外墻不規則造型混凝土掛板深化設計及施工

白永寧，尤佳，申洋洋，范丹嵐

（中建二局裝飾工程有限公司，北京 100000）

1 引言

本工程為河北省第四屆（邯鄲）園林博覽會項目，其中，南大門入口、澗溝陳展館、景觀塔以混凝土掛板幕墻及玻璃幕墻系統相結合，混凝土掛板幕墻的特點為板塊龐大，掛板質量（80 kg/m2）且規格繁多，所有掛板全部由工廠加工定制完成，運輸到現場吊裝及拼裝調差。

2 項目重難點分析

1）施工工期緊，混凝土掛板定制加工周期長。

2）原設計圖紙無法達到施工圖要求，需進行深化設計。

3）混凝土掛板料單及加工圖要求精度高，不允許錯漏的情況發生，避免返廠重做加做，造成時間及成本損失。

4）對掛板骨架安裝精度要求高，為節約時間，板塊進場與安裝無縫對接，在板塊進場前，所有龍骨安裝調差完成，板塊進場后直接吊裝上墻，解決快速精準安裝的要求及避免占用大量場地堆放空間。

5）南大門入口、澗溝陳展館、景觀塔，都是不規則結構形態且3個單體項目在不同的施工地點，分別由3個隊伍同時進行施工安裝，導致技術交底過程煩瑣復雜[1-2]。

3 深化設計

3.1 項目現場考察

到項目現場拍照、勘測、復核尺寸，與項目總工溝通項目的具體設計要求，并根據要求給出相應的設計理念與方法。

3.2 設計方案交底

設計單位設計負責人向項目總工及設計深化組成員進行設計交底，設計需通過建筑效果圖、CAD圖紙、相關設計理念將本項目設計內容及設計思路向項目深化成員交底闡述，并根據現場施工環境及施工工期討論特殊節點深化、復雜造型優化、制定深化周期、確定圖紙深化思路等事宜。

3.3 三維圖審，圖紙糾錯

根據原設計圖紙及方案，繪制BIM模型，對施工圖設計模型內的所有內容進行設計查錯，發現圖紙中的錯漏碰缺及各專業間的沖突，利用可視化技術進行幕墻表皮與主體鋼結構的碰撞檢測，逐個排查解決碰撞問題，如圖1所示。

圖1 BIM模型糾錯圖

3.4 BIM深化設計

以原方案BIM模型基礎進行三維深化設計，配置方案設計模型相應的材料，生成彩色平面、立面、剖面圖、軸測圖、透視圖、效果圖、漫游動畫，通過與業主及設計院進行可視化溝通，達到快速高效的設計方案評審過程。

3.5 平、立、剖面出圖

BIM深化設計方案通過后，根據此方案對平面設計進行深化，深化完成后提交給現場總工審核，才進入下一設計階段——立面深化設計階段，立面深化完成后，提交給現場總工審核，審核后再進行大樣剖面深化工作。

3.6 圖紙細化、材料深化

將BIM深化模型再次進行碰撞檢查，把細部節點優化整理，單獨提取復雜施工節點模型，放大整合為后期施工交底做好基礎。整合綜合模型及細部模型，對BIM模型系統化調整。以上工作完成后進行BIM出圖、深化圖紙排版、材料標注、物料計劃編寫等工作，如圖2所示。

圖2 基于BIM模型的材料編號圖

3.7 圖紙會審

組織設計單位、建設單位、監理單位、施工單位參加本項目有關的圖紙會審會議，對深化圖中的疑問進行解答，對圖紙中的不足進行調整確認。

3.8 駐場設計

對現場施工圖進行交底、與設計及技術人員溝通、現場圖紙深化維護。

4 材料加工

4.1 材料加工設計

根據深化設計階段深化完成并審核后的BIM模型，進一步優化細部節點，將需要加工的特殊構建材料進行分類，并進行更深層次的加工優化，制出精度更高的材料加工模型。并轉換為可供廠家加工的加工圖。

4.2 材料進場時間控制

利用BIM模型提取各部位的材料、構件等相關屬性信息，生成文件明細表，精確統計各項常用指標，輔助商務技術指標測算。應用明細表階段性統計出來的工程量，分時間、階段、用量安排材料進場計劃，避免材料進場不及時、不夠用、不全面、亂堆亂放的現象發生。還可以充分地與整體項目用材對比，控制整體的成本造價及核算指標。

運用BIM技術進行子項的工程量分析，提前預知哪些子項的漏項，避免工程量、材料量會有大幅的增減，影響工程造價，通過此分析進而達到成本控制目的。對所有板塊分區域進行編號，現場依據板材編號，指導材料進場時間及安裝順序。

