GRC 立體多棱邊曲面幕墻裁切及防水一體化施工技術(shù)

文／王文靈 廣州協(xié)安建設(shè)工程有限公司 廣東廣州 510000

引言：

隨著社會(huì)發(fā)展，我國擁有越來越多具有獨(dú)特造型美感的結(jié)構(gòu)建筑。GRC 外墻規(guī)格尺寸大、自重輕、面層造型豐富、施工方便。特別適用于節(jié)能環(huán)保，是一種通過造型、紋理、質(zhì)感與色彩表達(dá)設(shè)計(jì)師想象力的材料。本文結(jié)合工程實(shí)際，探討GRC 立體多棱邊曲面幕墻施工技術(shù)及安裝控制要點(diǎn)。

1、項(xiàng)目概況

國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心一期業(yè)務(wù)用房施工總承包工程4 號(hào)業(yè)務(wù)樓外墻采用GRC 外墻、局部玻璃幕墻，該棟主體結(jié)構(gòu)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(nèi)凹，GRC板安裝、內(nèi)連接板、主次鋼龍骨與鍍鋅鋼板等構(gòu)件為外側(cè)向型。而14.00m 以上部分為內(nèi)縮部位，GRC 板安裝、內(nèi)連接板、主次鋼龍骨與鍍鋅鋼板等構(gòu)件為內(nèi)側(cè)向型。

1.1 GRC 立體多棱邊曲面幕墻施工重點(diǎn)難點(diǎn)

一般而言，業(yè)務(wù)樓在建設(shè)的過程中GRC 外墻表現(xiàn)出鼓狀里面的特點(diǎn)，但是在GRC 外墻的技術(shù)應(yīng)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(qiáng)各個(gè)墻面的有效處理，還要在細(xì)部拼縫方面投入較多的努力，選擇傳統(tǒng)的技術(shù)方法并不能充分的滿足要求，還有可能導(dǎo)致GRC 外墻的建設(shè)質(zhì)量下降。

GRC 外墻的施工過程中發(fā)現(xiàn)異形平截面的流線直段施工，以及曲面段所產(chǎn)生的GRC 外墻施工縫問題，在質(zhì)量控制的難度上比較高，要確保外部形象和內(nèi)部質(zhì)量共同提升，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)方法的合理轉(zhuǎn)變。

GRC 外墻的掛板內(nèi)部施工方面，需要通過多元化的構(gòu)件進(jìn)行打造，包括鋼龍骨、方立柱、連接件等等，每一個(gè)構(gòu)件施工都要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范完成，即便是出現(xiàn)了很小的安裝偏差，都會(huì)導(dǎo)致GRC 外墻的拼縫出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，這對(duì)于GRC 外墻的技術(shù)功能發(fā)揮必定造成較多的挑戰(zhàn)，屆時(shí)產(chǎn)生的安全損失、經(jīng)濟(jì)損失也比較嚴(yán)重。

2、GRC 立體多棱邊曲面幕墻裁切一體化施工技術(shù)

2.1 采用 BIM 軟件對(duì) GRC 幕墻分層分區(qū)分塊切割

國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局4 號(hào)業(yè)務(wù)樓平截面呈無規(guī)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(jié)構(gòu)西北角為大彎弧骨狀鋼結(jié)構(gòu)入口，其鋼結(jié)構(gòu)與鋼混結(jié)構(gòu)之間形成月牙形的嵌入連接。

大彎弧骨狀鋼結(jié)構(gòu)入口與鋼混結(jié)構(gòu)形成的節(jié)點(diǎn)拼接為該項(xiàng)目的一大難點(diǎn)，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(jié)構(gòu)REVIT 模型的建立，配合建筑專業(yè)了解結(jié)構(gòu)布置對(duì)外立面的影響。通過剖切任意位置，較方便的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)方案的布置與理解。

