基于BIM的住宅樓預(yù)制裝配式凸窗施工技術(shù)研究

宿 靈

（中建四局第一建筑工程有限公司珠海分公司，廣東 珠海 519000）

本技術(shù)依托保利碧桂園海棠花園項目，總建筑面積155 104.21 m2。地下室1層，地上最高有32層，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)、地下室為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。其中陽臺、凸窗、樓梯、內(nèi)隔墻為預(yù)制構(gòu)件，預(yù)制率20%，裝配率46%。

1 技術(shù)特點(diǎn)

（1）運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建凸窗生產(chǎn)安裝模塊化、模數(shù)化、三維可視化，引導(dǎo)裝配式建筑施工；（2）相鄰?fù)勾安捎枚嗦?lián)預(yù)制凸窗生產(chǎn)和安裝技術(shù)，節(jié)約建筑材料及勞動力，綠色環(huán)保；（3）采用連窗框凸窗構(gòu)件一次生產(chǎn)成型技術(shù)，節(jié)約工期、成本；（4）采用該技術(shù)比傳統(tǒng)的工藝簡單節(jié)約成本、凸窗成型質(zhì)量好，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。

2 工藝原理

使用BIM技術(shù)與預(yù)制裝配式生產(chǎn)、施工結(jié)合的方法，采用了連窗框凸窗構(gòu)件，通過工廠進(jìn)行建筑構(gòu)件工廠化地制作，實(shí)現(xiàn)了住宅樓預(yù)制裝配式凸窗的施工。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

深化設(shè)計→BIM技術(shù)全程模擬→工廠化生產(chǎn)→預(yù)制構(gòu)件出廠及運(yùn)輸至施工現(xiàn)場→安裝前驗(yàn)收→定位放線→螺栓調(diào)平→粘貼泡沫膠→預(yù)制凸窗吊裝→斜撐、角碼安裝→調(diào)平校正→固定件預(yù)埋→混凝土澆筑前驗(yàn)收→砼澆筑→塞縫、打膠。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 深化設(shè)計

根據(jù)設(shè)計單位提供的設(shè)計圖紙，預(yù)制凸窗從頂部主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆梁的外側(cè)懸掛，錨固在結(jié)構(gòu)兩側(cè)的窗邊剪力墻上，并與底部現(xiàn)澆梁或反坎連接。結(jié)合BIM技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)，對相關(guān)部位進(jìn)行了加固，在計算結(jié)構(gòu)主體時考慮樓板和外墻板對梁剛度和主體剛度的影響。

3.2.2 BIM技術(shù)全程模擬

BIM技術(shù)串聯(lián)設(shè)計、生產(chǎn)、施工全過程的生命周期，可數(shù)字化仿真模擬，信息化描述系統(tǒng)要素，實(shí)現(xiàn)信息化協(xié)同設(shè)計、可視化裝配，工程量信息交互和節(jié)點(diǎn)連接模擬及檢驗(yàn)等全新應(yīng)用，整合建筑全產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)全過程、全方位信息化集成。

3.2.3 工廠化生產(chǎn)

根據(jù)深化設(shè)計的圖紙，首批預(yù)制構(gòu)件澆筑前，建設(shè)單位組織設(shè)計、監(jiān)理、施工、構(gòu)件生產(chǎn)單位等參建各方到場進(jìn)行聯(lián)合隱蔽驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行澆筑。

3.2.4 預(yù)制凸窗出廠及運(yùn)輸至施工現(xiàn)場

（1）預(yù)制凸窗拆模后驗(yàn)收。對每一件構(gòu)件成品出廠前，必須進(jìn)行外觀檢查。目測構(gòu)件的混凝土是否振搗密實(shí)，有無露筋和影響結(jié)構(gòu)使用性能的蜂窩、空洞和裂縫等，如有缺陷部位，應(yīng)按照預(yù)制構(gòu)件修補(bǔ)方案進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)完成后由質(zhì)量檢驗(yàn)部門檢查是否合格。

（2）預(yù)制凸窗起吊。①預(yù)制構(gòu)件的混凝土達(dá)到規(guī)范強(qiáng)度后，方可對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行起吊，防止因吊裝造成對預(yù)制構(gòu)件的破壞。②合理設(shè)定預(yù)制構(gòu)件吊點(diǎn)位置。吊點(diǎn)可設(shè)預(yù)埋吊鉤（環(huán)）或可拆卸的埋置式接駁器，應(yīng)確保產(chǎn)品所有預(yù)埋件定位裝置、拉桿及螺栓等物料全部拆卸完畢后才可進(jìn)行產(chǎn)品起吊程序。③起吊時必須保證吊鏈與產(chǎn)品重心呈垂直狀態(tài)，并使產(chǎn)品平行脫離模具，且吊車起吊速度應(yīng)均勻緩慢，以免產(chǎn)品拉裂、扭曲等。

