弋富國

(中國五冶集團有限公司, 四川成都 610000)

建筑砌筑工程基于BIM精準控制施工方法的應(yīng)用，提高砌體工程施工精細化，提高建筑質(zhì)量和品質(zhì)。

1 砌體工程基于BIM技術(shù)的應(yīng)用特點

(1)采用BIM砌體排布技術(shù)對砌體工程進行預(yù)先精確排版，精確提量，減少施工返工率，降低材料多次搬運和損耗，降低施工成本。

(2)采用微調(diào)式強、弱電箱精確預(yù)安裝施工方法，在墻體砌筑之前對強弱電箱進行精確預(yù)埋，用型鋼支架固定定位，三維調(diào)控，安裝位置準確、固定穩(wěn)固，高效精確的進行強弱電箱安裝。

(3)采用微調(diào)式墻體聯(lián)排線盒精確安裝施工方法，對墻面電氣線盒采用型鋼支架精確預(yù)安裝固定，預(yù)埋固定強度好，位置準確，合理利用人工工期，提高工序穿插效率，節(jié)約工期。

(4)采用整體式強、弱電箱預(yù)制混凝土成品砌塊施工方法，減少施工工序，一次安裝成型質(zhì)量好，飾面基層平整，降低飾面空鼓和開裂。

(5)此方法能有效地提高施工進度，提高施工質(zhì)量，防止墻體及裝飾面層沿管線敷設(shè)方向裂縫的質(zhì)量通病，減少不必要的人工、材料浪費，節(jié)約了資源，有利于現(xiàn)場文明施工和環(huán)境保護；根據(jù)建筑尺寸和施工進度，提前進行砌體排版、材料提量和現(xiàn)場材料分料，實現(xiàn)箱體、線盒支架、成品砌塊的整體制作，進行模塊化施工，提高砌筑、安裝等工種工序穿插，加快施工進度。

2 適用范圍

本方法適用于現(xiàn)代民用建筑、工業(yè)建筑、商業(yè)建筑中采用燒結(jié)磚砌體及砌塊砌體墻體施工，尤其在民用住宅標準層的施工中，使用本方法，砌體施工質(zhì)量能夠得到很好的保證。

3 工藝原理

(1)對整體式預(yù)制混凝土成品砌塊進行集中加工，根據(jù)戶型分類各戶型強、弱電箱所在墻體，利用BIM砌體排布技術(shù)對箱體位砌體進行精確排布定位，提出箱體處“∏”型砌塊的精確尺寸，在預(yù)制場進行強、弱電箱包裹“∏”型砌塊模塊化預(yù)制。“∏”型砌塊的使用減少箱體的后塞量，灰縫合理，墻體整體性優(yōu)良，能有效提高墻體裝飾面層施工質(zhì)量。

(2)強、弱電箱采用可調(diào)式鍍鋅鋼支架預(yù)安裝固定，底座為三角形可調(diào)整底座，支架設(shè)置可調(diào)節(jié)孔直接安裝箱體固定橫梁，利用三角形底座和角鋼支架立桿自身的剛度和穩(wěn)定性實現(xiàn)強、弱電箱精確固定，支架底座以磚墻體抹灰面為基線,在地面上用膨脹螺栓固定。強、弱電箱安裝以建筑1 m線配合其中心線及箱底標高為基礎(chǔ)，進行準確的三維定位控制，安裝精確、支架可重復使用，施工質(zhì)量和進度得到有效的保證。

(3)在多媒體位及床頭柜等線盒集中墻體處，將聯(lián)排線盒按照設(shè)計的間距固定于支架橫梁上，通過支架立桿調(diào)節(jié)孔及可調(diào)式支架底座調(diào)節(jié)螺桿對聯(lián)排線盒精確定位，安裝過程以墻體建筑1 m線、房間300 mm方正性控制線(含墻體結(jié)構(gòu)面Q300 mm線和抹灰面M285控制線)及聯(lián)排線盒中心線采用自動安平紅外線進行準確三維定位。聯(lián)排線盒精確預(yù)埋固定強度好，安裝精度高，支架可重復使用，施工質(zhì)量和進度得到有效的保證。

(4)對墻體頂砌預(yù)制塊進行集中加工，根據(jù)現(xiàn)場頂砌磚的具體尺寸規(guī)格，利用BIM砌體排布技術(shù)對砌體進行精確排布定位，提出墻體頂部“”砌塊的精確尺寸，在預(yù)制場進行模塊化集中預(yù)制，能有效提高施工效率和墻體裝飾面層施工質(zhì)量。

4 工藝流程及操作要點

施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程

4.1 施工準備

(1)成品燒結(jié)磚、加氣混凝土砌塊運至施工現(xiàn)場，材料驗收合格，預(yù)拌砂漿驗收合格入罐。

(2)成品及半成品配電箱、線盒、管線及構(gòu)配件到場，品牌、材質(zhì)、規(guī)格型號等驗收合格，符合設(shè)計要求及規(guī)范要求，進場數(shù)量滿足隨砌隨埋要求。

