基于BIM的裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用

楊小平

摘 要 國(guó)家大力發(fā)展裝配式建筑和應(yīng)用BIM技術(shù)，根據(jù)涪陵城區(qū)第十八小學(xué)校工程裝配式框架結(jié)構(gòu)施工情況，詳細(xì)介紹裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)柱、疊合粱、疊合板、外墻板等預(yù)制構(gòu)件安裝施工技術(shù)，特別是梁柱、主次梁等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)。通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用，大大提高了裝配式結(jié)構(gòu)施工效率，有效減少了施工噪聲和材料浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了綠色施工，確保工程質(zhì)量和工期，取得了良好效益。

關(guān)鍵詞 預(yù)制混凝土;裝配式構(gòu)件;框架結(jié)構(gòu);BIM技術(shù);節(jié)點(diǎn)處理;施工技術(shù)

1工程概況

涪陵城區(qū)第十八小學(xué)校工程位于重慶市涪陵區(qū)新城區(qū)大鵝社區(qū)，規(guī)劃建設(shè)36個(gè)班。該項(xiàng)目總建筑面積：13611.57平方米，局部地下1層，地上教學(xué)用房均為4層，建筑高度：15.60米，本建筑工程設(shè)計(jì)等級(jí)一級(jí)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，耐火等級(jí)一級(jí)，建筑抗震設(shè)防類別為乙類，抗震等級(jí)為三級(jí)，抗震設(shè)防烈度為6度。為裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用了疊合梁、疊合板和預(yù)制外墻板等混凝土預(yù)制構(gòu)件，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理使用年限為50年，外墻外保溫設(shè)計(jì)使用年限為25年[1]。

2工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

①本項(xiàng)目為集團(tuán)公司當(dāng)時(shí)裝配應(yīng)用范圍最廣的混凝土框架結(jié)構(gòu)，裝配式構(gòu)件包括疊合梁、疊合板、預(yù)制外墻板，裝配率約60%。②本項(xiàng)目采用EPC承包模式，設(shè)計(jì)、施工均由集團(tuán)公司實(shí)施，預(yù)制構(gòu)件也由集團(tuán)高新公司深化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，為本項(xiàng)目推廣裝配式項(xiàng)目和BIM應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。③預(yù)制構(gòu)件采用二維碼管理，做到每一構(gòu)件均有唯一標(biāo)識(shí)。④由于柱截面小，梁鋼筋在柱內(nèi)不能滿足直線錨固的條件，因此梁柱節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，施工難度較大。④主梁與次梁設(shè)計(jì)采用套筒連接，主梁在預(yù)制時(shí)對(duì)套筒的位置定位要求很高，一旦偏移，次梁就無(wú)法安裝就位[2]。

3BIM技術(shù)應(yīng)用

為確保裝配式項(xiàng)目的順利實(shí)施，本項(xiàng)目全過(guò)程采用了BIM技術(shù)，應(yīng)用于碰撞檢查、施工模擬及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處理、三維場(chǎng)地布置、三維技術(shù)交底、預(yù)制構(gòu)件跟蹤、質(zhì)量安全管理、成本控制等方面。

（1）通過(guò)碰撞檢查，有效地解決了管線打架問(wèn)題，特別是疊合梁預(yù)制構(gòu)件在柱內(nèi)的鋼筋碰撞打架問(wèn)題，確保構(gòu)件吊裝時(shí)順利就位，避免了現(xiàn)場(chǎng)的整改和構(gòu)件損失。

（2）施工模擬及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)安裝模擬，清楚直觀地展現(xiàn)了施工的實(shí)際情況，有利于技術(shù)人員選擇最優(yōu)的施工方案，提前熟悉施工工藝順序和要求，加快了施工進(jìn)度。

（3）通過(guò)BIM質(zhì)量安全信息管理平臺(tái)，將現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量安全問(wèn)題與模型關(guān)聯(lián)，并及時(shí)傳送至各相關(guān)人員，大大提升了管理效率和質(zhì)量安全管理水平。

4主要施工要點(diǎn)

4.1 吊裝設(shè)備選擇

根據(jù)本工程樓棟分散、總高度較低和層數(shù)不多、單個(gè)預(yù)制構(gòu)件較輕（最大重量不超過(guò)5t）的特點(diǎn)，采用起重吊車為主、塔吊為輔的吊裝方案。根據(jù)樓層位置和現(xiàn)場(chǎng)條件，不同樓層、不同位置的構(gòu)件分別采用25T、50T、75T的吊車。同時(shí)構(gòu)件在吊裝時(shí)采用鋼扁擔(dān)，以確保構(gòu)件吊裝穩(wěn)定可靠。

