結(jié)合BIM的預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC材料泛水技術(shù)應(yīng)用研究

劉文方

(福建省二建建設(shè)集團有限公司 福建福州 350000)

0 引言

建筑物和水有分不開的關(guān)系，雨水、地下水、生活給排水等，都對建筑有著巨大的影響。建筑防水，關(guān)系到居住者的舒適度和衛(wèi)生安全，是建筑的主要功能之一[1-3]。

傳統(tǒng)的施工現(xiàn)場采用水泥砂漿制作屋面泛水，存在著施工繁瑣、操作復(fù)雜和泛水易開裂的缺點，且工藝水準(zhǔn)和施工質(zhì)量極易受到施工人員技術(shù)水平的影響，從而使制作的泛水表面粗糙、整體美觀性差[4]。BIM技術(shù)能夠3D模擬現(xiàn)場施工，運用到施工現(xiàn)場預(yù)制泛水的排布上，能使泛水之間的對縫整齊美觀。通過模具生產(chǎn)出的預(yù)制泛水精度較高，可避免因人為施工導(dǎo)致的形狀不一。在水泥基材料中摻加玻璃纖維而成的GRC材料，有很強的抗裂能力，能夠增加泛水的耐久性能[5-6]。采用30mm厚度的預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC材料泛水，能減少水泥和GRC材料用量，降低成本。因此，提出結(jié)合BIM技術(shù)的預(yù)制空心帶鋼筋骨架 GRC材料泛水技術(shù)。該技術(shù)降低了施工的成本、提高了預(yù)制泛水的耐久性，并結(jié)合BIM技術(shù)中的3D模塊模擬泛水現(xiàn)場排布，整體美觀性強。

通過多個項目的工程應(yīng)用并不斷總結(jié)改進，完善了結(jié)合BIM技術(shù)的預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC材料泛水施工技術(shù)，為工程施工提供參考。

1 結(jié)合BIM的預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC材料泛水技術(shù)優(yōu)勢

1.1 預(yù)制泛水和預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC泛水對比

常規(guī)的預(yù)制泛水存在著容易開裂的問題，影響泛水的美觀性和耐久性。摻入GRC材料能增強泛水的抗裂能力，GRC材料泛水的玻璃纖維摻量、水膠比、膠砂比根據(jù)文獻[7]、[8]，玻璃纖維摻量取2%、水膠比優(yōu)選范圍0.30～0.38、膠砂比優(yōu)選范圍1.0∶0.5～1.0∶1.2。按照上述配合比，能使預(yù)制的GRC泛水達(dá)到最優(yōu)的抗裂、抗壓性能。

本技術(shù)在常規(guī)的預(yù)制實心泛水的基礎(chǔ)上，進行創(chuàng)新，提出了一種預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC泛水。預(yù)制泛水表面為30 mm厚度的鋼筋骨架R角如圖1所示，背部空心通過預(yù)制泛水和女兒墻之間的間隙填充沙子灌實如圖2所示。預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC泛水相較于普通的預(yù)制泛水，不僅提高了泛水的抗裂能力，還減少了水泥砂漿和GRC材料的用量，降低了預(yù)制泛水的成本。

(a)正面圖 (b)背面圖

圖2 背部灌實示意圖

1.2 BIM技術(shù)排布泛水并確定泛水尺寸

施工圖僅能從二維體現(xiàn)屋面女兒墻位置尺寸，實際施工不可能和施工圖所體現(xiàn)的內(nèi)容完全一致，僅從施工圖中判斷預(yù)制泛水尺寸數(shù)量，很可能出現(xiàn)預(yù)制件尺寸不符，導(dǎo)致無法使用的情況。

