戴君寶 徐 勇 賀 威 王 猛 尹 超

（中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司，北京 100000）

隨著建筑形式的多樣化發(fā)展，人們不僅對建筑本身的線條、空間和樣式有了更高的要求，而且對于建筑裝飾也提出了更高的美學(xué)要求。對于裝飾面層中的砌體磚塊的多樣性要求也越來越高，而對于彩磚的便捷性制作、排列以及磚與混凝土之間的協(xié)作等均沒有針對性設(shè)計(jì)[1]。目前，有關(guān)磚-砼復(fù)合陡曲面彩色清水混凝土的施工尚未有相關(guān)報(bào)道。景德鎮(zhèn)城區(qū)老瓷廠改造項(xiàng)目陶溪明珠工程彩色清水混凝土飾面層要求較高且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式復(fù)雜，墻體均為異形雙曲面彩色清水混凝土構(gòu)造，要求拼縫錯(cuò)亂無規(guī)則，且要有擠漿縫，對拱廊內(nèi)側(cè)為釉面磚且磚的排布效果呈現(xiàn)為雨滴型，且拼縫錯(cuò)落無規(guī)則均按彩色清水混凝土設(shè)計(jì)，混凝土澆筑完成后一次成型不作二次修飾，以專門排布的釉面磚為飾面[2]。拱廊外側(cè)為彩色木紋清水混凝土，成型后的混凝土表面不作修飾，以混凝土自然狀態(tài)為飾面，強(qiáng)調(diào)混凝土的自然表現(xiàn)肌理。因此，本工程陡曲面清水混凝土施工技術(shù)是難點(diǎn)，確保彩色木紋清水混凝土的表面拼縫錯(cuò)亂、擠漿縫、色澤統(tǒng)一無明顯色差是重點(diǎn)，釉面磚排布呈現(xiàn)雨滴型是重點(diǎn)[3]。

1 工程概況

景德鎮(zhèn)城區(qū)老瓷廠改造項(xiàng)目陶溪明珠工程是由我國著名建筑師崔愷院士主持設(shè)計(jì)，位于景德鎮(zhèn)市老城區(qū)陶溪川東側(cè)為宇路西側(cè)地塊、陶溪川一期項(xiàng)目的東北角，是大陶溪川地區(qū)的核心。陶溪明珠工程地上部分為鋼框架結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌異形拱廊，拱廊為不規(guī)則的陡曲面變曲率磚-砼復(fù)合清水結(jié)構(gòu)，拱廊墻體墻厚230mm～600mm，高度大于23m，總長度72.6m，拱頂為彩色清水混凝土飾面設(shè)計(jì)，拱底為掛釉面磚設(shè)計(jì)，內(nèi)側(cè)為釉面磚，面積約為2500m2，外側(cè)為彩色木紋清水混凝土面積約2365m2。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，拱廊使用了特殊定制馬牙槎做法的釉面磚，通過釉面磚預(yù)留孔洞做法，使鋼絲穿過孔洞將釉面磚固定在鋼筋網(wǎng)片上，避免釉面磚脫落。該技術(shù)施工便捷、固定模板效果好、降低了模板損耗，獲得了同行業(yè)專家的一致好評(píng)，并形成一套完整的、科學(xué)、先進(jìn)的施工關(guān)鍵技術(shù)，為后續(xù)開展的建筑工程施工提供豐富的資料、經(jīng)驗(yàn)和方法，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益。該建筑致力于建立一個(gè)服務(wù)于陶溪川地區(qū)年輕人的生活方式綜合體，強(qiáng)調(diào)功能靈活、具有多適應(yīng)性，主要功能包括辦公、商業(yè)、餐飲、地下停車、設(shè)備機(jī)房等。

2 BIM技術(shù)在拱廊釉面窯磚飾面施工中的應(yīng)用

陶溪明珠拱廊內(nèi)部如瓷廠窯洞內(nèi)歷練后般流光溢彩，以定制窯磚的釉面色彩設(shè)計(jì)、試驗(yàn)確認(rèn)和生產(chǎn)等為重點(diǎn)研究內(nèi)容。正常施工時(shí)釉面窯磚易發(fā)生脫落傷人，如何增大窯磚粘結(jié)力及其固定方法為施工重難點(diǎn)[4]。為滿足拱廊釉面窯磚飾面效果，利用BIM技術(shù)對釉面窯進(jìn)行施工前排布及施工時(shí)復(fù)核是本工程研究的重點(diǎn)內(nèi)容。拱廊內(nèi)部磚曲面正切方向進(jìn)行垂直排列，到轉(zhuǎn)向部分為斜向設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向部分的磚縫就會(huì)出現(xiàn)空隙，如何避免混凝土漏漿問題為重點(diǎn)研究課題。

