一种屋面造型功能层次精益施工方法与流程

本发明涉及一种屋面造型功能层次施工方法，尤其是一种仿贝壳屋面造型功能层次精益施工方法，属于建筑工程技术领域。

背景技术：

深海贝类的壳体呈波浪起伏，不仅外观美丽，而且抗压强度极高。申请号为201410617286.8的中国专利申请借助仿生学原理，公开了“一种扇形仿贝壳屋面及其建筑施工方法”，解决了扇形仿贝壳屋面各节点的构成处理及施工难题。

然而在施工中，要保证建筑设计曲面屋面各功能层次的厚度均匀（即垂直于结构成型面各点位切线方向的法向厚度一致）却遇到困难。因为，常规的水平建筑结构层（又称基层）完成后，只要以垂直平移高度控制其上的防水、保温、装饰等功能层，便可实现所需的建筑标高控制，施工时在结构成型面（又称结构完成面）布测统一高度的灰饼即可。而仿贝壳屋面之类的曲面建筑不那么简单，若仅将其结构层成型面F1形状复制后垂向平移300mm作为建筑完成面F2，将如图1所示，该面上距基层的厚度往往实际仅有210mm，不符合设计要求。实践也表明，贝壳状屋面结构层J上分层施工的防水层F、轻质混凝土保温层H及面层装饰层M（参见图2）因没有成熟的可借鉴施工方法，加之结构层的曲面成型依赖人工抹平，存在较大误差，使得曲面建筑层次施工中无法准确确定每点的法线方向，因此如不妥善解决施工工艺问题，将无法保证屋面结构层成型面至最终建筑完成面各点法向厚度一致，影响施工质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提出一种造型功能层次精益施工方法，采用该方法可以妥善解决仿生结构成型面至最终建筑完成面各点法向厚度一致的难题，使最终建筑完成面成为符合设计要求的理想完成面，从而确保施工质量。

为了达到以上目的，本发明造型功能层次精益施工方法基本技术方案包括如下步骤：

第一步、布置控制网——在屋面结构成型面以分别平行或垂直于屋面对称中心轴线的预定间隔虚拟的网格线建立屋面控制网格；

第二步、施放控制点——在涂覆防水层的屋面结构成型面上确定控制网各网格交点位置，并垂向延伸得到与设计要求理想完成面的交点作为控制点，确定相应的控制标高；

第三步、布设砂浆锥——在屋面结构成型面上各网格交点布测定位顶端高度对应相应标高的砂浆锥台；

第四步、隔离网格域——用砂浆在相邻两砂浆锥台之间做出条状基台，并嵌入上边与相邻两砂浆锥台顶部平齐的隔条板；

第五步、修整圆滑度——将具有自重弯曲度的长条沿垂直于屋面对称中心轴线的控制网格线方向架设于至少三个控制点的砂浆锥台，修整隔条板上边，使隔条板得以在相邻砂浆锥台之间以饱满弧线圆滑过渡，直至完成所有隔条板的整修；

第六步、功能层施工——在隔条板隔出的各网格域中铺填轻质混凝土，并借助四边的隔条板用拉线控制厚度，形成所需的保温层；之后用砂浆抹平，形成所需装饰层；

第七步、处理伸缩缝——抠出各处的隔条板，缝内嵌填，形成最终建筑完成面。

本发明妥善解决了保证诸如贝壳屋面结构层成型面至最终建筑完成面各点法向厚度一致的难题，切实可行，在保证质量的前提下，提高了施工效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为曲面建筑复制垂向平移示意图。

图2为本发明实施例一的屋面造型功能层次剖面结构示意图。

图3为本发明实施例一的防水层涂覆方向示意图。

图4为本发明实施例一的布置控制网示意图。

图5为本发明实施例一的施放控制点示意图。

图6为本发明实施例一的控制点标高确定示意图。

图7为本发明实施例一的布设砂浆锥示意图。

图8为本发明实施例一的隔离网格域示意图。

图9为图8的I-I剖面结构示意图。

图10为本发明实施例一的修整圆滑度示意图。

图11为本发明实施例一的处理伸缩缝示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的扇形造型功能层次精益施工方法要在图2所示的贝壳状屋面结构层J上，分层施工防水层F、轻质混凝土保温层H及面层装饰层M，具体施工过程如下：