通過對施工現(xiàn)場的測量，得到屋面及女兒墻需鋪貼泛水處準(zhǔn)確尺寸，建立BIM三維模型，優(yōu)先在三維模型中放置陰陽角泛水模型，確定出最適宜的陰陽角處泛水尺寸(非標(biāo)準(zhǔn)件)。而后，根據(jù)相鄰陰陽角之間的直線距離，確定出陰陽角之間的泛水尺寸(標(biāo)準(zhǔn)件)，原則上，遵從標(biāo)準(zhǔn)尺寸泛水量多、非標(biāo)準(zhǔn)尺寸泛水少、泛水類型少。通過BIM技術(shù)，能夠準(zhǔn)確定出泛水的尺寸，并進行最優(yōu)排布，能達(dá)到一體美觀的效果。

由BIM技術(shù)確定泛水尺寸之后，根據(jù)工程量制定加工模具，原則上施工量小，建筑重復(fù)度小時，選用木模具，施工量大，建筑重復(fù)度高時，選用鋼模具。

1.3 預(yù)制泛水接縫處理

常規(guī)的預(yù)制泛水現(xiàn)場施工時，在現(xiàn)場屋面及女兒墻的泛水安裝位置里，彈出通線，調(diào)整好泛水之間位置后，進行鋪貼，而后用水泥砂漿灌縫，涂刷墻體膩子，涂料飾面。這樣的預(yù)制泛水不僅對縫不整齊，且在使用時極為容易出現(xiàn)開裂的情況。

預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC泛水現(xiàn)場施工時，在現(xiàn)場屋面及女兒墻的泛水安裝位置里彈出通線預(yù)留出變形縫寬度，優(yōu)先鋪貼好陰陽角位置泛水，之后進行陰陽角之間的泛水鋪貼，調(diào)整好泛水之間縫間距后，在泛水和女兒墻面的縫隙處填充沙子，灌實泛水背部，鋪貼泛水條。雖然在預(yù)制泛水中添加了GRC材料，增強了泛水本身的抗裂能力，但是接縫處出現(xiàn)裂縫依舊會影響泛水整體的美觀性。為了避免對縫處裂縫的產(chǎn)生，在接縫處采用了多道工序，對預(yù)制泛水接縫處首先用彈性膩子填充，后用聚合物抗裂防水砂漿刮底，之后加上玻璃纖網(wǎng)，涂刷墻體膩子，然后上抗堿涂料，最后對鋪貼好的泛水進行涂料飾面修飾。用該技術(shù)施工而成的泛水對縫整齊、質(zhì)量高、使用后不容易出現(xiàn)預(yù)制泛水對縫處開裂情況、整體美觀性強。

2 BIM技術(shù)排布實例

利用BIM技術(shù)，確定預(yù)制GRC泛水尺寸和排布預(yù)制GRC泛水示例。

施工圖紙和現(xiàn)場很難達(dá)到完全一致。故此，在施工現(xiàn)場進行實地尺寸測量，量測出女兒墻的精確尺寸，并利用BIM技術(shù)相關(guān)軟件建立尺寸精確的施工現(xiàn)場女兒墻建筑模型，如圖3所示。

(a)現(xiàn)場測量 (b)建模

通過已建立的BIM建筑模型，根據(jù)模型中陰角和陽角，確定出陰陽角泛水尺寸，原則是盡量使陰陽角泛水尺寸單一，一般情況下，建議只存在一種陰角尺寸和一種陽角尺寸，并將確定尺寸后的陰陽角在建筑模型上進行優(yōu)先排布，如圖4所示。

(a) 柱子處陰陽角 (b) 陰角 (c) 陽角

在已經(jīng)進行陰陽角排布的建筑模型基礎(chǔ)上，依據(jù)陰陽角之間的距離和伸縮縫與陰陽角之間的距離，確定直邊泛水尺寸，其原則是使直邊泛水尺寸種類盡量少。本示例陰陽角之間距離和伸縮縫與陰陽角之間的距離如圖5(a)所示，根據(jù)圖5(a)的距離尺寸，可定出直邊泛水尺寸。按照尺寸種類盡量少的原則，本示例定出直邊泛水尺寸為1120 mm和270 mm兩種，并將確定尺寸后的直邊泛水進行排布。泛水排布時，可通過調(diào)整泛水之間的縫寬，使泛水縫隙和伸縮縫對齊(圖5(b))，達(dá)到泛水一體美觀的效果(圖5(c))。

