BIM技術在鋁模深化中的深度應用

戴偉光

廣東中寶建設工程有限公司 廣東 中山 528400

BIM技術作為一種新型的技術，已經(jīng)被深度應用在了建筑行業(yè)工程施工中，其通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術可以對工程整體生命過程進行可視化、虛擬化的處理，以此進行協(xié)同、動態(tài)化管理。比如，在施工階段可以根據(jù)具體的施工工藝和需求在設計過程中對施工圖紙和設計文件建立模型，并通過信息輸入、信息完善，有效構建工程模型，通過模型對工程信息進行共享，關于開展施工管理工作。

1 鋁模概述

1.1 采用鋁模的目的

鋁模板也叫做鋁合金模板，其是一種由鋁合金材料制作而成的建筑模板，該模板安裝、拆卸簡單，周轉次數(shù)高，混凝土施工外觀形象好、質量高，可以有效滿足清水混凝土施工要求，且其平整度、垂直度符合混凝土結構施工質量規(guī)范要求，是一種可推廣的節(jié)能產品。在具體的鋁模板加工件中，一般需要通過過氧化處理、粉末噴涂等，該工藝可以有效階級鋁模應用時因為高溫氧化出現(xiàn)的氣孔、脫皮等質量問題，對此采用鋁模施工可以有效提高工程質量。另外，鋁模的每一次生產、應用都可以為建筑行業(yè)帶來較大的優(yōu)勢和價值，推動建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，對此鋁模的生產需要根據(jù)國家具體要求進行，以此幫助建筑工程企業(yè)實現(xiàn)綠色、節(jié)能生產目標[1]。

1.2 鋁模應用優(yōu)缺點

其相比較于其他膠合模板，具體以下優(yōu)勢：環(huán)保、節(jié)能效果好；模板可以重復利用，成型效果好；模板尺寸、規(guī)格誤差??；易于管理和存放；施工產生的廢棄物少。缺點：無法進行多次修改，操作不靈活；鋁膜精度高，編號固定，如果需要調整，則需要更高鋁膜板尺寸，直接影響工期；鋁膜具劑的油漆質量屬于水模塊，其表面光滑，滲透性低，在模塊制作完成后需要風干的時間長，不利于鋼筋施工。

1.3 傳統(tǒng)施工方法的問題

傳統(tǒng)的鋁模配模平面圖只通過簡單的編號尺寸無法把握結構構件之間的連接關系，分析過程費時費力，施工人員不易把握鋁模的安裝要求，且因為機電洞口和斜梁的存在，平面圖無法精準的反應位置關系。此外，鋁模模板圖和裝配圖和施工現(xiàn)場實際情況不符，施工中容易出現(xiàn)切割鋁模不規(guī)范的問題，最終導致鋁模施工成本高、工期長、效益低等問題。

1.4 施工工藝流程

放墻柱定位線；標高抄平；墻柱模板安裝和加固；梁模板和樓模板安裝；垂直度和平整度檢查；銷釘嵌入；頂板鋼筋綁扎；混凝土澆筑。

1.5 鋁膜結構構成

鋁膜是現(xiàn)代建筑施工常用的構件，其結構主要包括模板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、緊固系統(tǒng)、附件系統(tǒng)，其中模板系統(tǒng)主要由墻、結構梁、柱等組織構件組成，支撐系統(tǒng)主要由豎向水平支撐緊固系統(tǒng)組成，可以進行背楞安裝、螺栓對拉，附件系統(tǒng)主要有銷釘、螺栓、斜向支撐等零件組成。