4.2 施工要點(diǎn)

（1）外墻板施工。①吊裝墻體前，須彈好軸線、墻體中線、尺寸控制線，確保吊裝位置準(zhǔn)確;②需用鋼扁擔(dān)輔助吊裝，以確保吊裝穩(wěn)定，就位后及時(shí)通過(guò)工具式可調(diào)臨時(shí)斜撐固定，每塊墻板不少于4個(gè)固定點(diǎn)，上面第一個(gè)點(diǎn)距墻體上端的距離約為墻體高度的1/3，第二個(gè)支撐點(diǎn)距樓地面距離50cm，并確保墻體垂直度滿足要求。

（2）疊合梁施工。①疊合梁吊裝前需分好控制線、中線，為了避免分線累積誤差，需按構(gòu)件的中線進(jìn)行控制，構(gòu)件中線和平面位置中線對(duì)齊安裝，不能按構(gòu)件的邊線從一邊向另一邊排布構(gòu)件，這樣會(huì)由于構(gòu)件誤差累積造成構(gòu)件中線和位置中線錯(cuò)位，導(dǎo)致疊合板或次梁無(wú)法安裝。②疊合梁臨時(shí)支撐體系選用盤扣式腳手架。盤扣式腳手架具有架體穩(wěn)定性好、橫桿規(guī)格品種多的特點(diǎn)，橫桿最大規(guī)格為2.4米，通過(guò)計(jì)算，本項(xiàng)目橫桿選用2.4米橫桿完全能滿足疊合梁受力的要求，同時(shí)由于間距大，大大減少了立桿的數(shù)量，體現(xiàn)了裝配式的優(yōu)勢(shì)。③同一根柱兩側(cè)疊合梁根據(jù)不同梁高、梁底標(biāo)高和鋼筋位置確定吊裝順序，原則上先吊裝梁高較高的和梁底標(biāo)高較低的構(gòu)件。

（3）疊合板施工。①為了與梁的支撐體系保持一致，疊合板的臨時(shí)支撐也選用盤扣式腳手架，根據(jù)計(jì)算和圖集的要求，本項(xiàng)目每一塊板只需要4個(gè)支撐點(diǎn)，支點(diǎn)距板端距離不大于50cm。②為了提高吊裝的經(jīng)濟(jì)性，由于板較輕，疊合板采用現(xiàn)場(chǎng)安裝的普通塔吊吊裝就能滿足要求。③疊合板與板之間的板帶需確保鋼筋搭接長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求，綁扎牢固。

（4）節(jié)點(diǎn)處理。①梁柱節(jié)點(diǎn)連接。由于本工程柱截面最大尺寸為500×500，梁鋼筋在柱內(nèi)無(wú)法滿足直錨的要求，彎錨又不能滿足吊裝的要求，于是采用了墩錨的方式，在構(gòu)件加工廠預(yù)先對(duì)錨固段進(jìn)行墩錨，通過(guò)BIM技術(shù)預(yù)先排版疊合梁主筋的平面位置，確保柱內(nèi)錨固鋼筋不沖突、不打架。②主次梁節(jié)點(diǎn)連接。主次梁鋼筋連接通過(guò)在主梁上預(yù)埋套筒，然后與次梁鋼筋進(jìn)行連接，通過(guò)BIM技術(shù)排版，確保每一根梁的套筒預(yù)埋位置埋設(shè)準(zhǔn)確。③墻板之間、墻板與柱梁之間防水處理。墻板與墻板之間、墻板與柱梁之間留設(shè)了2cm的變形縫，為確保防水的要求，現(xiàn)在縫中嵌設(shè)泡沫棒，然后內(nèi)外用預(yù)制構(gòu)件專用密封膠嵌縫密封，確保防水要求。

5結(jié)束語(yǔ)

本工程是重慶地區(qū)裝配率較高的裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，有效地解決了梁柱節(jié)點(diǎn)、主次梁節(jié)點(diǎn)、墻板節(jié)點(diǎn)的處理和預(yù)控，通過(guò)施工工藝模擬，確保了構(gòu)件順利吊裝。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，充分地體現(xiàn)了裝配式結(jié)構(gòu)縮短工期、減少噪聲、減少材料浪費(fèi)、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了綠色施工，同時(shí)也為企業(yè)下一步大面積承接和實(shí)施裝配式建筑積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì).裝配式混凝土建筑施工指南[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2019：31.

[2] 王翔.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑現(xiàn)場(chǎng)施工細(xì)節(jié)詳解[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018：51.