结合BIM的预制空心带钢筋骨架GRC材料泛水技术应用研究

刘文方

(福建省二建建设集团有限公司 福建福州 350000)

0 引言

建筑物和水有分不开的关系，雨水、地下水、生活给排水等，都对建筑有着巨大的影响。建筑防水，关系到居住者的舒适度和卫生安全，是建筑的主要功能之一[1-3]。

传统的施工现场采用水泥砂浆制作屋面泛水，存在着施工繁琐、操作复杂和泛水易开裂的缺点，且工艺水准和施工质量极易受到施工人员技术水平的影响，从而使制作的泛水表面粗糙、整体美观性差[4]。BIM技术能够3D模拟现场施工，运用到施工现场预制泛水的排布上，能使泛水之间的对缝整齐美观。通过模具生产出的预制泛水精度较高，可避免因人为施工导致的形状不一。在水泥基材料中掺加玻璃纤维而成的GRC材料，有很强的抗裂能力，能够增加泛水的耐久性能[5-6]。采用30mm厚度的预制空心带钢筋骨架GRC材料泛水，能减少水泥和GRC材料用量，降低成本。因此，提出结合BIM技术的预制空心带钢筋骨架 GRC材料泛水技术。该技术降低了施工的成本、提高了预制泛水的耐久性，并结合BIM技术中的3D模块模拟泛水现场排布，整体美观性强。

通过多个项目的工程应用并不断总结改进，完善了结合BIM技术的预制空心带钢筋骨架GRC材料泛水施工技术，为工程施工提供参考。

1 结合BIM的预制空心带钢筋骨架GRC材料泛水技术优势

1.1 预制泛水和预制空心带钢筋骨架GRC泛水对比

常规的预制泛水存在着容易开裂的问题，影响泛水的美观性和耐久性。掺入GRC材料能增强泛水的抗裂能力，GRC材料泛水的玻璃纤维掺量、水胶比、胶砂比根据文献[7]、[8]，玻璃纤维掺量取2%、水胶比优选范围0.30～0.38、胶砂比优选范围1.0∶0.5～1.0∶1.2。按照上述配合比，能使预制的GRC泛水达到最优的抗裂、抗压性能。

本技术在常规的预制实心泛水的基础上，进行创新，提出了一种预制空心带钢筋骨架GRC泛水。预制泛水表面为30 mm厚度的钢筋骨架R角如图1所示，背部空心通过预制泛水和女儿墙之间的间隙填充沙子灌实如图2所示。预制空心带钢筋骨架GRC泛水相较于普通的预制泛水，不仅提高了泛水的抗裂能力，还减少了水泥砂浆和GRC材料的用量，降低了预制泛水的成本。

(a)正面图 (b)背面图

图2 背部灌实示意图

1.2 BIM技术排布泛水并确定泛水尺寸

施工图仅能从二维体现屋面女儿墙位置尺寸，实际施工不可能和施工图所体现的内容完全一致，仅从施工图中判断预制泛水尺寸数量，很可能出现预制件尺寸不符，导致无法使用的情况。

通过对施工现场的测量，得到屋面及女儿墙需铺贴泛水处准确尺寸，建立BIM三维模型，优先在三维模型中放置阴阳角泛水模型，确定出最适宜的阴阳角处泛水尺寸(非标准件)。而后，根据相邻阴阳角之间的直线距离，确定出阴阳角之间的泛水尺寸(标准件)，原则上，遵从标准尺寸泛水量多、非标准尺寸泛水少、泛水类型少。通过BIM技术，能够准确定出泛水的尺寸，并进行最优排布，能达到一体美观的效果。

由BIM技术确定泛水尺寸之后，根据工程量制定加工模具，原则上施工量小，建筑重复度小时，选用木模具，施工量大，建筑重复度高时，选用钢模具。

1.3 预制泛水接缝处理

常规的预制泛水现场施工时，在现场屋面及女儿墙的泛水安装位置里，弹出通线，调整好泛水之间位置后，进行铺贴，而后用水泥砂浆灌缝，涂刷墙体腻子，涂料饰面。这样的预制泛水不仅对缝不整齐，且在使用时极为容易出现开裂的情况。

预制空心带钢筋骨架GRC泛水现场施工时，在现场屋面及女儿墙的泛水安装位置里弹出通线预留出变形缝宽度，优先铺贴好阴阳角位置泛水，之后进行阴阳角之间的泛水铺贴，调整好泛水之间缝间距后，在泛水和女儿墙面的缝隙处填充沙子，灌实泛水背部，铺贴泛水条。虽然在预制泛水中添加了GRC材料，增强了泛水本身的抗裂能力，但是接缝处出现裂缝依旧会影响泛水整体的美观性。为了避免对缝处裂缝的产生，在接缝处采用了多道工序，对预制泛水接缝处首先用弹性腻子填充，后用聚合物抗裂防水砂浆刮底，之后加上玻璃纤网，涂刷墙体腻子，然后上抗碱涂料，最后对铺贴好的泛水进行涂料饰面修饰。用该技术施工而成的泛水对缝整齐、质量高、使用后不容易出现预制泛水对缝处开裂情况、整体美观性强。

