陡曲面異形拱廊釉面窯磚施工技術(shù)研究

楊 斌 鄒 洋 李 辛 梁 添 楊洪飛

（中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司，北京 100000）

隨著建筑造型藝術(shù)的發(fā)展，人們對線條的追求顯得更為嚴(yán)苛，一些異型曲線造型在建筑中的使用變得頻繁，為了達(dá)到色彩的變化，同時與結(jié)構(gòu)保持相得益彰，前面的裝飾也日益復(fù)雜。這些復(fù)雜的造型以及裝飾墻面都對施工提出了巨大的要求，特別是在一些異性雙曲面墻體中，為了表現(xiàn)墻體的圓潤曲線，對混凝土的澆筑要求一次成型，同時對釉面裝飾需要達(dá)到自然的拼接，不會出現(xiàn)擠漿縫，且釉面裝飾錯縫拼接自然，以達(dá)到隨機(jī)生成之效果。目前，建筑墻體的面磚要么在安裝基底修建完畢后采用灰漿粘結(jié)到安裝基底上，此時由于灰漿層薄，灰漿的飽滿度很低，導(dǎo)致面磚的固定不牢靠；要么在安裝基底修建完畢后在安裝基底外砌筑新的墻體形成復(fù)合墻，此時受限于修建方法，不能用于建筑頂棚或者二層以上的建筑的外墻，有關(guān)陡曲面異形拱廊釉面窯磚面層的施工尚未有相關(guān)報道。本文嘗試?yán)冒l(fā)明專利《一種釉面磚的固定系統(tǒng)》對陡曲面異形拱廊釉面磚進(jìn)行施工指導(dǎo)，達(dá)到積累陡曲面異形拱廊釉面窯磚施工提供施工經(jīng)驗以及為技術(shù)的推廣提供基礎(chǔ)的目的。

1 工程概況

景德鎮(zhèn)城區(qū)老瓷廠改造項目陶溪明珠工程位于江西省景德鎮(zhèn)市珠山區(qū)，是景德鎮(zhèn)城區(qū)老瓷廠改造項目核心子項目，總建筑面積4.28萬m2，建筑高度23.7m，地下3層，地上5層，總工期3年。陶溪明珠的建筑造型取義傳統(tǒng)窯體，以一條南北橫穿建筑的彩色清水混凝土拱廊為核心，整體外形呈一個耳朵狀。同時，工程采用復(fù)雜多變的鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、景觀鋪裝及彩色釉面瓦等，并大量組合式應(yīng)用新材料、新技術(shù)、新工藝，將藝術(shù)與城市生活相結(jié)合，引入傳統(tǒng)里弄，置入天井空間，打造多彩的城市生活新空間。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，其、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)，拱頂為彩色清水混凝土飾面設(shè)計，拱底為掛釉面磚設(shè)計，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。本工程由中國工程院院士、著名建筑師崔愷院士主持設(shè)計，項目建成后，陶溪明珠將成為景德鎮(zhèn)大陶溪川地區(qū)的標(biāo)志性建筑，連通城市公共空間，為景德鎮(zhèn)旅游文化發(fā)展添瓦加力。

2 陡曲面異形拱廊釉面窯磚施工重難點分析

本項目彩色清水混凝土面層飾面效果要求拱廊內(nèi)側(cè)為釉面磚且磚的布置為雨滴型，外側(cè)下部分則為彩色木紋清水混凝土，拱頂起弧段則為階梯形彩色木紋清水混凝土。彩色清水混凝土飾面層要求較高且結(jié)構(gòu)設(shè)計形式復(fù)雜，墻體均為異形雙曲面彩色清水混凝土構(gòu)造，設(shè)計師要求拼縫錯亂無規(guī)則，且要有擠漿縫。設(shè)計師對拱廊內(nèi)側(cè)以專門排布的釉面磚為飾面，混凝土澆筑完成后一次性成型不做二次修飾，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做修飾，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，本工程彩色清水混凝土要求高，確保彩色木紋清水混凝土的表面拼縫錯亂、擠漿縫、色澤統(tǒng)一無明顯色差是重點，釉面磚排布呈現(xiàn)雨滴型是重點。

