大面积装配式大理石拼花地面绿色施工方法

周孝臣 陈计明 郭勇刚 柳朝辉

1 拼花大理石工艺简介

大面积装配式地面拼花大理石施工时，因铺贴面积大，大理石花色及形状繁多，异形大理石和异型嵌缝材料安装匹配困难，大理石花色与周边环境观感匹配和谐，在大面积连续铺贴时，大理石累计误差不易控制，大理石与大理石之间、大理石与嵌缝材料之间的施工质量允许误差低于国标规范要求，各种施工材料的冷缩热胀系数不一致，在大面积铺贴施工时，极易造成大理石整体起拱、开裂、高低差等缺陷，不满足施工要求。施工中的人、机、料、法、环综合考虑安排及施工组织协调与现场实际需要契合，深圳建艺集团在国家级重点高校超大型图书馆穹底地面拼花大理石铺贴施工时，科学组织，全盘评估，采用优中选优的现场施工方案，从人材机等方面圆满解决了图书馆穹底直径超31 m，面积超755 m2的超大型穹底造型拼花大理石绿色施工难题，顺利完工，如图1 所示。

图1 图书馆大面积穹底大理石造型拼花施工现场图（来源：作者自摄）

2 施工前期策划和准备

重点高校超大型图书馆为亚洲最大高校图书馆，图书馆穹底综合服务大厅形状呈圆形，地面拼花大理石直径为31 m，铺贴面积为755 m2，在图纸深化设计之初共计筛选了6 个版本的大理石配色搭配方案报甲方确认，最终确认采用福建水头生产的深咖色与云多拉灰两种大理石为地面拼花造型主体，在大理石接缝处嵌入宽30 ～50 mm、厚度5 mm 装饰铜条深化收边收口（图2）。

图2 大理石嵌缝收口铜条安装施工（来源：作者自摄）

据深化设计图纸统计，大理石造型多达38 个尺寸种类，分属不同铺贴位置。施工前期确定大理石铺贴质量控制目标为：在直径31 m 的铺贴路径上，铺贴累积误差不超过2 mm。大理石与大理石接缝误差控制在0.5 mm内，大理石之间，大理石与装饰铜条之间的铺贴高低差应控制在0.5 mm内[1]。为满足质量控制目标要求，大理石如采用现场加工方式，加工精度无法达到且施工质量无法保证。对施工现场环境会造成严重污染，不利于绿色节能施工。经方案比选，确定服务大厅穹底大理石采用装配式绿色施工安装方法，将755 m2穹底拼花大理石运用BIM 技术在电脑内三维建模排版，每块大理石编号，分区域、分铺贴位置录入BIM 软件建模，再将BIM建模图样导入电脑数控高压水刀，也就是大理石加工设备内[2]，水刀切口＜0.3 mm，远低于传统的大理石加工设备合金锯片加工误差，环保绿色加工。水刀对大理石进行全自动高精度切割，大理石切割误差控制≤0.2 mm。节省了大理石材料加工损耗，加工无扬尘污染。将每一块大理石分安装区域、铺贴部位编号和大理石形状图纸二维码一并打印成不干胶纸贴在大理石上，注明该块大理石位于总安装图上详细部位（图3）。

图3 每块大理石分区域、分铺贴位置编号，注明铺贴位置（来源：作者自摄）

项目技术负责人提前进驻大理石加工厂家，现场安排将大理石整体预拼装排版，检查安装性能和观感质量，符合技术质量要求之后，采用专用网格布和大理石背胶在大理石背面进行加固，长度大于800 mm 的大理石在大理石背面开双槽粘贴大理石专用背筋，确保大理石运输和铺贴施工中的整体牢固性，避免发生大理石破裂浪费材料。

对每一块大理石六面喷涂保护耐腐蚀剂，保护大理石在使用中不会产生返碱和腐蚀，锈斑等化学反应[3]。在拼花大理石进场前，对铺贴场地进行彻底清理清扫，为铺贴施工创造施工环境。在建艺集团优秀施工班组人才库内抽调有同类工程丰富施工经验的3 支大理石铺贴队伍，组队前往场地进行踏勘摸底，由生产经理陈计明同志召集各班组诸葛会献计献策，分析评估各班组拟使用的施工方法，经方案优化比选，最终确定由柳朝辉班组负责大理石施工。