4 號(hào)業(yè)務(wù)樓在建設(shè)的過程中豎向截面表現(xiàn)出鼓面狀的特點(diǎn)，異形鼓面問題的發(fā)生，導(dǎo)致GRC 外墻的豎向安裝遇到了很多的挑戰(zhàn)，尤其是在14.00m 以下部分的施工表現(xiàn)出內(nèi)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(diǎn)及其保證施工、外觀質(zhì)量。我們采用數(shù)字信息技術(shù)BIM 數(shù)據(jù)模擬4 號(hào)業(yè)務(wù)樓立體多棱邊曲面GRC 及玻璃幕墻進(jìn)行了分塊切割。

GRC 外墻的建設(shè)通過圖紙的精細(xì)化分析以及模擬技術(shù)的有效論證以后，決定GRC 外墻的構(gòu)件數(shù)量控制為1804 件，由此針對(duì)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(tǒng)建設(shè)技術(shù)帶來的問題和不足。不僅如此，GRC 外墻的施工理念調(diào)整，還提高了工程建設(shè)的綜合質(zhì)量，針對(duì)流線型弧度的設(shè)計(jì)觀感更好的提升，再加上信息技術(shù)的有效融合，促使GRC 外墻的各個(gè)組成部分得到良好的劃分。我們劃分的單件構(gòu)件面積約3.8-4.0 m2。

4 號(hào)業(yè)務(wù)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(fù)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(duì)結(jié)構(gòu)平截面系統(tǒng)性劃分，我們極大的減少了GRC 板成品定制的時(shí)差，加快了材料周轉(zhuǎn)速度、節(jié)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(yōu)化

目前，GRC 外墻的項(xiàng)目建設(shè)以及玻璃幕墻曲面掛板的施工，包括突兀拼縫的技術(shù)應(yīng)用，均采用AUTODESK REVIT 技術(shù)進(jìn)行有效的演示分析，在動(dòng)態(tài)模擬的條件下，針對(duì)各個(gè)角落的施工以及GRC 外墻的細(xì)部拼縫施工，均可以按照全方位放樣的方法完成，整體上產(chǎn)生的碰撞數(shù)據(jù)比較多，通過后臺(tái)整理以后，對(duì)GRC 外墻的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，提高了安裝精度，提高了拼縫質(zhì)量。

GRC 外墻的技術(shù)操作方法，還會(huì)通過數(shù)據(jù)模擬的方式，針對(duì)立體多棱邊曲面GRC 外墻施工進(jìn)行有效的調(diào)整，主要是加強(qiáng)玻璃幕墻分塊切割，不僅可以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)平截面的有效打造，還可以結(jié)合GRC 外墻的掛板要求，針對(duì)鋼龍骨的主次關(guān)系高度明確，在安裝軸網(wǎng)定位方面給出了較多的依據(jù)，對(duì)于GRC 外墻的掛板偏差問題從根源上解決，針對(duì)工程項(xiàng)目的建設(shè)機(jī)制更好的完善，創(chuàng)造的綜合價(jià)值較高。

首先，GRC 掛板的主次鋼龍骨安裝軸網(wǎng)定位完成后則由專業(yè)的測量人員對(duì)預(yù)埋件放線，然后鉆錨栓孔，鋼板現(xiàn)場開孔，以便符合現(xiàn)場實(shí)際施工需求，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際埋選用固體植筋膠進(jìn)行埋設(shè)。

鋼龍骨測量由原有基點(diǎn)坐標(biāo)用全站儀放到預(yù)埋件軸線，一個(gè)預(yù)埋件需要四個(gè)測點(diǎn)，每層結(jié)構(gòu)不一樣，業(yè)務(wù)樓各層均需要放點(diǎn)。（圖1）

圖1 預(yù)埋件埋設(shè)節(jié)點(diǎn)BIM 模擬示意圖

業(yè)務(wù)樓方面的建設(shè)工作，主要是通過曲面段以及直面段的對(duì)應(yīng)比例來打造的，但是在施工的過程中要加強(qiáng)綜合把控時(shí)候短的應(yīng)用。比如，通過分段布控曲面的方法，按照直面的交接理念進(jìn)行施工，同時(shí)在整體布設(shè)安裝軸網(wǎng)的時(shí)候得到了較好的效果，達(dá)到了事前控制的目標(biāo)，提高了GRC 外墻的可靠性。