陶溪明珠拱廊內(nèi)部如瓷廠窯洞內(nèi)歷練后般流光溢彩，定制窯磚的釉面色彩設(shè)計、試驗確認(rèn)、生產(chǎn)等為重點研究內(nèi)容。正常施工時釉面窯磚易發(fā)生脫落傷人，如何保證釉面磚成型效果呈現(xiàn)雨滴型，澆筑混凝土振動棒振搗時磚不會脫落，如何增大窯磚黏結(jié)力及其固定方法是施工重難點。

3 陡曲面異形拱廊釉面窯磚施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于BIM技術(shù)的釉面窯磚飾面排布

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復(fù)核是本工程研究的重點內(nèi)容。對拱廊內(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，轉(zhuǎn)向部分的磚縫就會出現(xiàn)空隙，如何避免混凝土漏漿現(xiàn)象發(fā)生為重點研究課題。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)計要求，對拱廊BIM模型進(jìn)行排磚設(shè)計，對拱廊內(nèi)部釉面磚顏色分布進(jìn)行確定。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，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深化模型導(dǎo)出的排磚圖

定制窯磚的釉面色彩經(jīng)多次實驗調(diào)配，并由設(shè)計認(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)化面磚與混凝土的黏接強(qiáng)度，抵抗平行于面磚的剪力?；炷翝仓r，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的抗腐蝕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。

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)磚體部分的整體性以及抗?jié)B性。

3.2 滴水線條的施工技術(shù)

彩色清水混凝土屬于一次澆筑成型，不做任何外飾，內(nèi)側(cè)采用釉面磚效果，外側(cè)直接采用現(xiàn)澆彩色木紋清水混凝土的自然表面效果作為飾面層。表面禪縫豎向通縫、橫向無規(guī)則錯縫，且要有擠漿縫、色澤均勻，后期只在表面涂刷一或兩層透明氟碳保護(hù)劑，用于隔絕混凝土與空氣接觸，避免混凝土表面與空氣發(fā)生氧化導(dǎo)致混凝土面層肌理被腐蝕；透明氟碳保護(hù)能力有限，只能有效隔絕雨水效果，無法形成自然排塵作用，隨著時間推移自然雨水?dāng)y帶空氣中的灰塵會慢慢在彩色清水混凝土表面的透明氟碳保護(hù)層上形成一道道雨水淚痕。因此，在彩色清水混凝土施工中門窗洞口及外墻樓板上需要設(shè)計滴水線條進(jìn)行有效的排水處理，避免造成墻體污染。本項目外墻部位窗洞口擬設(shè)置滴水線條，滴水線條是用20mm×15mm×12mm的梯形截面明縫條，用自攻螺絲將其固定于模型上，在混凝土澆筑完成后拆除，如圖2所示。

圖2 滴水線條效果示意圖

3.3 曲面異形拱廊釉面磚襯板安裝

次龍骨安裝完畢后安裝襯板，中途不可換人，以免換人后交接不足導(dǎo)致襯板拼裝錯誤，直至項目完工。根據(jù)施工部位造型特點擬采用兩種規(guī)格的基地模板：單層12mm清水專用模板與單層17mm清水專用素面板，前者用于頂部墻體造型復(fù)雜多變的部位，后者用于墻體造型變化相對較緩的部位，分割成寬度在450mm～600mm不等寬條形板均勻地鋪貼在木質(zhì)定型背楞板面層。

鋪裝拱廊曲率相對平緩的部位時，可采用面積較大的單塊襯板；襯板釘裝時，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；每塊襯板釘裝間隔為2mm～5mm，確保能看見背楞走向，為后面粘貼釉面磚定位控制線做鋪墊。襯板端口接頭部位釘裝時槍釘間距應(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)立單獨的加工區(qū)域，襯板條鋪裝時如需要必須在作業(yè)面加工襯板時，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。

安裝完畢后，管理人員采用三維掃描儀對拱廊整體進(jìn)行掃描檢查和復(fù)核，然后根據(jù)復(fù)核結(jié)果，工人進(jìn)行細(xì)部微調(diào)，直至完全還原設(shè)計造型為止，如圖3 所示。直墻的襯板則采用單塊模板進(jìn)行拼裝，用自攻釘從背面與幾字梁連接起來，間距300mm；襯板與襯板之間的拼縫使用連接片用自攻螺絲進(jìn)行連接，連接片間距不得超過200mm。