（3）預(yù)制凸窗運(yùn)輸。運(yùn)輸前，需對預(yù)制構(gòu)件廠應(yīng)組織司機(jī)、安全員等相關(guān)人員對運(yùn)輸?shù)缆返那闆r進(jìn)行查勘（包括沿途上空有無障礙物，公路橋的允許負(fù)荷量，過的涵洞凈空尺寸等），規(guī)劃好最優(yōu)運(yùn)輸路線。

裝車運(yùn)輸時應(yīng)滿足下列要求：裝卸構(gòu)件時應(yīng)考慮車體平衡；運(yùn)輸時應(yīng)采取綁扎固定措施，防止構(gòu)件移動或傾倒；運(yùn)輸豎向薄壁構(gòu)件時應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置臨時支架；對構(gòu)件邊角部或鏈索接觸處的混凝土，宜采用墊襯加以保護(hù)。搬運(yùn)托架、車廂板和預(yù)制構(gòu)件間應(yīng)放入柔性材料，構(gòu)件應(yīng)用鋼絲繩或者夾具與托架綁扎，構(gòu)件邊角或者鎖鏈接觸部位的混凝土應(yīng)采用柔性墊襯材料保護(hù)。

3.2.5 安裝前驗(yàn)收

預(yù)制凸窗運(yùn)輸至現(xiàn)場或吊裝前需對預(yù)制凸窗進(jìn)行驗(yàn)收。用目測法，觀察構(gòu)件外觀是否因運(yùn)輸而導(dǎo)致破損。

3.2.6 放樣定位

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件吊裝的精度控制重點(diǎn)在于施工測量的精度控制，測量放線的準(zhǔn)確性是保證現(xiàn)場施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，放線遵循先整體后局部的程序，首先根據(jù)樓層預(yù)留的放線孔，使用全站儀、鉛錘儀、50 m鋼卷尺引測主控線，復(fù)核后再進(jìn)行凸窗放樣，并在硬地面上彈出墨線作為標(biāo)記。

3.2.7 螺栓調(diào)平

預(yù)制凸窗采用三個方向的調(diào)節(jié)設(shè)備和相應(yīng)的預(yù)埋件組合而成，調(diào)節(jié)設(shè)備包括標(biāo)高及水平度調(diào)平螺栓、垂直度調(diào)節(jié)斜拉桿及進(jìn)出位“一字碼”調(diào)節(jié)器組成，每個調(diào)節(jié)器預(yù)埋2個，呈對稱設(shè)置。凸窗側(cè)板頂部設(shè)置一組調(diào)平螺栓，通過松緊該螺栓，可精確調(diào)整凸窗的安裝標(biāo)高，同時通過兩個螺栓的反向調(diào)節(jié)，可調(diào)整凸窗的安裝水平度。監(jiān)測方法為采用全站儀和卡尺對調(diào)平螺栓進(jìn)行調(diào)平校正，擰動調(diào)節(jié)螺栓來調(diào)節(jié)構(gòu)件的標(biāo)高，確保凸窗標(biāo)高在同一水平面。

3.2.8 粘貼泡沫膠

在預(yù)制凸窗與現(xiàn)澆剪力墻鋁模板拼縫部位，沿拼縫部位粘貼一圈雙面膠進(jìn)行封閉，目測檢查是否貼牢、密實(shí)，預(yù)防混凝土振搗時漏漿。

3.2.9 預(yù)制凸窗吊裝

吊裝前由專人核對構(gòu)件型號、尺寸，用自制鋼筋定位控制鋼板對鋼筋的垂直度、定位及高度進(jìn)行復(fù)核，對不符合要求的鋼筋進(jìn)行矯正，確保上層預(yù)制凸窗內(nèi)的套筒與下一層的預(yù)留插筋能夠順利對孔。

檢查預(yù)制凸窗的質(zhì)量是否正確后，將有專人負(fù)責(zé)吊鉤。當(dāng)?shù)蹉^人員撤離到安全區(qū)域時，以下指揮人員將確認(rèn)組件周圍的安全狀況，并在確認(rèn)無誤后嘗試將其提起。命令將其緩慢提升，提升動作應(yīng)該平穩(wěn)。當(dāng)板的下端離地面500 mm時，將在原位暫停片刻，然后在觀察并確認(rèn)沒有問題后繼續(xù)提升并移動到安裝現(xiàn)場。

