文／曾程、駱曉亮、賈琦 中國建筑第八工程局有限公司上海分公司 上海 200000

1、清水混凝土深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）清水深化設(shè)計(jì)要在建筑師對清水外立面效果的基本要求下展開，一般建筑師對禪縫、明縫、螺桿孔眼等清水元素的排布都要一些要求，深刻理解建筑師的意圖后展開深化設(shè)計(jì)工作；

（2）清水深化設(shè)計(jì)最終將形成清水深化立面效果圖，主要包含禪縫、明縫、對拉螺桿孔眼的排布，同時(shí)還要機(jī)電等各專業(yè)的預(yù)留預(yù)埋情況。深化設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容比較多，土建、機(jī)電等專業(yè)要配合完成；

（3）禪縫、明縫、對拉螺桿孔眼的排布要從一個(gè)系統(tǒng)出發(fā)，不單單以一面墻為對象進(jìn)行深化，一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)禪縫、明縫要兜圈，如一個(gè)房間的四面墻要求做成清水效果，四面墻的禪縫、明縫要兜圈，每排螺桿孔眼在一個(gè)標(biāo)高上；

（4）禪縫、螺桿孔眼的排布要有規(guī)律，一般情況下從中間向兩側(cè)等距離排布；

（5）板區(qū)格的大小要考慮模板的損耗，根據(jù)市面上模板的規(guī)格考慮分割大??；

（6）螺桿孔眼的距離要根據(jù)對拉螺桿的承載力取值，不能超過限制，否則會出現(xiàn)變形過大或爆模；

（7）禪縫、明縫、螺桿孔眼的排布要結(jié)合現(xiàn)場施工情況進(jìn)行微調(diào)整，便于后期模板安裝；

（8）明縫的位置一般為施工縫的位置，結(jié)合施工部署進(jìn)行設(shè)置；

（9）對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)采用建立BIM模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)；

（10）深化設(shè)計(jì)圖紙需要設(shè)計(jì)、業(yè)主等單位確認(rèn)后才能按圖配模施工，施工前有一個(gè)圖紙確認(rèn)的過程，要控制好時(shí)間，提前完成深化設(shè)計(jì)工作。

下面分別從平面構(gòu)件及異形構(gòu)件分別舉例說明。

2、平面飾面清水構(gòu)件深化設(shè)計(jì)舉例

對于一般的平面清水混凝土構(gòu)件，首先畫出清水構(gòu)件的平面索引圖，對每個(gè)清水構(gòu)件進(jìn)行編號，然后畫出每個(gè)清水構(gòu)件的立面展開圖，根據(jù)建筑師的基本要求，對立面進(jìn)行分割，一般從中間向兩側(cè)等距離分割，水平禪縫能夠兜圈，對拉螺桿孔一般等距離排版，與模板禪縫的距離有關(guān)聯(lián)，禪縫、對拉螺桿孔排布完成后將圖紙?zhí)峤o機(jī)電各專業(yè)深化設(shè)計(jì)人員，將機(jī)電的預(yù)留預(yù)埋反映在立面圖上，完后將圖紙發(fā)給設(shè)計(jì)院確認(rèn)。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)師會給反饋意見，根據(jù)反饋意見對深化圖紙進(jìn)行修改，修改完成后，打印深化圖紙給設(shè)計(jì)、業(yè)主、施工、監(jiān)理等各方進(jìn)行確認(rèn)，根據(jù)確認(rèn)完成的深化圖紙配模進(jìn)行現(xiàn)場施工。（圖1）

圖1 清水立面深化效果圖

3、異形飾面清水構(gòu)件深化設(shè)計(jì)舉例

3.1 蘑菇體清水砼深化設(shè)計(jì)舉例

3.1.1 模板蟬縫分割深化設(shè)計(jì)

（1）經(jīng)濟(jì)性

考慮到現(xiàn)場面板最大控制尺寸1220×2440mm，且門洞頂標(biāo)高一般是在+2.300m處，所以第一道水平分縫設(shè)在與門洞頂齊的位置，底部設(shè)在-0.1標(biāo)高處，下部采用導(dǎo)墻墊高，充分利用面板尺寸，減少模板損耗。