柳朝辉班长在大理石装饰施工领域深耕近30 年，具备丰富的施工经验，是大理石施工全过程解决方案的专家，多次参加福建省、广东省和全国的施工技能工匠的比赛，取得优秀成绩，获得过福建省五一劳动奖章和厦门市劳动模范荣誉，由柳朝辉负责组建大理石铺贴班组和打磨班组，配备3 个大理石铺贴能工巧匠和3 个辅助工人组成铺贴班组，配备了4 名专业打磨工人组成打磨班组，由陈计明和柳朝辉负责现场施工质量把关控制，全程控制铺贴施工节奏和打磨作业。将施工中的重难点提前设想和推演，预模拟解决。控制关键节点，将全盘施工困难节点提前准备解决方案（图4）。

图4 柳朝辉福建省五一劳动奖章证书（来源：柳朝辉提供）

3 施工设备和工具

施工机具设备：轨道式大理石切缝机、手持式切割机、手持式大理石开槽机、大功率吸尘器、大理石打磨机（配备各模数磨盘）、1 m 水平尺、2 m 水平尺、塞尺、水平通线、激光水准仪、等高尺、大理石吸盘、石材震动锤、橡胶锤、电动冲击铲、手持铲刀、铁铲、灰刀、毛刷、海绵、美工刀、电子秤、加重型翻新机、吸水机、雕刻机、挖补机、水磨片（水磨片细度模数采用50 ～3000 号）等。

施工主辅材料：深咖色和云多拉灰大理石、拼花大理石装饰铜条、华润王牌工匠绿色环保32.5 水泥、环保绿色干拌砂浆、环保绿色专用胶泥、大理石专用AB 胶、502 胶水、美纹胶带、石材专用留缝十字卡、打磨材料和大理石专用蜡、施工用水电等。

4 施工步骤和做法

图书馆服务大厅穹底总面积为755 m2，计划大理石铺贴施工和修整打磨抛光时间工期共计20 d。铺贴作业前将进场大理石再次在现场预拼装，检查大理石有无运输破损，满足装配施工要求。铺贴施工确定采用从圆心中心点向外放射，分区域，逐层，逐块向外铺贴的施工方法。首先使用电子全站仪确定图书馆服务大厅的穹底圆心点为基准，使用水平线在穹底360°方向沿直径拉水平通线4 根，分为90°的四块，将水平通线的交叉点与电子全站仪确定的穹底圆心点进行复核，对圆心点精确修正并定位，配合使用等高尺与激光水平仪为整个穹底首块1.5 m2的圆心大理石精确定位创造关键引领（图5）。

图5 等高尺与通线配合将穹顶圆心首块石材定位（来源：作者自摄）

穹底首块圆心大理石采用的是云多拉灰大理石铺贴，此类大理石为浅色系，在设计深化时，考虑到浅色系大理石在远距离观感效果会有视觉干扰，会有圆心塌陷的错觉，观感质量会有严重负面影响，如果将圆心首块大理石水平高度抬高20 ～30 mm，则自然美观。因此首块大理石的水平高度标定与整体观感的协调性及整体放坡系数的合理性需要全盘评估，最终决定将首块圆心大理石水平高度确定为原基础高度上抬高20 mm，由此带来的穹底整体大理石放坡系数为1/1550，经实测观感效果美观，完美解决了圆心塌陷视觉误区的缺陷。

穹底大理石采用半干法砂浆配合大理石胶泥施工铺贴方法，首先将水与32.5 水泥充分搅拌均匀，水与水泥比例为1.00 ： 0.05（百分数），将适量水泥浆水提前均匀泼洒在拟铺贴大理石地面上，充分湿润即将铺贴的地面，渗透进原有混凝土地面的毛细孔内，增加半干砂浆与基层的粘结力，补充半干砂浆在水化凝结增强过程中的需水量。半干砂浆使用环保绿色袋装商品砂浆加水拌制，砂浆干湿度要求达到手握成团，落地散开的效果。使用铁铲将拌制好的砂浆摊铺到铺贴面，用灰刀将砂浆均匀摊平，将大理石用吸盘抬起放在铺贴面，首先用电动震动锤通过大理石表面将半干砂浆初步震实，再用橡皮锤轻敲修正水平，留出大理石专用胶泥工艺厚度，之后将大理石抬起反面向上放到木架上涂抹3 ～4 cm 厚度的专用胶泥，之后用吸盘再次抬起大理石准确放在铺贴面上，用橡胶锤轻敲大理石，紧密观察放置大理石表面的等高仪刻度与穹底外圆超远距激光水平仪射线照射位置刻度，当达到设计水平高度时结合水平尺微调校验大理石平整度，直至大理石铺贴满足经纬度、水平高度、平整度要求，完成圆心首块大理石的精准铺贴。以此类推，依据大理石排版图的编号，分区域，分拼花图案布局开展铺贴工作，将整个服务大厅地面依照石材花纹图案脉络划分为26 个造型铺贴作业区，按先后顺序编号逐一实施，严格控制每完成一个造型铺贴区域，复核铺贴的技术和质量指标合格，再铺贴下一个区域方法来流水作业。每一块大理石铺贴后使用干净湿海绵将表面擦拭干净，成品保护。禁止多人同步交叉铺贴，不规范作业会造成质量失控影响全局。