吊裝時，樓下應(yīng)設(shè)置一個掛鉤和指揮人員，樓層上應(yīng)配備并固定五名人員。凸窗下降到離地面1m后，根據(jù)預(yù)先定位的導(dǎo)向架和控制線進(jìn)行微調(diào)，微調(diào)后減慢下降速度。著陸由兩名專業(yè)操作人員指導(dǎo)，一名工人利用鏡子觀察連接鋼筋是否對孔。工作面上吊裝人員提前放出構(gòu)件就位線和標(biāo)高控制線及調(diào)整好預(yù)埋插筋位置，放置墊片并復(fù)核標(biāo)高。擰入M16螺栓，在凸窗下端通長放置PE棒，用水泥釘固定在地面上。

3.2.1 0 斜撐、角碼安裝

預(yù)制凸窗安裝就位后，及時安裝斜支撐，利用斜支撐固定并調(diào)整預(yù)制凸窗，確保凸窗安裝垂直度。復(fù)核凸窗定位及標(biāo)高無誤后，由專人負(fù)責(zé)摘鉤，斜支撐最終固定前，不得摘除吊鉤。七字碼設(shè)置于預(yù)制凸窗底部，主要用于加強(qiáng)預(yù)制凸窗與主體結(jié)構(gòu)的連接，確保灌漿和暗柱砼澆筑時，凸窗不產(chǎn)生位移。

3.2.1 1 調(diào)平、校正

使用靠尺檢測構(gòu)件垂直度，同時旋轉(zhuǎn)撐桿兩端設(shè)有的可調(diào)螺紋裝置，對預(yù)制構(gòu)件頂部形成推拉作用，起到對板塊垂直度的調(diào)節(jié)作用。在預(yù)制凸窗校正過程中，斜撐桿以一根調(diào)整垂直度為準(zhǔn)，待校正完畢后再緊固另一根，不可兩根均在緊固狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)整。同時通過預(yù)制凸窗外側(cè)設(shè)置一組“一字碼”，“一字碼”頂部設(shè)置有調(diào)節(jié)螺絲，通過該螺栓可進(jìn)行平整度調(diào)節(jié)。兩者結(jié)合對預(yù)制凸窗的平整度、垂直度進(jìn)行微調(diào)校正，然后繼續(xù)下一構(gòu)件安裝，BIM技術(shù)模擬微調(diào)凸窗垂直度如圖1所示。

圖1 BIM技術(shù)模擬微調(diào)凸窗垂直度

3.2.1 2 固定件預(yù)埋

構(gòu)件垂直度調(diào)節(jié)采用可調(diào)節(jié)斜撐桿，每一塊預(yù)制構(gòu)件左右兩端各設(shè)置1根斜撐桿，撐桿端部與結(jié)構(gòu)樓板埋件和構(gòu)件上的埋件牢固連接。混凝土澆筑前，按照凸窗斜撐的定位點(diǎn)在樓面板上提前預(yù)埋固定凸窗斜撐的預(yù)埋件。

3.2.1 3 混凝土澆筑前驗(yàn)收

混凝土澆筑前應(yīng)對模具、支架、鋼筋和埋件等做檢查，樓板鋼筋綁扎完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后，再次復(fù)核凸窗預(yù)埋件埋設(shè)是否準(zhǔn)確，并填寫隱蔽工程驗(yàn)收單。

3.2.1 4 砼澆筑

每道工序驗(yàn)收完成后，澆注混凝土，并對混凝土的坍落度進(jìn)行檢測。不合格的混凝土將不被澆注。當(dāng)混凝土振動時，混凝土將停止下沉，不再冒出氣泡，表面將是平坦的白色。澆筑完成后，混凝土應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.2.1 5 塞縫、打膠

在堵塞凸窗之前，應(yīng)清理混凝土表面，PE棒應(yīng)安裝到位，并在膠合界面兩側(cè)用膠帶覆蓋，以確保密封的工作線整潔、完美。在結(jié)皮密封劑表面之前，用硬塑料條將其制成凸形工具，平滑密封劑表面，并在完成后撕下保護(hù)帶。

4 結(jié)語

隨著人們生活水平的提高，對建筑安全性、美觀性、智能性的要求上來說，裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件的工業(yè)化生產(chǎn)屬性，確保了構(gòu)件質(zhì)量的以裝配為主的建造方式，也保證了建筑施工組件的精確度。隨著人們收入水平的提高，對于住房安全性、舒適性、環(huán)保性以及智能性的要求漸高，裝配式建筑是未來房地產(chǎn)企業(yè)發(fā)揮發(fā)展的主要方向。

通過對本技術(shù)的研究與應(yīng)用，提高了成品質(zhì)量，且在安全文明、成本節(jié)約、節(jié)能環(huán)保、工業(yè)化建筑等方面有著比傳統(tǒng)住宅的施工方式無可比擬的優(yōu)勢。同時為裝配式建筑發(fā)展提供系統(tǒng)性的施工參考數(shù)據(jù)。