BIM 技術(shù)在PC 深化中的應(yīng)用

戎建波 洪旭 劉娜

（中國建筑第八工程局有限公司上海分公司，上海 200125）

一、工程概況

NO.2016G14 地塊1#-3#、5#-6#樓及地下室車庫工程施工項目，本項目總建筑面積約111607 m2，其中地下室兩層，建筑面積為39062 m2、地上5 棟住宅建筑面積為72545 m2。1#、2#樓為29 層住宅樓采用裝配式結(jié)構(gòu)，所使用的預(yù)制構(gòu)件為疊合板（2-27F）、樓梯梯段（1-27F）、預(yù)制剪力墻（5-28F）。

二、工程重點

日本和美國對裝配式建筑施工的研究已經(jīng)較為成熟，并已經(jīng)形成了成熟的工法，具有良好的參考意義，國內(nèi)在PC 施工方面也已經(jīng)進(jìn)行了很多嘗試，形成了一定的施工經(jīng)驗。但本公司有裝配式建筑施工經(jīng)驗的項目較少，對PC 深化的認(rèn)識并不夠，對PC 施工了解不多，因此需要對PC 的深化設(shè)計進(jìn)行妥善策劃，經(jīng)過多方面的調(diào)查研究，本項目認(rèn)為PC 深化的重點是構(gòu)件尺寸及吊點位置、機(jī)電等相關(guān)專業(yè)需求，本項目利用BIM 技術(shù)對以上情況進(jìn)行了分析和對比，最終形成了深化圖紙。

三、BIM 技術(shù)應(yīng)用

為了充分利用BIM 技術(shù)對PC 的深化進(jìn)行指導(dǎo)，本項目將PC 深化分成3部分進(jìn)行考慮，并利用BIM 技術(shù)對其進(jìn)行分析論證，分別為：預(yù)制構(gòu)件尺寸及布置、預(yù)制構(gòu)件吊點及吊裝、機(jī)電相關(guān)專業(yè)的安裝。BIM 技術(shù)可以直觀地表現(xiàn)出深化圖紙的效果，對于圖紙糾偏極為有利。

（一）預(yù)制構(gòu)件設(shè)計

根據(jù)招標(biāo)文件要求，本項目預(yù)制率需達(dá)到20%以上，為了滿足預(yù)制率及裝配率，初步擬定采用的預(yù)制構(gòu)件為預(yù)制剪力墻、疊合板以及預(yù)制樓梯。由于豎向構(gòu)件連接節(jié)點較為復(fù)雜，灌漿套筒連接需進(jìn)行灌漿作業(yè)，施工難度大，而水平構(gòu)件的安裝及連接較為可靠，因此初步設(shè)計中使用的疊合板和預(yù)制樓梯較多，利用BIM 技術(shù)對疊合板及預(yù)制樓梯進(jìn)行了建模分析，效果圖如下：

（灰色部分為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)）

根據(jù)BIM 模型，預(yù)制樓梯在施工時需注意預(yù)留螺栓位置，應(yīng)考慮安裝節(jié)點要求；而疊合板的分布較為合理，便于施工，經(jīng)設(shè)計確認(rèn)符合深化設(shè)計要求。

針對疊合板及樓梯的深化較為簡單，預(yù)制剪力墻所需考慮的因素就大大增加，根據(jù)招標(biāo)文件要求，僅在內(nèi)墻設(shè)置預(yù)制剪力墻，且應(yīng)考慮施工難度及吊裝等等因素，基于以上考慮，對預(yù)制剪力墻進(jìn)行了BIM 建模，效果圖如下：

由于剪力墻寬度為200mm，層高3300mm，深化設(shè)計的剪力墻長度越大，重量就越大，越不利于施工，同時需要對塔吊吊裝進(jìn)行考慮，經(jīng)過多方面的考慮，將預(yù)制剪力墻設(shè)置在圖示位置，分布均勻便于吊裝，經(jīng)設(shè)計確認(rèn)符合深化設(shè)計要求。

（二）預(yù)制構(gòu)件吊裝

由于預(yù)制構(gòu)件自重較大，吊裝要求較高，如何安全的將預(yù)制構(gòu)件吊裝上樓也必須在深化設(shè)計中考慮。通過與相關(guān)項目溝通，預(yù)制構(gòu)件吊裝均需采用吊具進(jìn)行吊裝，同時吊具的選取需要兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)過與專業(yè)廠家對接后對此進(jìn)行了專項的計算，采用定型化一字橫梁作為平衡梁。本工程利用BIM 技術(shù)對此進(jìn)行了分析。

首先對吊梁進(jìn)行了建模分析，效果圖如下：

預(yù)制剪力墻、疊合板和樓梯的吊點的選取應(yīng)由設(shè)計單位通過計算和綜合考慮進(jìn)行設(shè)置，經(jīng)過與設(shè)計單位溝通，本項目對預(yù)制構(gòu)件的吊裝進(jìn)行了建模分析，效果圖如下；

吊點設(shè)置經(jīng)計算滿足設(shè)計要求。

（三）機(jī)電相關(guān)專業(yè)

除了安裝需要，預(yù)制構(gòu)件還應(yīng)考慮機(jī)電安裝等相關(guān)專業(yè)要求。在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中，機(jī)電等預(yù)留預(yù)埋作業(yè)隨著施工進(jìn)行，但在裝配式結(jié)構(gòu)施工中，機(jī)電預(yù)留預(yù)埋作業(yè)應(yīng)當(dāng)在工廠完成，在深化圖紙中注明預(yù)留線盒等位置。

在PC 深化中，涉及機(jī)電預(yù)留預(yù)埋的構(gòu)件主要是疊合板與預(yù)制剪力墻。由于疊合板上還需要進(jìn)行鋼筋綁扎及機(jī)電管線的操作，再進(jìn)行混凝土澆筑，因此疊合板上主要進(jìn)行預(yù)留線盒的深化設(shè)計。

預(yù)制剪力墻預(yù)留作業(yè)較為復(fù)雜，包括固定斜撐的預(yù)留點位，灌漿套筒的注漿孔出漿孔等等，因此在進(jìn)行機(jī)電預(yù)留預(yù)埋時應(yīng)詳細(xì)策劃，除此之外，還應(yīng)考慮鋼筋與預(yù)留管線等的位置關(guān)系，本項目還需考慮鋁模與預(yù)制剪力墻的連接。本項目基于上述原理對預(yù)制剪力墻進(jìn)行了建模分析，效果圖如下：

圖中最下方孔洞為出漿孔，兩側(cè)孔洞為與鋁模結(jié)合孔，中間位置為斜撐固定點位，通過BIM 模型對預(yù)制剪力墻上的點位布置進(jìn)行了優(yōu)先，避免出現(xiàn)難以施工的情況，經(jīng)設(shè)計確認(rèn)符合深化設(shè)計要求。

四、結(jié)語

本工程在裝配式結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計中使用BIM 技術(shù)進(jìn)行了一系列控制，有效地對深化設(shè)計圖紙進(jìn)行了控制，同時對預(yù)制構(gòu)件施工中可能存在的問題進(jìn)行了提前設(shè)計，達(dá)到了預(yù)期效果。