2 應用作用

鋁膜也叫做鋁合金模板，在近幾年，該模板在建設工程中應用較為普遍，其因為施工效率快，質量高，性能好，安全系數(shù)高、環(huán)保性強，可以有效降低人工費用和材料費用。采用鋁合金模板也可以進行回爐鍛造，是一種有價值的循環(huán)利用材料，在早期人們一般采用CAD軟件來設計、優(yōu)化、改進鋁合金模板配圖。該軟件功能不全，無法對設計參數(shù)進行優(yōu)化，只能通過單一的平面展示出來，無法通過工廠進行預制加工，其具有以下的應用作用：第一，因為CAD軟件本身的缺陷，因此需要采用BIM進行深化設計，通過三維立體化、參數(shù)化模型來進行深化設計，根據(jù)模型中的結構位置對各個模板構件進行編號。確保在設計完成后人們可以根據(jù)編號判斷是否為標準構件，并明確工程量清單，并生成加工料表，井模型編號導圖到加工圖中，便于工廠根據(jù)具體需求進行預制加工，以此縮短工期。第二，在以往的設計中也可以應用其它輔助設計軟件，但是這些軟件也有自身的缺點，無法根據(jù)各施工階段具體情況建立不同的模型，但是一些軟件可以應用在施工過程中，并結合BIM技術來完善施工措施，以此深化設計。第三，利用3Dma實現(xiàn)鋁膜的建模，該技術有一定的缺點，構建的模型一般只能觀看，無法實現(xiàn)參數(shù)的優(yōu)化，因此不具備各種實用價值，對此需要采用BIM技術創(chuàng)建參數(shù)庫進行優(yōu)化。

3 BIM技術在鋁模深化中的深度應用

3.1 工程概述

該工程屬于高層建筑，主要是框架剪力墻結構，有商業(yè)裙樓和住宅公寓樓組成，包括5個結構變截面，總建筑面積為60000平方米，該項目集住宅、商業(yè)、地下車庫、人防一體化的現(xiàn)代綜合公共高層建筑。項目規(guī)劃面積小、周邊空間主要是交通要道，地下空間大，后澆帶裙樓多、結構復雜、工期短、工程量大、質量要求高，為了更好的了解該項目規(guī)劃重難點環(huán)節(jié)，早期一般通過二維圖紙進行展示，考慮到工程圖、設計圖和實際誤差大，建筑方對工程預期效果存在疑惑，對此需要利用BIM技術設計建筑模型圖，以此全方位、可視化的把握整個建筑工程效果。利用BIM設計軟件可以將工程構建參數(shù)融入數(shù)據(jù)庫中，通過數(shù)據(jù)庫進行結構模型設計，并對結構模型鋁膜參數(shù)進行深化設計，以此建立墻、梁、板、樓梯鋁膜三維模型，該模型可以對整個工程情況進行動態(tài)化演示，并對工程預期效果進行直觀展示，可以將傳統(tǒng)的平面工程圖變?yōu)榱Ⅲw三維模型圖，將一些細節(jié)工藝進行虛擬和現(xiàn)實結合，有效解決傳統(tǒng)工程預期難題[2]。

3.2 具體深化過程

第一，建立模型，通過模型分析和解決圖紙問題，設計方根據(jù)模型圖對圖紙進行優(yōu)化；第二，設計方根據(jù)優(yōu)化后的圖紙對模型圖進行二次優(yōu)化，施工單位根據(jù)模型圖明確鋁膜應用圖部位，對鋁膜圖紙進行優(yōu)化，并將優(yōu)化后的圖紙綜合設計方和建設單位要求進行最終方案確定；第三，鋁膜生產方根據(jù)施工單位優(yōu)化后的鋁膜圖紙和模型，通過機械制造工藝圖紙再次優(yōu)化，最終在施工技術部門簽字后最終確定；第四，施工單位根據(jù)鋁膜生產方提供的模型圖進行預拼裝，將虛擬化的模型和實際進行匹配；第五，利用BIM技術做好鋁膜技術交底和工藝交底，有效指導現(xiàn)場鋁膜實際施工；第六，把握以下BIM技術鋁膜深化施工中的技術控制要點：凹凸面造型窗、室內門窗口尺寸和結構梁板下掛板尺寸；混凝土砌體構造柱優(yōu)化；各構件水平和垂直接觸面混凝土墻面免抹灰和砌體結構抹灰融合；優(yōu)化后的混凝土結構之間的縫隙處理；梁柱體加腋技術優(yōu)化。