（2）施工可行性

①第二道水平蟬縫位置需要考慮連梁高度，可以在全包連梁、不碰連梁和在連梁中間設(shè)置，不可只包連梁一小部分。

②對拉螺桿的設(shè)計(jì)在保證美觀的同時(shí)要考慮模板加固的困難與否，應(yīng)便于施工。

③有條件時(shí)，應(yīng)盡量考慮層間周轉(zhuǎn)的可能性，降低施工成本。

（3）美觀性

①統(tǒng)籌考慮結(jié)構(gòu)、建筑高差對蟬縫分割的影響，結(jié)合施工可行性和美觀性進(jìn)行對拉螺桿設(shè)計(jì)。

②對于由多段不同半徑的圓弧組成的橢圓，為使鋼框方便加工和現(xiàn)場施工，需在各個(gè)變半徑處，內(nèi)模變墻厚處、異形洞口處中間或兩側(cè)、底板變高差處設(shè)置豎縫，同時(shí)為提高美觀性豎縫間隔在施工允許的情況下盡量擴(kuò)大。

③對于比較大的異形洞口，為保持美觀一般取大分縫，比如雙曲型洞口，為保證連續(xù)性和美觀性，分縫設(shè)在了曲線端部起點(diǎn)的兩側(cè)，這個(gè)寬度雖然超出了現(xiàn)場模板的寬度，給施工增加了很大的難度，但能保證清水建筑的大氣和底蘊(yùn)。

④對于清水筒體中有外墻延伸出去的在延伸處會天然形成一條豎縫，在模板分割設(shè)計(jì)時(shí)注明，鋼框需在此處做角模。

⑤如有大型預(yù)埋件例如防火卷簾門導(dǎo)軌盒時(shí)，分縫在周邊結(jié)構(gòu)允許的情況下一般設(shè)置在預(yù)埋件的兩側(cè)或者門的中間，同時(shí)還需考慮該預(yù)埋件是全埋在墻內(nèi)還是部分外漏。

⑥分縫寬度盡量均勻，即使在結(jié)構(gòu)調(diào)整處分縫需改變也盡量不要與之前分縫寬度差的太多，同時(shí)盡量避免出現(xiàn)過窄和突兀的分縫。

⑦考慮吊頂標(biāo)高進(jìn)行水平蟬縫的分割設(shè)計(jì)。

（4）展開段的設(shè)計(jì)

①直圓段的分割應(yīng)能兼顧展開段的可行性。

②展開段分割應(yīng)以徑向延續(xù)，體現(xiàn)豎向紋理的自然順直。

③展開段的劃分應(yīng)考慮不同半徑的變化、不同墻厚、洞口的位置、洞口造型等多方面因素。

④展開段設(shè)計(jì)應(yīng)盡量充分利用模板架料，尺寸分割不宜過小，結(jié)合受力計(jì)算確定。（圖2）

圖2 展開段深化設(shè)計(jì)圖示意圖

3.1.2 機(jī)電預(yù)留預(yù)埋深化設(shè)計(jì)

（1）美觀性

①清水面上的機(jī)電末端均應(yīng)制作襯板，展現(xiàn)一種鑲嵌式美感。

②機(jī)電末端位置在滿足設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求，并避開螺栓孔的前提下，盡量與螺栓孔點(diǎn)位在一條豎直線上或以螺桿孔居中，展現(xiàn)一種對稱式美感。

③機(jī)電末端在洞口附近應(yīng)對稱放置或在上方居中放置。（圖3）

圖3 機(jī)電預(yù)留預(yù)埋平立面深化圖

（2）可行性

①機(jī)電末端預(yù)埋襯板的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮安裝的可行性，避開螺栓眼，盡量放置在一張面板上。