圖3 釉面磚襯板安裝圖

3.4 曲面異形拱廊釉面窯磚飾面層安裝技術(shù)

基于中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司發(fā)明專利《一種釉面磚的固定系統(tǒng)》，安裝曲面異形拱廊釉面磚窯面層，釉面磚鋪裝前需檢查基底襯板面是否平整順滑、無起伏凹凸、整體平滑及磚面無破損等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象應(yīng)進(jìn)行返工處理；檢查襯板滿足鋪裝釉面磚要求后，根據(jù)設(shè)計師確認(rèn)完畢的排布圖打印1:1 的釉面磚排布圖，將1:1 的排布圖安裝至襯板上部，用自攻螺絲進(jìn)行固定，工人不可私自裁剪，現(xiàn)場由管理人員跟進(jìn)，預(yù)防工人私自剪切粘貼。

安裝釉面磚之前管理人員現(xiàn)場需放釉面磚控制線，間隔1.5m設(shè)置一條控制線，而后工人需根據(jù)控制線裝訂木條，控制木條裝訂完成之后，安裝釉面磚工人不可私自移動木條；木條板塊兩側(cè)釉面磚的塊數(shù)需達(dá)成一致；釉面磚方向由木條控制，釉面磚顏色及尺寸由排磚圖控制，釉面磚平行于軸線，每一塊釉面磚整體垂直于地面，嚴(yán)格按照此流程安裝釉面磚。

整體釉面磚豎向通縫不得錯縫，水平方向則是無規(guī)則錯縫不得出現(xiàn)通縫，隔一通一也不得出現(xiàn)；將經(jīng)過挑選及粘貼完雙面膠和穿好銅絲的釉面磚用人工搬運到現(xiàn)場，選擇排布圖釉面磚的編號對應(yīng)的顏色與尺寸將釉面磚涂上雙面膠用銅絲固定到襯板上；安裝釉面磚是每塊磚側(cè)面需貼上海綿雙面膠條，并且在海綿雙面膠條后面涂上一層結(jié)構(gòu)膠，以此防止?jié)仓炷習(xí)r釉面磚漏漿，增加磚與磚之間連接的牢固性，如圖4所示。

圖4 曲面異形拱廊釉面窯磚飾面層安裝

安裝釉面磚時，每塊磚均需用銅絲加自攻螺絲將其固定在襯板上面，防止混凝土振搗時釉面磚脫落；鋪貼釉面磚的同時，需安裝特殊定制的鋼拉片高強(qiáng)螺桿，防止后期鋼拉片高強(qiáng)螺桿無法安裝，螺桿間距根據(jù)釉面磚的規(guī)格尺寸及考慮加固的穩(wěn)固性按450mm×480mm 布置；釉面磚鋪設(shè)完成后，間隔1m 左右在磚背面放置一層鋼筋網(wǎng)片，用鋪磚時預(yù)留出來的銅絲與鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行連接，以此防止混凝土澆筑完成后，磚與混凝土的咬合力失效后還有一層加固措施，防止后期釉面磚脫落。

4 結(jié)語

以景德鎮(zhèn)城區(qū)老瓷廠改造項目陶溪明珠工程為研究背景，在研究陡曲面異形拱廊釉面窯磚施工重難點的基礎(chǔ)上，基于發(fā)明專利《一種釉面磚的固定系統(tǒng)》對陡曲面異形拱廊釉面窯磚的施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，得出以下幾個結(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)到了加固效果；雙面膠+結(jié)構(gòu)膠的形式解決了磚與磚之間漏漿的問題。

（2）施工中門窗洞口及外墻樓板上需要對滴水線條進(jìn)行有效的排水處理，避免飾面磚與磚之間的水密性不足而造成墻體污染。

（3）研究了曲面異形拱廊釉面磚襯板安裝、曲面異形拱廊釉面窯磚飾面層安裝技術(shù)，滿足了墻體在復(fù)雜多變的造型條件下的釉面安裝，以及保證了磚與混凝土牢固連接，防止后期釉面磚脫落。