2 BIM技术排布实例

利用BIM技术，确定预制GRC泛水尺寸和排布预制GRC泛水示例。

施工图纸和现场很难达到完全一致。故此，在施工现场进行实地尺寸测量，量测出女儿墙的精确尺寸，并利用BIM技术相关软件建立尺寸精确的施工现场女儿墙建筑模型，如图3所示。

(a)现场测量 (b)建模

通过已建立的BIM建筑模型，根据模型中阴角和阳角，确定出阴阳角泛水尺寸，原则是尽量使阴阳角泛水尺寸单一，一般情况下，建议只存在一种阴角尺寸和一种阳角尺寸，并将确定尺寸后的阴阳角在建筑模型上进行优先排布，如图4所示。

(a) 柱子处阴阳角 (b) 阴角 (c) 阳角

在已经进行阴阳角排布的建筑模型基础上，依据阴阳角之间的距离和伸缩缝与阴阳角之间的距离，确定直边泛水尺寸，其原则是使直边泛水尺寸种类尽量少。本示例阴阳角之间距离和伸缩缝与阴阳角之间的距离如图5(a)所示，根据图5(a)的距离尺寸，可定出直边泛水尺寸。按照尺寸种类尽量少的原则，本示例定出直边泛水尺寸为1120 mm和270 mm两种，并将确定尺寸后的直边泛水进行排布。泛水排布时，可通过调整泛水之间的缝宽，使泛水缝隙和伸缩缝对齐(图5(b))，达到泛水一体美观的效果(图5(c))。

(a)阴阳角之间距离和伸缩缝与阴阳角之间的距离

(b)直边泛水位置调整

(c)排布效果图

通过BIM技术进行排布的预制GRC泛水，在进行实际施工时，极大程度提高了工作效率，并使制作完成后的泛水一体美观，施工质量高。BIM技术排布泛水建筑模型和现场铺贴预制GRC泛水施工对比如图6所示。

(a)柱子处泛水施工和模型对比

(b)直边泛水施工和模型对比

未采用BIM技术进行排布的预制泛水铺贴现场图，和采用BIM技术排布的预制GRC预制泛水铺贴现场图对比如图7所示。

(a) 未采用BIM技术排布 (b) 采用BIM技术排布

综上，可得到，通过BIM技术进行排布的泛水建筑模型，和现场铺贴预制GRC泛水的施工现场基本一致。未经过BIM技术排布的预制泛水现场铺贴，会存在对缝不整齐，美观程度不足的情况。因此，采用BIM技术不仅能准确定出最优的预制GRC泛水尺寸，还能通过对预制GRC泛水进行预排布，确保泛水和伸缩缝的对缝整齐美观，达到泛水排布整体美观的效果。

3 预制泛水铺贴技术步骤

(1) 在屋面及女儿墙铺贴泛水处，用墨斗弹出通线，预留出变形缝宽度。

(2) 清理预留铺贴位置。

(3) 按照先铺贴屋面及女儿墙阴阳角位置泛水，后铺贴相邻阴阳角之间泛水的顺序进行铺贴。

(4)调整标准尺寸泛水，使泛水之间缝宽在8 mm～12 mm之内。

(5)从泛水和女儿墙的缝隙处填充沙子。

(6)用橡胶锤对铺贴好的泛水进行敲击，检查是否存在空鼓的情况。

(7) 铺贴泛水条。

(8) 对泛水之间的缝隙进行多道工序处理，第一道弹性腻子填充、第二道聚合物抗裂防水砂浆刮底、第三道玻纤网覆盖、第四道涂刷墙体腻子、第五道涂刷抗碱涂料。确保泛水之间的接缝处抗裂性强、外形美观和表面平整。

(9) 用涂料进行饰面修理，完成泛水铺贴。

通过上述技术步骤完成的预制泛水铺贴如图8所示。

图8 预制泛水铺贴完成图

4 结论

(1)预制空心带钢筋骨架GRC材料泛水施工操作简单，大幅降低泛水现场施工的难度，缩短了施工时间。

(2)结合BIM技术，进行3D模拟现场泛水安装排布，解决了泛水铺贴阴阳角难点、泛水对缝不整齐、整体美观性不够等问题。

(3)对泛水之间的缝隙，采用多道工序，解决了预制泛水接缝处易开裂的问题。

(4)采用壁厚为30 mm的空心带钢筋骨架的GRC预制泛水，对背部空心部分采用沙子灌实，节省了水泥和GRC材料用量，降低了成本。