②機(jī)電末端預(yù)埋襯板較厚的平面位置應(yīng)盡量避開暗柱等鋼筋較大區(qū)域。

③機(jī)電末端預(yù)埋襯板尺寸應(yīng)比實(shí)際尺寸稍大（每邊大5mm～10mm），便于以后的安裝。

④機(jī)電末端預(yù)埋襯板的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮拆除的可行性，例如邊緣應(yīng)做成坡口，便于混凝土澆筑后襯板的拆除，避免邊角混凝土崩落。

3.2 清水螺旋樓梯深化設(shè)計(jì)舉例

本螺旋樓梯建筑師要求整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所用的水平禪縫兜圈；圓形清水墻豎向禪縫、螺旋樓梯底部禪縫及螺旋樓梯混凝土扶手豎向禪縫按一定的角度分布，且三者相互關(guān)聯(lián)，相對應(yīng)位置要求對縫。（圖4）

圖4 清水螺旋樓梯平面布置圖

深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)1：清水深化設(shè)計(jì)要從整個(gè)體系出發(fā)，綜合考慮各立面清水展開效果，保證整個(gè)體系的對縫要求。

深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)2：通過調(diào)整結(jié)構(gòu)板厚，保證從圓心出來的每條射線相對應(yīng)的螺旋樓梯底部的標(biāo)高相同，滿足對縫要求。（圖5、6）

圖5 調(diào)整前板厚

圖6 調(diào)整后板厚

深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)3：為了保證清水施工質(zhì)量，清水墻與梁分開施工，對連接部位配筋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少節(jié)點(diǎn)部位的配筋數(shù)量。（圖7）

圖7 保證清水螺旋樓梯底部的標(biāo)高相同示意圖

深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)4：原螺旋樓梯底部禪縫按每24一道分布，因每塊模板較大，四個(gè)角點(diǎn)在空間上高差較大，現(xiàn)場安裝困難，改為每6一道分布，每4塊位置相互對縫。（圖8）

圖8 清水螺旋樓梯梯段板平面投影圖

深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)5：通過建立數(shù)學(xué)方程對螺旋樓梯標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核。

一般旋轉(zhuǎn)樓梯是由同一圓心的兩條半徑不同的螺旋曲線組成螺旋面分級而成的。螺旋曲線方程如下：

x=acosθ，y=asinθ，z=bθ

式中，a為螺旋曲線在水平面上的投影圓的半徑；θ為夾角，b為參數(shù)，可由已知條件求得。通過方程式可以計(jì)算復(fù)核清水螺旋樓梯底部點(diǎn)的標(biāo)高。

4、BIM技術(shù)在清水混凝土深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模型建立（圖9）

圖9 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模型建立

4.2 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)深化

異型鋼結(jié)構(gòu)匯交節(jié)點(diǎn)，也正是鋼筋相交節(jié)點(diǎn)處。該處鋼筋能否按照要求排列開，與鋼結(jié)構(gòu)之間是否需要避讓，需要做何種必讓，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處鋼筋如何下料，沒有精準(zhǔn)的鋼筋節(jié)點(diǎn)BIM模型，這些問題都無法得到有效的預(yù)判和解決。在勁性清水混凝土的施工中，沒有通過有效的方法做足前期準(zhǔn)備工作，后期施工中將會出現(xiàn)各種問題，嚴(yán)重影響現(xiàn)場施工。（圖10）

圖10 復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)BIM模型

4.3 模板翻樣

多向弧面平面化下料尺寸的控制是一大難題，通過采用BIM技術(shù)（Pro-E軟件），根據(jù)分割，繪制鋼面板形狀，將曲面模板平面展開，直觀準(zhǔn)確的確定了下料尺寸和下料形狀的同時(shí)，提高了鋼面板的利用率。（圖11）

圖11 BIM模型模板翻樣

結(jié)語：

綜上所述，清水混凝土深化設(shè)計(jì)是清水混凝土施工中最關(guān)鍵的第一步，關(guān)系到清水混凝土工程能否施工，前期深化工作做得越細(xì)化、越充分，后期施工越順利，清水深化設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)師的清水效果要求，利用各種軟件為清水混凝土的深化設(shè)計(jì)提供輔助，達(dá)到精細(xì)化、精準(zhǔn)化、可視化、全面性要求。