(a)陰陽角之間距離和伸縮縫與陰陽角之間的距離

(b)直邊泛水位置調(diào)整

(c)排布效果圖

通過BIM技術(shù)進行排布的預(yù)制GRC泛水，在進行實際施工時，極大程度提高了工作效率，并使制作完成后的泛水一體美觀，施工質(zhì)量高。BIM技術(shù)排布泛水建筑模型和現(xiàn)場鋪貼預(yù)制GRC泛水施工對比如圖6所示。

(a)柱子處泛水施工和模型對比

(b)直邊泛水施工和模型對比

未采用BIM技術(shù)進行排布的預(yù)制泛水鋪貼現(xiàn)場圖，和采用BIM技術(shù)排布的預(yù)制GRC預(yù)制泛水鋪貼現(xiàn)場圖對比如圖7所示。

(a) 未采用BIM技術(shù)排布 (b) 采用BIM技術(shù)排布

綜上，可得到，通過BIM技術(shù)進行排布的泛水建筑模型，和現(xiàn)場鋪貼預(yù)制GRC泛水的施工現(xiàn)場基本一致。未經(jīng)過BIM技術(shù)排布的預(yù)制泛水現(xiàn)場鋪貼，會存在對縫不整齊，美觀程度不足的情況。因此，采用BIM技術(shù)不僅能準(zhǔn)確定出最優(yōu)的預(yù)制GRC泛水尺寸，還能通過對預(yù)制GRC泛水進行預(yù)排布，確保泛水和伸縮縫的對縫整齊美觀，達(dá)到泛水排布整體美觀的效果。

3 預(yù)制泛水鋪貼技術(shù)步驟

(1) 在屋面及女兒墻鋪貼泛水處，用墨斗彈出通線，預(yù)留出變形縫寬度。

(2) 清理預(yù)留鋪貼位置。

(3) 按照先鋪貼屋面及女兒墻陰陽角位置泛水，后鋪貼相鄰陰陽角之間泛水的順序進行鋪貼。

(4)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)尺寸泛水，使泛水之間縫寬在8 mm～12 mm之內(nèi)。

(5)從泛水和女兒墻的縫隙處填充沙子。

(6)用橡膠錘對鋪貼好的泛水進行敲擊，檢查是否存在空鼓的情況。

(7) 鋪貼泛水條。

(8) 對泛水之間的縫隙進行多道工序處理，第一道彈性膩子填充、第二道聚合物抗裂防水砂漿刮底、第三道玻纖網(wǎng)覆蓋、第四道涂刷墻體膩子、第五道涂刷抗堿涂料。確保泛水之間的接縫處抗裂性強、外形美觀和表面平整。

(9) 用涂料進行飾面修理，完成泛水鋪貼。

通過上述技術(shù)步驟完成的預(yù)制泛水鋪貼如圖8所示。

圖8 預(yù)制泛水鋪貼完成圖

4 結(jié)論

(1)預(yù)制空心帶鋼筋骨架GRC材料泛水施工操作簡單，大幅降低泛水現(xiàn)場施工的難度，縮短了施工時間。

(2)結(jié)合BIM技術(shù)，進行3D模擬現(xiàn)場泛水安裝排布，解決了泛水鋪貼陰陽角難點、泛水對縫不整齊、整體美觀性不夠等問題。

(3)對泛水之間的縫隙，采用多道工序，解決了預(yù)制泛水接縫處易開裂的問題。

(4)采用壁厚為30 mm的空心帶鋼筋骨架的GRC預(yù)制泛水，對背部空心部分采用沙子灌實，節(jié)省了水泥和GRC材料用量，降低了成本。