根據(jù)所產(chǎn)生的碰撞數(shù)據(jù)總結(jié)歸納，進(jìn)行總體的安裝數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)碰撞信息可傳入數(shù)據(jù)平臺(tái)集成ERP數(shù)據(jù)，根據(jù)企業(yè)管理層的需要，在各個(gè)移動(dòng)端按權(quán)限進(jìn)行查閱集成的模型信息數(shù)據(jù)。（圖2）

圖2 各個(gè)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(shè)工作表現(xiàn)出一體化的特點(diǎn)，但是針對(duì)分縫偏差的控制力度要新一步的加強(qiáng)，減少偏差造成的負(fù)面影響。GRC 外墻的偏差控制要結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)信息分析，加強(qiáng)各個(gè)軸段的有效分析，掌握好分縫線的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于GRC 外墻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，堅(jiān)持在各項(xiàng)工作上合理的銜接。與此同時(shí)，玻璃幕墻施工以及GRC 外墻的接縫施工，要按照獨(dú)立的分縫碰撞分析進(jìn)行優(yōu)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(jié)構(gòu)綜合一體優(yōu)化工藝流程：

主軸網(wǎng)建立及控制→后置埋件（混凝土梁鉆孔→化學(xué)錨桿植入→抗拉拔實(shí)驗(yàn)→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(cè)鍍鋅鋼板→安裝防火巖棉板→安裝另一側(cè)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(nèi)飾面石膏板安裝→驗(yàn)收。

2.4 GRC 立體多棱邊曲面幕墻安裝施工

GRC 外墻的建設(shè)過程中要明確安裝順序，根據(jù)工程建設(shè)的要求，確定了直段安裝順序方法，并且在GRC 外墻的細(xì)部拼接方面通過打膠處理進(jìn)行完善。GRC 外墻的主體結(jié)構(gòu)可能造成一定的誤差，此時(shí)要結(jié)合BIM 技術(shù)的模型要求進(jìn)行優(yōu)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(jié)構(gòu)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(shè)工作比較細(xì)致化，板材內(nèi)部構(gòu)件具有連接板，同時(shí)還有方形鋼管、鍍鋅鋼板等材料的交錯(cuò)應(yīng)用，對(duì)于GRC 外墻的板材應(yīng)用主要是按照封口面板的方法進(jìn)行操作，因此在內(nèi)部構(gòu)件安裝的時(shí)候應(yīng)站在多個(gè)角度進(jìn)行調(diào)控，避免在內(nèi)部施工中造成嚴(yán)重的缺失和不足，減少對(duì)質(zhì)量造成的不利影響。根據(jù)GRC 外墻的視角情況，決定采用跳格分縫安裝的方法進(jìn)行操作，根據(jù)每一塊異形板的縱向長度特點(diǎn)進(jìn)行施工，同時(shí)加強(qiáng)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(jìn)行逐層安裝，這種施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了工藝的成熟性，同時(shí)在GRC 外墻的綜合建設(shè)方面，針對(duì)施工人員的安全也具備較多的保障，減少了安全風(fēng)險(xiǎn)帶來的不利影響。

另外，單軸面跳格安裝完畢的時(shí)候，應(yīng)加強(qiáng)紅外線的測量分析，在復(fù)測的過程中加強(qiáng)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(xì)節(jié)上出現(xiàn)嚴(yán)重的漏洞。

跳格二次安裝完成以后，還要進(jìn)行回補(bǔ)豎向軸面的安裝，二次回補(bǔ)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(shí)施，并且加強(qiáng)紅外線的測量分析，對(duì)于安裝質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)糾正，提高GRC 外墻的可靠性、可行性。鋼結(jié)構(gòu)曲面連接段同樣優(yōu)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(shù)