為滿足拱廊內(nèi)部如窯洞般流光溢彩的釉面磚效果，按設(shè)計(jì)要求，對拱廊BIM 模型進(jìn)行排磚深化，確定拱廊內(nèi)部釉面磚顏色分布。借助BIM排磚模型導(dǎo)出排磚圖，并對排磚圖進(jìn)行區(qū)域分割、深化、編號(hào)，將BIM排磚圖按照1:1 比例打印，將打印排磚圖鋪設(shè)在地平面上，進(jìn)行釉面磚預(yù)排布，然后將打印排磚圖上墻、鋪設(shè)在模板上，指導(dǎo)釉面磚施工，如圖1所示。

圖1 BIM技術(shù)指導(dǎo)拱廊釉面窯磚飾面施工

定制窯磚的釉面色彩經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)調(diào)配并由設(shè)計(jì)認(rèn)可后進(jìn)行批量生產(chǎn)。釉面窯磚經(jīng)特殊加工擬采用馬牙槎做法，強(qiáng)化面磚與混凝土的粘接強(qiáng)度，抵抗平行于面磚的剪力。混凝土澆筑時(shí)，為進(jìn)一步增大釉面磚的抗脫落拉拔力，磚凹槽內(nèi)采用直徑3mm～3.5mm抗腐蝕的金屬銅絲與墻體鋼筋，可有效保證在變曲線和拱形狀態(tài)下的整體性和連接穩(wěn)固性以及抗震性，并使用定制多段式對拉加固工具進(jìn)行面磚層壓緊，如圖2所示。

圖2 拱廊釉面窯磚飾面的做法

采用雙面膠+結(jié)構(gòu)膠的形式解決磚與磚之間漏漿的問題。相鄰的釉面磚體，兩長向側(cè)面雙面膠進(jìn)行相互連接，面磚層外表面的磚縫開口處封堵結(jié)構(gòu)膠，增強(qiáng)磚砼復(fù)合結(jié)構(gòu)的磚體部分的整體性以及抗?jié)B性。

3 異形陡曲面墻體模板體系施工

根據(jù)以往項(xiàng)目的相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，本工程異形曲面墻體采用等距垂直墻面定型背楞+條形襯板木模板施工體系施工，如圖3 所示。模板施工時(shí)，通過現(xiàn)場設(shè)立模板加工廠，縮短所用模板的生產(chǎn)周期、節(jié)省模板體系輸運(yùn)時(shí)間、施工操作便捷、安裝難度小、定位體系高效化、模板加固便捷、模板體系適用性高、可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整各施工部位所需模板的生成優(yōu)先層級(jí)[5]。

圖3 異形陡曲面墻體模板體系

木質(zhì)定型背楞木模板施工體系根據(jù)施工體系的特點(diǎn)結(jié)合技術(shù)人員給予圖紙理解及三維模型軟件Rhino&Grasshopper 的應(yīng)用，完成異形彩色清水混凝土建筑深化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對其木質(zhì)框架木模板施工體系各施工環(huán)節(jié)的細(xì)化分解，依靠高效化管理結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場，合理安排工程作業(yè)勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)各施工環(huán)節(jié)的工廠流水化作業(yè)，最大效率地提高工程施工效果，節(jié)約施工工期。具體模板設(shè)計(jì)如下：

根據(jù)以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，襯板采用12mm 厚清水模板；墻體造型相對平緩的部位使用單層12mm厚襯板，造型變化較大的部位使用多層3mm 厚水曲柳模板；襯板鋪設(shè)使用的槍釘長度最小長度不得低于20mm，釘裝時(shí)釘槍應(yīng)保持斜向釘裝增加抓附力；襯板為多層3mm 水曲柳模板時(shí)，槍釘長度不低于30mm，鋪裝時(shí)每層水曲柳模板必須錯(cuò)縫釘裝；根據(jù)墻體造型曲線曲率變化的大小，襯板加工為長度不等寬度保持在400mm～600mm范圍內(nèi)的條形板；鋪裝拱廊底部墻體等曲率相對平緩等部位時(shí)，可采用面積較大的單塊襯板[6]；襯板釘裝時(shí)槍釘間距保持在8mm～15mm 區(qū)間內(nèi)，所有槍釘必須全部釘在背楞模板上，不得出現(xiàn)空釘現(xiàn)象；釘裝完成后使用木工錘將釘頭錘入板條內(nèi)，釘頭不得凸出襯板面，影響后續(xù)面板安裝；襯板釘裝時(shí)應(yīng)預(yù)先鋪貼，檢查襯板條間隙，間隙過大時(shí)應(yīng)額外增加小板條，間隙不得大于3mm；襯板端口接頭部位釘裝時(shí)槍釘間距應(yīng)加密釘裝，以保證襯板與背楞的連接牢固性；現(xiàn)場在作業(yè)面以外應(yīng)設(shè)立單獨(dú)的加工區(qū)域，襯板條鋪裝時(shí)如需要必須在作業(yè)面加工襯板時(shí)，必須做好作業(yè)面的圍擋遮蔽等防塵防污染工作，避免鋸末掉入墻體模板內(nèi)部形成夾渣現(xiàn)象。