4 后期抹灰和成品交房的技術處理

為了更好的滿足新建商品住宅設計要求、建筑規(guī)范要求，需要加強鋁膜深化設計，并在鋁膜深化過程中著重設計抹灰、墻體厚度、壓槽等環(huán)節(jié)問題，具體方法如下所示：第一，在壓槽時，對于構造柱和砌塊墻體連接處，需要確保墻面平整，以此滿足后期抹灰處理要求，一般需要根據(jù)構造柱和墻體平面兩側原有凹陷度進行距離和尺寸調整，并采用新的砌塊進行施工。并對后期混凝土不需要抹灰的砌塊進行壓網(wǎng)抹灰，確保墻體厚度和寬度達到設計規(guī)范要求，確保砌塊墻體和其他混凝土結構平整度和垂直度符合要求。第二，在鋁膜深化時，對于內墻混凝土構件和砌體連接處位置，為了確保墻面抹灰符合設計要求，需要確保不同材料構件連接處、混凝土構件兩側留槽深度、寬度等達到工藝標準。且在采用留槽技術時需要確保后期抹灰質量達標[3]。

4.1 門垛、窗口技術處理

對于門垛處門和框架柱之間的砌體墻，在進行鋁膜深化設計時需要將其處理為混凝土構造柱；對于窗口處外墻混凝土結構門窗的各洞口在設計時先需要在抹灰階段進行二次處理，后再安裝窗。在鋁膜深化時，確保外墻整澆混凝土墻體窗口完成一次性澆筑，一般需要根據(jù)外墻窗口本身結構的鋁膜設計尺寸要求預留窗口，根據(jù)設計標準在成型組裝完成后一次性澆筑，以此提高窗口的防水效果，有效避免后期工藝施工中的滲透和維修問題。此外，通過鋁膜深化設計可以有效保證門窗制作的質量和標準程度，降低抹灰成本，提高施工效率。

4.2 外墻和門窗設計

在外墻和門窗施工中傳統(tǒng)的工藝主要是砌體結構，利用BIM技術后可以優(yōu)化化混凝土澆筑結構，為了有效解決傳統(tǒng)砌墻工藝工期長的問題，提高窗戶的安全防護效果，避免窗戶和墻體縫隙或者各窗洞口發(fā)生雨水滲透問題，需要利用BIM技術進行對工程圖進行深化處理。一般情況下，可以在窗戶口處設置一個企口，通過一次性澆筑確保企口結構堅固、密閉性良好，且通過外反水坡度設計，有效解決雨水滲透問題。此外，通過BIM技術深化處理可以實現(xiàn)門窗一次性澆筑，有效解決傳統(tǒng)砌體沉降問題，也避免斜向裂紋出現(xiàn)，在傳統(tǒng)的門窗砌體銜接施工中，尤其是鋁膜板施工，需要科學利用BIM技術，對梁部高度進行智能化處理，以此提高施工精準度。

4.3 鋁膜深化設計的安全管理

原有的工程圖紙中電梯井門洞入口是砌塊墻體，且電梯廠家提供的安裝圖紙中對電梯門口兩側的截面構造柱截面面積提出了明確的要求，對此在鋁膜深化設計時需要考慮電梯入口兩側是否需要增加構造柱，是否需要和混凝土砌體同步施工?？紤]到墻體屬于剪力墻結構，墻體兩側和構造柱之間的距離較小，難以安裝鋁膜、砌筑的問題，需要利用BIM技術對電梯入口進行安全防護設置。并通過二次拆卸和砌筑抹灰、留置壓槽砌體抹灰等，有效解決電梯入口的安全問題[4]。

4.4 衛(wèi)生間上反坎和下掛板混凝土計算的深化處理

在施工中如果門洞過梁標高和梁底標高存在誤差，則需要在梁體下冊安裝掛板，在普通鋁膜圖紙深化時，技術人員需要先根據(jù)圖紙對門窗洞口和梁體間的距離進行計算，該過程復雜，對此可以利用BIM技術通過可視化模型圖來計算距離，以此判斷是否需要梁下掛板，便于計算出梁下掛板的高度。對于設備管井門而言，在鋁膜深化設計時，可以將門下砌體和混凝土結構同時澆筑，對于衛(wèi)生間上反坎也可以通過此方法進行深化處理。