5 施工準備

1）安裝掛板的主體結構施工已經完成，并驗收、移交完成。

2）安裝掛板的骨架預埋件已安裝到位。

3）確保掛板安裝的施工環境安全防護措施已到位。

4）掛板安裝施工前，對掛板安裝的施工流程進行BIM模擬施工，且技術管理人員已論證審核。

5）對現場施工作業人員進行技術培訓和安全技術交底，通過三維動畫交底、圖紙交底、施工技術交底讓作業人員全面了解施工過程，同時將交底內容上傳至云平臺，作業人員施工過程中仍可查看。

6 施工過程

6.1 放線定位

由項目技術部通過BIM模型繪制合理的放線圖并出圖審核，根據BIM放線圖紙結合現場實際結構軸線、標高線由測量員指導放線，待預埋件定位線、牛腿定位線及掛板定位線放線完成后，測量員及質檢員依據放線圖對現場進行放線驗收。

6.2 按照要求設置預埋件并焊接連接件

主體大規模施工時，要按照及設計要求，準確設置埋件的位置，并固定牢固。在此基礎上焊接連接件。施工前需要準備一些2～12 mm的糾偏墊鐵，以方便調整預埋件的點位偏差。然后按照三維放線圖紙將連接件與結構埋件之間焊接起來。

6.3 外側保溫層處理

在完成連接件與預埋件的焊接工作后，嚴格按照方案進行保溫層的施工，聯系監理報驗，做好隱蔽工作。根據外保溫專項施工方案及技術交底要求，對掛板和結構之間的保溫層進行施工，并進行質量檢查，無問題后再進行下一道工序的施工。

6.4 掛板運輸方式

掛板的運輸方式有兩種：一是水平運輸，通常情況下使用平板車；二是垂直運輸，使用龍門架或者汽車吊。按照前期施工計劃進行掛板運輸工作，在運輸前需確認掛板的編號，確保掛板編號正確，再進行運輸工作。這樣做可以有效預防現場材料堆積的情況出現，避免掛板破損和作業面緊張的問題。

6.5 掛板安裝

掛板經過吊裝運送到指定位置后，經過與輕量化平臺BIM模型的對比，確定滿足安裝條件后方可進行安裝工作。

首先，利用手動葫蘆及調節螺桿的配合，對掛板進行微調，在確認掛板水平及垂直高度無問題后，利用頂絲調節掛板的垂直平整度，這時工人需要拿出水平儀及靠尺測量掛板安裝精度，使掛板的接縫寬度及垂直平整度滿足國家規范及設計要求。待掛板全部校正完畢后，初步固定連接件，驗收合格后再固定結實。本項目門窗大部分采用獨立的固定方式與結構連接，門窗與掛板之間交接的位置需要用硅酮耐候膠等材料填補密實。

6.6 防銹漆涂刷處理

掛板施工作業完成后，所有焊接部位必須進行防銹漆的涂刷工作，此項施工必須符合設計要求。在涂刷防銹漆之前，需要把焊縫位置清理干凈。

6.7 嵌縫施工

掛板板縫之間需進行嵌縫處理，選用的嵌縫密封膠必須滿足國家相關規范要求，根據實際情況選擇密封膠，以確保建筑防水要求。嵌縫施工前，需對材料進場進行復核，確保材料的密封相容性符合要求，檢驗合格后方可使用。

1）板縫基層處理：對掛板板縫進行清潔處理，清除板縫中的灰塵雜質，清除完畢后在掛板板縫涂刷底漆一道，待底漆上完后涂刷面漆。

2）背襯棒填充：背襯棒對掛板板縫的接口深度有重要作用，背襯棒填充應符合設計要求。

3）嵌縫美紋紙：嵌縫密封膠注膠前需在掛板板縫兩側粘貼美紋紙，用來保證注膠平整順直，還能保護掛板不被污染。

4）密封膠注膠：上述作業完成后使用膠槍打膠，注膠時確保膠體密實、膠體均勻、同一板縫確保膠體顏色相同、密封膠接頭需平滑。

6.8 保護劑處理

本項目采用的混凝土掛板表面必須按照國家標準和設計要求進行保護劑的涂刷工作，這項工作可以在掛板安裝施工前進行，也可以在之后進行。本工程在安裝前后均有涂刷。

7 實際效果

通過BIM深化設計和精細化管理，此項深化設計、施工流程在本工程中的混凝土掛板施工得到了成功應用。裝飾效果、施工質量和施工進度都得到了業主單位、監理單位的認可，為企業在不規則造型混凝土掛板方面積累了寶貴經驗，為以后承接類似項目提供了強有力的技術支持。

8 結語

外墻不規則混凝土掛板深化設計和施工，在深化設計階段為本項目奠定了精細化、全方位的施工深化；在準備階段通過BIM技術實現模擬施工、材料下單，解決了技術交底和材料下單加工的難題。避免了項目開工后因圖紙錯漏、交底不充分、人工安排不合理、材料加工不精密等原因造成的人工浪費、材料浪費、質量不達標等問題。此項實施工藝一次成活率高、完工效果好，受到了業主的好評。