定型背楞寬度采用100mm 等寬定型背楞，造型與墻體造型一致；曲面墻體定型擬態(tài)構(gòu)件及加固體系受力次龍骨，間距150mm；定型背楞與墻體保持90°垂直連接，作為受力龍骨體系參與模板加固對拉體系中[7]。將模板所受的混凝土側(cè)壓力傳遞至模板加固主龍骨；模板龍骨順直，規(guī)格一致，和面板緊貼，同時(shí)滿足面板反釘?shù)囊螅哂凶銐虻膭偠?，能滿足模板連接需要；龍骨尺寸要求：木質(zhì)次龍骨尺寸為36mm×100mm，用18mm厚的模板制作則需使用兩條進(jìn)行拼裝，接縫處需錯(cuò)開，使其形成一個(gè)整體。

4 陡曲面拱廊拱頂異型階梯狀體系施工

拱頂異型階梯狀模板寬度及高度需要經(jīng)過設(shè)計(jì)單位確認(rèn)，確認(rèn)無誤后才可進(jìn)行施工；采用整體預(yù)拼裝大模板方式進(jìn)行施工，防止大模板重量過大，預(yù)拼裝異型階梯模板不超過2個(gè)階梯；襯板采用槍釘與背楞模板連接，槍釘間距不得超過10mm，以此保證造型的效果及連接的可靠性；背面襯板與背楞板需使用連接片進(jìn)行連接，連接片間距不得超過20mm，以此保證襯板與背楞模板連接的穩(wěn)固性，從而保證造型不變[8]；襯板與背楞板安裝完成后，根據(jù)深化圖安裝木紋板，使用槍釘將木紋板固定在背楞模板上部，安裝時(shí)槍釘不可直接打在木紋板表面，需從側(cè)面進(jìn)行釘裝，以此保證混凝土澆筑完成后表面不會(huì)出現(xiàn)釘子眼，槍釘間距不得超過100mm，防止木紋板安裝不牢。

5 磚-砼復(fù)合陡曲面拱廊飾面對拉加固體系

對拉螺桿擬采用特殊定制的彩色清水混凝土專用五接頭高強(qiáng)度螺桿，釉面磚部位采用250mm×23mm×2mm的高強(qiáng)度彈簧鋼拉片加墊片用螺母與高強(qiáng)度國標(biāo)M16 絲桿進(jìn)行連接。螺栓布局依據(jù)釉面磚的尺寸規(guī)格，以水平間距450mm、豎向間距480mm進(jìn)行排布。本工程因?qū)η逅炷帘碛^效果要求高，尤其是線、面、縫、洞等細(xì)部處理，為減少螺桿眼的失水率，采用了GFN（玻璃纖維尼龍）清水定制堵頭，新設(shè)計(jì)的堵頭改變絲桿尾部立角，將與模板接觸端的末端絲紋增加成倒角，使得絲帽緊固模板時(shí)能達(dá)到更好的緊固效果，螺栓型堵頭可保證螺母與模板形成夾緊式固定，避免其發(fā)生不同步變形。

6 結(jié)語

以景德鎮(zhèn)城區(qū)老瓷廠改造項(xiàng)目陶溪明珠工程為例，在研究拱廊施工重難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對磚-砼復(fù)合陡曲面彩色清水混凝土拱廊的施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，得出以下幾個(gè)結(jié)論：

（1）基于BIM技術(shù)對釉面窯進(jìn)行施工前排布，然后將打印排磚圖上墻、鋪設(shè)在模板上指導(dǎo)釉面磚施工，釉面窯磚經(jīng)特殊加工擬采用馬牙槎做法，強(qiáng)化面磚與混凝土的粘接強(qiáng)度，抵抗平行于面磚的剪力，達(dá)到了加固的效果；

（2）分析了等距垂直墻面定型背楞+條形襯板木模板體系施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了陡曲面清水混凝土結(jié)構(gòu)的造型成型；

（3）研究了陡曲面拱廊拱頂異型階梯狀體系施工技術(shù)、磚-砼復(fù)合陡曲面拱廊飾面對拉加固體系，確保了彩色木紋清水混凝土的表面拼縫錯(cuò)亂、擠漿縫、色澤統(tǒng)一無明顯色差，釉面磚排布呈現(xiàn)雨滴型且安裝牢固。