开放式浮雕GRC 板综合技术应用

赵 越 魏玉行 魏 伟 曹 灿 中建八局第二建设有限公司

1 工程概况

背景工程位于安徽省阜阳市城南新区，八里松路北侧，府前路南侧。总建筑面积约8.9万平方米，其中图书馆建筑面积约3.5万平方米，地上为2.7万平方米，地下为0.8万平方米；博物馆建筑面积约3.9万平方米，地上为3.0万平方米，地下为0.9万平方米；市民广场地下综合工程地下室建筑面积约1.5万平方米。图书馆主体地上5层，地下1层，建筑高度23.75m；博物馆主体地上4层，地下1层，建筑高度23.8m；本工程图书馆功能分配包含但不限于藏书区、阅览区、公共服务区、业务办公区，博物馆功能分配包含但不限于藏品区、展示区、公共服务区、业务办公区，市民广场地下综合工程，平时作为地下车库，战时为二等人员掩蔽部、物资库等功能的人防地下室。建筑效果图见图1。

图1 博物馆外立面效果图

2 施工重、难点

博物馆开放式浮雕GRC板幕墙的施工，由于施工周期短，整个外立面设计当中，图案和文字造型效果，跨越数十块板，其中图案的连续性、对接顺畅性是本项目的技术难题。对图纸深化和制作划分板块，模具及产品的制作提出严格的要求，安装节点的特殊性对单元板块的尺寸精度要求更为严格，整体施工存在如下难点。

（1）锯齿型浮雕GRC板加工难。本项目整个外立面的在效果设计当中，主要体现在图案和文字的造型效果，跨越几十块板，尺幅之大。其中对图案、文字和板块锯齿型的连续性、对接顺畅性要求极高是本项目的技术难题[1-4]。

（2）锯齿型浮雕GRC板安装精度高。单块GRC板块含背附钢架重达300KG，普通人力无法安装。因隔震要求的特殊设计，上下两块GRC幕墙板块共用挂件的特殊安装节点，GRC板块必须从下至上依次安装，对单元板块的安装精度要求更为严格。

（3）锯齿型浮雕GRC板运输难。建筑四周场地无法硬化的特殊性，GRC板块数量多，编号多、工期紧，运输任务重，施工压力大。

（4）锯齿型浮雕GRC板竖向板块缝采用明缝效果不做打胶处理，后期有渗水隐患。

3 材料加工、节点深化

3.1 外立面CAD图纸深化

主要解决图案造型的分布。准确编码：为保证生产图纸、板块生产、板块安装提供准确的定位依据。编码：要求统一编码、准确无误、独一无二。建筑CAD深化图见图2。

图2 博物馆北立面CAD深化图

3.2 运用BIM技术模拟建筑外立面的三维模型

图3 博物馆外立面BIM三维模型图

（1）完善设计构思设计想法和理念，使设计师们更接近设计想法的实际，使空间想象转化为实体。推敲和解决建筑出现的造型、结构、体量、色彩、肌理、采光等问题。

（2）指导实际施工，在实际的建筑与环境施工中，建筑结构比较复杂，在平面图和立面图中都难以表达出来，或者施工人员无法正确理解，造成施工上的难度。为了使施工人员能够正确理解设计师的意图，保证施工，往往采用模型来展示建筑较复杂的结构部位。项目外立面BIM模型的建立，还为板块划分、板块生产及后期安装提供准确直观的指导。

（3）BIM模型使空间想象转化为实体，针对生产及安装过程中出现的问题就有高度的灵活性及可视性，可随时调整出现的问题，指导生产施工。

3.3 板块划分、准确编码及数据分析统计

表1 GRC板块数量分析表

GRC板块数量分析见（表1）统计锯齿型板占63%，图案锯齿型板占37%。

锯齿型平板占53%，锯齿型折板占10%，图案锯齿型平板占32%，图案锯齿型折板占5%。

3.4 锯齿型GRC面板挂件的深化

图4 GRC挂件深化三维模型

3.5 锯齿型GRC面板模具的选用

锯齿型GRC板模具的选型对比见（表2）。

图5 玻璃钢模具（FRP）VS聚苯板模具（XPS）

3.6 板缝的计算依据、板面允许偏差

依据行业标准JGJ/T 423—2018《玻璃纤维增强水泥GRC建筑应用技术标准》对GRC板接缝宽度Wb计算：

式中：

A——GRC板在温度或湿度作用下产生的最大变形量（mm）；

εT——GRC板膨胀系数；

Δt——该地区最大温差，取Δt=50℃；γ——GRC板长度（mm）；

εM——GRC板干湿变形，取εM=0.0015；

α——GRC板安装时尚未完成的干湿变形，取α=50%；

δ——指定密封胶的位移能力（%）；

B——GRC板的制造误差，取B=0.7mm（板的偏差不大于0.7mm）；

C——考虑地震作用等影响的预留量，取C=2mm；

结论：实现GRC板接缝宽度8mm，须保证板块尺寸偏差不大于0.7mm；实现GRC板接缝宽度10mm，须保证板块尺寸偏差不大于2.7mm。

4 总体施工流程设计

锯齿型浮雕GRC板的施工设计需要考虑四个方面的问题：（1）图案和文字的立面造型效果，跨越几十块板，如何能确保图案、文字和板块锯齿型的连续性、对接顺畅性。（2）锯齿型浮雕GRC板安装精度高。单块GRC板块含背附钢架重达300KG，普通人力无法安装，特殊安装节点，对单元板块的安装精度要求更为严格。（3）锯齿型浮雕GRC板运输难。建筑四周场地无法硬化的特殊性，GRC板块数量多，编号多、工期紧，运输任务重，施工压力大。（4）锯齿型浮雕GRC板竖向板块缝采用明缝按装胶条效果不做打胶处理，后期有渗水隐患。