在施工计划安排时，依据施工进度计划，合理安排每天的大理石施工量，本项目每天计划大理石铺贴面积60 m2，为避免一味贪图求快，忽视施工质量，造成大理石浪费返工与绿色节材施工理念不符，因此将每天计划铺贴面积调整为55 m2，大理石总损耗量计划降为≤1 m2，即1/755 的材料节约控制目标。铺贴完每一块大理石之后，在大理石边缘插入0.5 mm 厚度的大理石专用留缝十字卡，精准留缝，从严控制每一块大理石累积误差，为后续施工质量控制创造条件。1 m 和2 m 水平尺与等高尺紧密结合使用，逐块复核安装尺寸与总图相符。每天预估8 h 施工内容，确定大理石计划作业量和铺贴范围，将每天铺贴累积误差控制在允许范围内，确定误差和工作量在当天可控和完成量之内，才安排摊铺砂浆，避免砂浆硬化或因误差超标返工带来的大理石和辅材浪费，精雕细琢，逐区域稳步推进，精准绿色节能施工。

因环保砂浆和大理石专用胶泥材料中富含硅酸盐成分，在水化凝结过程中会产生收缩，材料收缩会伤害大理石可能一并收缩断裂和起拱破坏。为控制收缩率，必须在755 m2的大理石铺贴面上，按照大理石铺贴脉络均匀的设置多处伸缩缝。设置要求既不能影响大理石观感质量，又能保证大理石有伸缩冗余。最终确定将伸缩缝按设计距离设置在各拼花大理石装饰铜条安装槽内。使用轨道式切割机在安装槽底部均匀切割2 mm宽伸缩缝，消除材料伸缩造成的质量隐患，伸缩缝先用防水软性胶泥填塞，表面隐藏在槽内被装饰铜条覆盖，既保证材料伸缩量又维护了美观。拼花大理石装饰铜条用量583 m，宽度30 ～50 mm两种，厚度统一为5 mm，在装饰铜条施工时，首先使用电动开槽机对已有石槽进行修整清洁，配合使用软毛刷对缝隙进行清理，边清理边用吸尘器对石槽内粉尘彻底清洁，将铜条擦拭干净，拌制专用AB 胶，在槽内涂抹AB 胶，然后将铜条稳妥嵌入槽缝内，两边各留有0.5 mm 缝隙，铜条与大理石高低差＜0.5 mm[1]，嵌入装饰铜条后，使用502 胶水配合小木条，将铜条压住固定在槽内24 h 以上，待AB胶干透增强后拆除压顶木条（图6）。

