調，確定4 個角的X、Y、Z軸的定位尺寸無誤后，最后進行終擰，GRG 板塊固定完成，如圖4 所示。通過吊掛組件和可調節掛件組件的靈活使用，可以實現GRG 模塊的精確安裝，提高建造效率和質量。

圖4 天花GRG 模塊安裝（來源：作者自攝）

2.2.5 GRG模塊間固定與接縫處理

為了確保GRG 裝飾的整體性和美觀度，在相鄰GRG 模塊的橫向拼縫處采用了特殊的防開裂收口組件處理工藝，能夠有效增強拼縫處的強度和穩定性，并提供額外的支撐和保護措施。在安裝過程中，收口組件會精確嵌入模塊拼縫處，形成一個平滑、無縫的連接面。同時，為了進一步加固并增強拼縫處的結構穩定性，還使用了加強GRG 膠泥和玻璃纖維填充物，以確保拼縫處的強度和耐久性。天花、墻面的GRG 板安裝時，在2 個板塊之間預留10 mm 的縫隙，通過防開裂收口組件固定相鄰GRG 模塊，縫隙用加強GRG 膠泥和玻璃纖維填充，內側的膠泥要高出GRG 面板2 cm 以上，以提升收口處的連接強度。這種防開裂收口組件工藝不僅可以有效避免因溫度變化、建筑物運動等因素導致的GRG 模塊開裂問題，還能提升整體裝飾效果，使得GRG 裝飾更加美觀以及持久。

2.2.6 GRG材料表面藝術漆

在GRG 材料的表面藝術漆施工中，首先需要進行找平處理，使用加強石膏對基層上的坑凹、縫隙等進行修補找平，并將凸出處磨平。接下來，進行刮膩子和打磨工序，一般進行3遍以確保表面光滑細膩。然后，進行漆底漆施工，先涂刷天花頂面后再涂刷墻面，刷墻面時注意施工順序為先上后下。最后進行漆面漆施工，噴涂GRG 表面藝術底漆后待底漆干透，再進行面漆的噴涂。通過這些步驟，可以實現對GRG 材料表面的修補、找平和涂裝處理，提升其光滑度、美觀度和耐久性，達到良好的裝飾效果和使用壽命。在漆面漆施工過程中，要嚴格按照施工順序和干燥時間要求，確保漆面質量和穩定性。

2.3 施工技術質量檢測

分批安裝完畢后先自檢有無空鼓、開裂、不平、不直等現象，發現問題及時返工修理。依據《建筑裝飾裝修工程質量驗收標準》（GB50210―2018）做好GRG 的隱蔽工程和分項工程的驗收，驗收合格并做好成品保護，具體為：

1）GRG 材料安裝完成后的綜合評價指標：GRG 墻面立面應橫平豎直，陰陽角應垂直，GRG 墻面造型符合設計要求；GRG 模塊之間填縫、接縫應密實，符合設計要求；GRG 模塊表面應無明顯缺棱掉角、凹坑、裂縫等缺陷，符合觀感要求。

2）GRG 材料表面處理的綜合評價指標：GRG 材料表面藝術漆的品種、質量、色彩均符合設計要求并有產品合格證書，嚴格按照產品說明書進行施工；GRG 表面的膩子基層，無脫層、空鼓和裂縫等缺陷；GRG 表面藝術漆涂料等表面顏色均勻一致，效果滿足設計師要求；GRG 表面藝術漆在造型分割位置寬度和深度均勻一致，接縫平整光滑，轉角楞角整齊，橫平豎直、通順。

3 施工效果分析

該工法在大劇院裝修工程中的應用具有顯著效果：第1，各組件均可在工廠模塊化生產，現場裝配與安裝，實現資源優化配置，為項目履約節省工期；第2，占地面積少，減少各專業交叉作業；第3，各組件誤差可調，維修方便。由于GRG材料具有質量輕、壁薄和吸聲等特點，并具有無限可塑性，可制成任意形狀，在一定程度上減少建筑施工的碳排放。GRG 模塊，除了不燃、保溫性、濕度調節等效果，其整體使用抗沖擊、不變形、防火性能優異。所有組件可實現模塊化生產，材料損耗低。

傳統施工方法主要包括：第1，鋼架龍骨的切割與焊接；第2，搭設腳手架；第3，GRG 埋件與鋼架基層焊接固定；第4，板塊的安裝固定。而本工法施工方法主要包括：a）GRG模板化生產；b）鋼架集中模塊化加工；c）鋼架機械化施工；d）GRG 塊板安裝。通過該工法可實現工廠模塊化生產、現場快速建造，各組件自成一體，相互獨立，具有良好的可調節性，安裝及維修便捷可調，安全可靠，工期節約達30 d，施工成本降低約30%，維護費用節約60%，整體安全性和強度明顯提高。

通過此工法的應用與實踐，在數字化、模塊化、加工集中化、機械化等方面，還具有不斷提升的空間，需在今后的工作中不斷改進和優化。本工法涉及室內GRG 施工關鍵技術領域，尤其涉及大劇院、歌劇院和青少年宮超高大跨度抗震雙曲面GRG 飾面板工程施工關鍵技術領域。

4 結語

本文提出一套快速建造超高大跨度抗震雙曲面GRG 飾面板的關鍵施工技術，以提高建筑施工效率和質量。利用先進的三維掃描儀和BIM 逆向模型技術，實現了對超高大跨度抗震雙曲面GRG 飾面板的精確測量和準確預制。采用了防開裂處理技術和模塊連接技術來保證飾面板的整體性和穩定性。通過使用防開裂收口組件和加強填充物，成功解決了拼縫處開裂的問題。未來可以進一步優化數字化測量技術，并結合人工智能等技術實現自動化和智能化施工管理；可以探索新型的防開裂處理方法和模塊連接技術，以進一步提高施工質量和效率。通過不斷創新和改進，用以進一步推動該領域的發展，為建筑行業提供更加高效、可持續以及美觀的解決方案。