3.1 錯(cuò)層放樣、分層控制，導(dǎo)入BIM 技術(shù)對(duì)凹凸異形結(jié)構(gòu)拼縫進(jìn)行全面分析

（1）錯(cuò)層放樣、分層控制

施工測量采用錯(cuò)層放樣、分層控制，合理精確布置好平面控制網(wǎng)與高層控制網(wǎng)，對(duì)空間三維定位，利用空間三維坐標(biāo)系，控制各層GRC 掛板的標(biāo)高及垂直度，使GRC 板材各個(gè)軸段、曲面段精準(zhǔn)定位安裝及滿足受力荷載。

（2）導(dǎo)入BIM 技術(shù)對(duì)凹凸異形結(jié)構(gòu)拼縫進(jìn)行全方位分析

GRC 外墻的施工過程中針對(duì)凹凸結(jié)構(gòu)拼縫的施工，要開展全方位的分析探討，比如，劃分的單件構(gòu)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(duì)外部GRC 掛板凹凸拼縫進(jìn)行全方位分析，對(duì)GRC 掛板相鄰的縱橫向拼縫進(jìn)行位置標(biāo)注。

（3）采用泡沫條+硅酮耐候膠進(jìn)行填縫

GRC 幕墻完成后立即進(jìn)行修整，接口外溢出的結(jié)構(gòu)膠向接口內(nèi)壓并順序?qū)⒔涌诒砻婀纬霭歼M(jìn)的“U”型槽，使膠與接口的側(cè)邊接觸密實(shí)，使接縫處滲水概率最小。

3.2 經(jīng)過信息技術(shù)的后臺(tái)數(shù)據(jù)整理出銜接點(diǎn)的位置、傾斜度、接縫寬度的優(yōu)化數(shù)據(jù)

（1）應(yīng)用BIM 技術(shù)細(xì)節(jié)分析

在應(yīng)用BIM 技術(shù)全面分析拼縫的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步運(yùn)用BIM 技術(shù)進(jìn)行GRC 與鋼龍骨、玻璃幕墻的細(xì)部構(gòu)造分析，分析主次龍骨及玻璃幕墻凸柱位置及數(shù)量。

（2）銜接點(diǎn)的位置、傾斜度、接縫寬度的優(yōu)化數(shù)據(jù)

經(jīng)過BIM 技術(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化得GRC 幕墻與玻璃幕墻具體銜接點(diǎn)及GRC 幕墻與玻璃幕墻各具體位置傾斜度，根據(jù)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(jù)優(yōu)化數(shù)據(jù)全局指導(dǎo)進(jìn)行現(xiàn)場銜接段施工部位針對(duì)性控制施工，嚴(yán)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(zhì)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(shè)置有組織排水。

3.4 玻璃幕墻應(yīng)用“等壓原理”+設(shè)計(jì)有組織排水

（1）幕墻鋁材設(shè)置等壓腔特別壓力引孔

GRC外墻的打造過程中針對(duì)防水工作主要是按照“等壓原理”來完成的，借此不僅可以達(dá)到外部水體滲透的效果，還可以針對(duì)玻璃幕墻的建設(shè)質(zhì)量科學(xué)提升。

（2）設(shè)置泄水小孔

玻璃幕墻的建設(shè)過程中可根據(jù)材料特點(diǎn)向室外的方向開設(shè)泄水小孔，針對(duì)等壓腔內(nèi)部的一些積水更好的排除，減少細(xì)節(jié)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(jié)合為一體，形成內(nèi)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(shè)U 型不銹鋼槽引至附近的豎龍骨內(nèi)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(shè)置

在GRC 斜掛板與玻璃幕墻接駁段處設(shè)置不銹鋼截水板，依據(jù)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(nèi)側(cè)微傾斜，便于排水。

（2）凹面截水板設(shè)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(shè)置時(shí)水平設(shè)置，雨水在重力下垂直滴入截水板內(nèi)。

（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(duì)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(nèi)，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(jié)語：

GRC 立體多棱邊曲面幕墻裁切及防水一體化施工技術(shù)，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(shè)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。