图6 将铜条表面压住固定在槽内待AB 胶干透增强（来源：作者自摄）

对铜条多接头位置可能会因踩踏翘曲，影响美观和牢固，因此在BIM建模深化设计和大理石加工时，将大理石在各铜条交叉接头处深化预留固定铜条大理石稳角，让各铜条交接处有受力点固定，增加牢固耐磨度。在大理石与铜条涂胶后24 h，大理石打磨前期施工准备班组入场，检查大理石的平整度、明裂暗裂、缺边掉角、铺贴防护效果。之后打磨班组使用轨道式大理石切缝机配合超博合金切割片对大理石缝隙内的杂物清理，切割缝隙的深度调试在10 mm 的刻度上，保证后续的填补材料不易脱落，用低速档（防止大理石爆边）对大理石缝隙进行清边清理。清理出的杂物使用吸尘器随时清理干净，避免扬尘。待大理石缝隙内水分挥发干燥，使用专用填缝软胶和调色剂组合对大理石缝隙进行填补，专用软胶能充分填补大理石的每个孔洞、缝隙，不易虚补。软胶干燥后对大理石表面起蜡清洗，采用大理石专用起蜡水对石面起蜡，电动擦地机刷洗清洁大理石表面，用吸尘吸水机吸净水蜡、污渍并晾干。用合金超薄切片进行开缝，清除缝中污渍后，缝隙下层填补防水剂封闭缝隙，防止石材返碱，上层填补同色云石胶，经过3 h 以上的干燥固化。开始进行大理石粗打磨作业，水磨片细度模数采用50 ～3000 号，配用打磨专用的钻石垫，对大理石逐块进行粗磨和中磨，再到细磨的五级工序磨平至光滑，使用50#，150#，300#钻石磨片对大理石表面的划痕及部分细微高低差平整 。再次检查石材表面，对粗磨后大理石表面细微的崩裂检查和修补。使用大理石填补剂对地面的层理裂纹进行加固，翻新整平，研磨抛光。之后进入细磨施工步骤，使用细度模数500#，800#，1000#水磨片进行细磨，以消除粗磨时大理石表面留下的痕迹。然后用细度2000#，3000#磨片对大理石表面进行精抛使大理石露出饱满光泽，如图7 所示[4]。

图7 石材打磨班组清洁抛光结晶作业中（来源：作者自摄）

待精抛干燥后清除表面灰尘，用大理石专用防水剂进行一次全面涂刷防护，此步骤必不可少，主要为了减少大理石表面毛细孔的吸水率，预防大理石的二次污染及病变。待防护剂完全被大理石吸收后使用晶面机配合百洁垫及大理石结晶粉进行研磨，低速打磨，产生热化反应，增加大理石的硬度，使大理石表面形成防滑的晶面，封闭细微毛细孔，形成防污、防滑保护层，提高大理石的光泽度及耐磨度。晶面完工后需用pH 值中性清洁剂彻底清洗大理石，此步很重要，市面上有些结晶粉其主要成分为草酸（强酸性），而有些大理石品种其成分中含有碱性，两者相溶会发生化学反应，也就是大理石中常见的泛碱现象，此步完成后还要用清水再清洗三遍，然后用pH 试纸实测，直到大理石表面pH 值呈中性合格。

5 绿色节能施工措施

制定绿色施工目标，组织绿色施工实施计划，指定现场绿色施工管理人员和监督人员，保证施工专项经费投入，工程绿色节能材料（产品）质量、施工质量进行严格控制，对现场负责物资消耗、进出场数据进行收集与分析，确保绿色节能施工，达到四节一环保要求，在施工之初的场地清扫环节洒水降尘，将地面灰尘分类收集处理。使用了低能耗施工器具，节约施工用水电，应用BIM 软件建模技术，将绿色施工的虚拟现实技术、三维石材模型的工程量自动统计，采用装配式石材工厂加工，现场装配式绿色施工方法。材料使用了环保型干拌砂浆和大理石胶泥，精准计量杜绝了浪费、大理石铺贴现场清洗工具、抹布和海绵的用水没有随意倾倒，而再应用于湿润混凝土地面，杜绝污水倾倒，全部大理石加工在厂家完成，不在现场切割，装配式施工。避免扬尘污染和施工安全隐患。轨道式切割机切割大理石缝隙的灰尘使用吸尘机布袋全部收集。使用的AB 胶和打磨材料全部使用带环保标识的产品。最终经统计全部755 m2大理石没有破损浪费，全部使用。工期计划目标控制在20 d 工期内[5]。

6 结语

利用既有的大理石铺贴施工工艺，对大面积地面拼花大理石的铺贴施工的技术难点进行解决，同时总结成了成熟的铺贴工艺，对首块大理石的标高定位，大面积穹底地面中心点定位，伸缩缝的预留避免石材本身热胀冷缩造成的铺贴过程中的起拱缺陷。运用BIM 技术对大面积石材高精度整体建模编号，再进行分格发往厂家进行加工。石材高精度切割水刀助力石材边缝的完美收口，配合高精度铜条加工镶嵌盖缝，可完美展现大面积拼花石材地面的整体美观感实现。在施工前期设计深化阶段，就将绿色节能施工放在重要位置，通过材料选材、加工方式，绿色辅助材料运用，施工过程废弃物的绿色施工处置方法等措施，实现了绿色节能施工的目标。