5 BIM技術在鋁模深化中的深度應用創(chuàng)新

5.1 模型流程優(yōu)化

想要有效降低施工人員對鋁膜應用的分析和學習成本，工程單位可以組織成立專門的BIM小組，帶領施工小組對鋁膜板CAD深化圖進行分析，并依靠BIM模型的3D建模功能對深化圖進一步優(yōu)化處理。首先，利用BIM軟件制定鋁膜標準參數(shù)模型圖，并對鋁膜BIM模型拼接進行優(yōu)化，以此完善項目BIM數(shù)據(jù)庫。其次，利用BIM軟件根據(jù)CAD圖紙進行BIM拼接，對群眾平面圖紙無法反應鋁膜安裝位置的情況，結構洞口和梁位置、鋁膜位置等進行優(yōu)化處理，提高模板施工的高效性，避免出現(xiàn)二次返工。最后，利用BIM軟件分析和統(tǒng)計功能對標準層鋁膜板數(shù)量進行確定，并根據(jù)物資材料數(shù)量進行對比，解決數(shù)量不一致的問題[5]。

5.2 可視化技術交底

利用BIM軟件可以構建三維可視化模型，通過模型可視化效果，確保施工人員和技術人員之間可以有效進行工藝、技術交底工作，具體如下所示：第一，對工程標準層和基礎層等施工工藝進行動畫交底，一般可以利用3Dmax軟件來制作相關動畫，以此完成交底；第二，利用BIM軟件對關鍵施工環(huán)節(jié)和細節(jié)、工序等進行交底；班組長和施工人員做好標準層鋁膜拼模圖、刨面圖交底，以此指導現(xiàn)場施工。

5.3 圖紙優(yōu)化

在采用BIM技術前，鋁膜板優(yōu)化設計一般通過鋁制作商和模板制作商通過CAD圖紙來進行優(yōu)化的，這種鋁薄膜制作商優(yōu)化后的鋁合金模型設計存在尺寸、場地距離等問題，該問題可以在應用BIM技術后，通過BIM三維可視化模型進行解決。BIM技術可以創(chuàng)建出三維實體模型，可以對其中的重難點、脆弱點等情況進行詳細而清晰的展示，便于各部門技術人員、施工人員可以在施工前充分交流，以此優(yōu)化工程圖。此外，利用BIM預裝配技術可以提高模板的裝配精度，提高優(yōu)化深度，避免因為優(yōu)化不到位導致返工拆卸的問題，以此縮短模板制作周期，節(jié)省成本。此外，利用BIM技術可以提高現(xiàn)場工作人員對新技術的應用能力和對鋁膜工藝的熟練應用能力，且利用BIM模型圖可以對模板整個施工過程進行三維動畫演示，通過技術和工藝對比可以幫助施工人員深入分析現(xiàn)場施工難點，最終提高施工效率和施工質量[6]。

5.4 后期發(fā)展

對于我國建筑行業(yè)現(xiàn)階段的模板應用來看，我國已經(jīng)淘汰了傳統(tǒng)材質的模板，代替了鋁合金模板，使用鋁合金模板后可以有效提高施工效率和質量，確保工程施工安全、經(jīng)濟、環(huán)保。鋁合金模板相比較于傳統(tǒng)的縱向結構構件，可以有效避免移位問題，可以進行模塊化裝卸，可以縮短工期，將其應用在大型商業(yè)地產項目中，可以有效提高裝卸效率，解決工期緊的問題，尤其是當前注重的工程成本控制問題，也是未來建筑行業(yè)的一大優(yōu)勢。

6 結束語

總之，在建筑工程中利用BIM技術可以根據(jù)項目工程實際、預期目標建立施工標準層模型，并利用BIM軟件和應用平臺，綜合分析項目主體結構特點、施工需求、規(guī)范標準等，以此對鋁膜圖紙進行深化設計，有效解決傳統(tǒng)鋁膜應用實際問題。且在具體利用BIM技術深化鋁膜板圖紙時、施工時，需要根據(jù)建設方要求，加強和設計部門的溝通，及時把握工程變化情況，及時更改BIM鋁膜模型參數(shù)，并根據(jù)深化后的模型進行預拼裝模擬，確保預期效果合格后才可以投入生產、施工中。