GRC板块的图案、文字和板块锯齿型的连续性、对接顺畅性必须从源头抓起，由项目部对加工厂负责人员进行技术交底，充分理解设计意图，严格遵守图纸设计，掌握和了解图纸中的细节，先进行1：1的样板施工，充分了解GRC加工材料的特性，最大限度的控制板材的加工误差[5-8]。

施工现场再把控好测量放线这关，对现场进行实际测量，从开始就对其误差进行调整以便做到安装施工正确无误，垂直方向用钢丝绳每10m一道控制线（4块GRC板），水平方向用钢丝绳每7.2m一道控制线（6块GRC板）。把板块及安装误差调节在水平与垂直控制网格内，误差不得有积累误差，其中心偏差[10mm，标高偏差[20mm。放线测量时风力不大于3级。执行三检（加工厂自检、项目部检测、安装班组检查）对到工地现场的GRC产品的检查。其垂直度[3mm，平面度用2m靠尺测量[2.5mm，并符合设计要求，相邻两块板材高低差[3mm。对不合格的材料进行报废处理，GRC板块允许误差范围见（表3）。

表3 GRC板块允许误差范围

针对项目施工条件划分为两个施工段，依据工期要求A、B两区同时进行施工，根据GRC板块的划分安装后置埋板，通过转接件与龙骨栓接，采用定尺龙骨经济效益高，还能做到绿色施工。在连接件三维空间定位准确后要进行连接件的临时固定即点焊。点焊时每个焊接面点2点～3点，要保证连接件不会脱落。协调施工同时两人都要做好各种防护，点焊人员必须是有焊工技术操作证，以保证点焊的质量。对初步固定的连接件按层次逐个检查施工质量，主要检查三维空间误差，一定要将误差控制在误差范围内。三维空间误差工地施工控制范围为垂直误差小于2mm，水平误差小于2mm,进深误差小于3mm。质量人员要对其进行逐个检查验收并记录，对不合格处进行返工改进。验收合格后对焊接破坏的位置做防腐处理。

本项目GRC挂板造型特殊，板块图案样式繁多，需要字体拼接，施工系统较为复杂，工序较多，施工控制节点较多，要求在下单时必须对所有产品进行整理分类并明确产品编号，确保加工的产品数量、规格、编号及质量满足要求。GRC挂板每件板件均用一个独立号码，可根据其号码追索生产纪录。GRC挂板板块具有精细的板块编号图纸，方便生产、运输、安装等一系列流程，板块划分编码识别清晰。

将运至工地的GRC挂板按编号分类，检查尺寸是否准确，有无破损，按施工要求分区域将GRC挂板运至施工面附近，在运输过程中要有安全防护措施，摆放时要摆放平整。考虑到施工的经济性最后选用卷扬机吊装GRC挂板配合施工吊篮安装作业，GRC挂板安装，首先安装第一块产品，当第一块产品就位以后，应及时进行调整、校对，检查其中心线、水平线、平整度、垂直度、角度等。确定无误后，进行固定，并进行第二块产品的安装。安装完每一件材料后都要及时检验、调整，以避免积累误差。GRC挂板预留安装点位置应准确，连接件位置准确，并可以调整,用安装角码将GRC挂板角铁连接。

当产品安装完后，对整体GRC挂板的检查。检查合格后在缝隙处理时必须用专用GRC产品胶处理，补缝应符合设计的要求，补胶浆时不得在阴雨天气下进行。

采用特殊的胶条安装方式,与以往块状板材直接注入硅酮密封胶或直接塞入三元乙丙胶条不同。所述第一块块状板材与第二块块状板材平行并列设置一道宽度8mm～15mm的缝隙。缝隙由内到外依次安装铝合金胶条固定件、三元乙丙发泡胶条，保证缝隙良好的密封效果，也达到了防水效果，功能性与美观性并存（图6）。

图6 防水胶条安装节点

5 结语

近些年来，随着各地文化场馆的大量建设，设计师对建筑外观造型的要求越来越高，建筑幕墙越来越复杂，给幕墙施工技术增加了难度，带来了挑战。通过这次的施工实践运用，总结出一套较完整的锯齿型浮雕GRC板幕墙加工、施工体系，取得了较为满意的施工效果，并且在施工穿插流水化作业提供了参考，短时间内多专业协同施工，加强了幕墙深化设计管理和下料质量的控制是保证幕墙施工质量的关键，对于外立面大面积采用GRC浮雕幕墙施工，有比较好的借鉴意义。