一、先做防水层，在完成基层的清理、局部打磨后，涂刷单组份聚氨酯防水涂膜，最终成膜厚度不少于3mm。由于屋面高低起伏，为防止流动性较强的聚氨酯自由流淌而导致涂膜厚度不均，涂膜施工应参照图3由下向上、各楞槽内由低向高进行。

接着借助建筑CAD布置控制网，如图4所示，在贝壳状屋面的平面总图，以分别平行或垂直于屋面对称中心轴线的预定间隔600mm的虚拟网格线建立屋面控制网格；网格线与屋面边缘线及平面转折的棱角线也作为交点，再借助CAD查询工具，不难得到网格各交点的绝对坐标，编号后将各点坐标保存为“.csv”格式导入全站仪。

二、如图5所示，由施工现场内轴网坐标系统的A、B测点引测到相邻建筑楼层的临边位置布置测站点P，采用全站仪根据导入的控制网数据施放屋面结构成型面上控制网各网格交点位置，并参见图6所示，由结构层成型面F1垂向延伸得到与设计要求理想完成面F3的交点作为控制点，确定相应的控制标高，作为精确定位的实际控制点。

三、在屋面结构成型面上各网格交点布测定位顶端高度对应相应标高的砂浆锥台T。具体步骤如图7所示，在防水层上的各网格交点之间用粉线在弹放纵横连线L，在各网格交点处用干硬性水泥砂浆做锥台基础，中心插木棒，待砂浆凝固后用水准仪将控制标高引测至屋面，逐一测放到木棒棒身并标识，然后沿标记截平，再将水泥砂浆堆至控制标高。

四、如图8、图9所示，沿防水层表面弹放的纵横连线用砂浆做出条状基台，并嵌入上边与相邻两砂浆锥台顶部平齐的XPS (extruded polystyrene挤塑聚苯乙烯泡沫塑料)板材作为隔条板G。

五、待条状基台砂浆凝固后，将具有自重弯曲度的长条沿垂直于屋面对称中心轴线的控制网格线方向架设于五个控制点的砂浆锥台T，修整隔条板G上边，使隔条板得以在相邻砂浆锥台之间以饱满弧线圆滑过渡，直至完成所有隔条板的整修；如图10所示，实际施工用3m长、直径12mm的注水塑料软管Q沿横断面各控制点铺设，目测其弧线饱满、圆润程度，对凸点用刀裁割、修正，效果很好。

六、在隔条板隔出的各网格域中铺填轻质混凝土，并借助四边的隔条板用拉线控制厚度，形成所需的保温层；之后用砂浆抹平，装饰面层（砂浆）的施工可用刮尺沿坡向各网格四边造型模具刮平，待砂浆沉实后用木抹板进一步整形，初凝后用铁抹板收面，形成所需装饰层。

七、待装饰层且有足够强度后，抠出控制造型用的XPS板，缝隙内依次嵌填细石混凝土X、中粗砂Z、泡沫棒Y、耐候聚氨酯N，作为伸缩缝,形成最终建筑完成面。

实践证明，本实施例具有如下优点：

1）使用全站仪、定位砂浆锥、造型隔板等即可完成复杂的贝壳屋面各功能层次的精益造型施工，便于实施，切实可行。

2）借助CAD的三维模型，可以准确方便地得到各控制点的各种所需数据，保证贝壳屋面造型厚度均匀的精益性。

3）由于全站仪与CAD等软件具有良好的兼容性，因此在保证质量的前提下，可以显著提高施工效率。

4）巧妙运用具有自重弯曲度的长条，可精确修整造型分隔控制板，从而保证贝壳曲面的成型效果。

5）控制网格的建立不仅可以降低倾斜度较大区域各功能层次的施工难度，保证建筑功能的完整性，而且可以形成伸缩缝，使建筑兼具美观与优质。