(3)砌體施工使用的專利模具、裝置制作完成。

(4)電焊機、手電鉆、型材切割機、鋼鋸等設(shè)備齊全完好，滿足施工現(xiàn)場要求。

(5)砌體施工用的木方、模板、夾具、對拉螺桿及型鋼已到場，滿足現(xiàn)場需要。

4.2 精細化放線

根據(jù)主體結(jié)構(gòu)施工放樣的樓層軸線，對樓層各砌筑墻體進行放線，放線內(nèi)容包括：砌體方正性Q300 mm控制線、砌體墻邊線、墻垛端線、墻體抹灰面M285 控制線、門窗洞口控制線、建筑1 m線、煙氣道300 mm等控制線(圖2)，精細化放線應(yīng)準確、清晰，無遺漏。

圖2 標準戶型精細化放線平面

4.3 基于BIM砌體排布技術(shù)進行墻面砌體排版

使用BIM技術(shù)對樓棟進行土建建模，利用BIM砌體排布技術(shù)，對樓層各砌體墻面進行砌體排版，利用BIM可視化準確優(yōu)化砌體的組合方式，最大化減少配磚的磚型及配磚量。利用BIM數(shù)據(jù)化、模塊化提出各層、各戶、各磚型的準確數(shù)量，砌塊進料、樓層運磚數(shù)量精細化。通過精細化的排版和提料，降低資源浪費，減少材料浪費和材料二次搬運，降低施工成本。

4.3.1 BIM砌體排布操作流程

魯班土建建模、導出LBIM圖形→ LBIM圖形導入、魯班砌體排布→墻體編號→編號墻體砌塊排布→導出CAD排版圖→門窗洞口混凝土預(yù)制塊、頂砌、丁字墻、L墻二次調(diào)整優(yōu)化。

4.3.2 魯班土建建模、導出LBIM圖形

利用魯班土建建模軟件進行土建模型建立，根據(jù)圖紙確定廚房、衛(wèi)生間、露臺混凝土導墻；布置構(gòu)造柱、過梁；預(yù)留配電箱位置、設(shè)定門洞高度，然后導出LBIM圖形。

4.3.3 LBIM圖形導入、魯班砌體排布

將已完成的土建模型LBIM圖形文件導入魯班排布軟件，利用三維視圖功能查看三維墻體(圖3)，并在工程設(shè)置里設(shè)置工程概況及砌體排布的工藝參數(shù)：砌塊尺寸、灰縫寬度、頂砌和底砌預(yù)留高度、施工錯縫搭接寬度等。

圖3 砌體排布三維視圖

4.3.4 墻體編號，并對標號的墻體進行排布

利用魯班排布的砌體排布功能對工程進行墻體編號，以便軟件對墻體進行對應(yīng)識別。墻體編號完成后，選擇單面墻體或整體墻面進行墻體砌體排布。

4.3.5 導出CAD排版圖

墻體砌體排布完成后，導出CAD格式墻體砌體排版圖，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對頂砌和底砌工藝、門窗洞口預(yù)制混凝土砌塊、丁字墻、L墻工藝等用CAD進行二次深度優(yōu)化和調(diào)整。

完成墻體砌體排布后，提出樓棟及各層工程量，輔助現(xiàn)場提料及材料進料和現(xiàn)場材料統(tǒng)籌管理。

4.4 配磚加工、預(yù)制

4.4.1 成品轉(zhuǎn)二次加工

加氣混凝土砌塊和燒結(jié)空心磚根據(jù)現(xiàn)場電氣箱體實際配管情況，在現(xiàn)場加工區(qū)采用手提式切割機對磚進行加工。

根據(jù)BIM砌體排布精確提取電氣箱側(cè)邊配磚磚型數(shù)據(jù)，在整磚上用鉛筆和角尺在磚面上畫好切割線，然后用手提式切割機進行切割，用鐵錘敲掉不需要的部分，將磚加工成“L”型、“V”型整磚和配磚，加工成型的磚分類堆放(圖4)。

(a) 過梁“L”型配磚

(b) 包管“L”型磚

(c) 包管“L”型配磚

(d) 包管“V”型磚圖4 “L”型、“V”型整磚及配磚示意

4.4.2 預(yù)制構(gòu)件加工

預(yù)制構(gòu)件的制作是針對少數(shù)地方墻體磚模數(shù)和預(yù)埋電氣設(shè)備包管砌筑收口的不吻合，主要用于加氣混凝土砌塊墻體中強、弱電箱和空調(diào)洞口的邊口處。

4.4.2.1 強、弱電箱包裹“∏”型預(yù)制成品砌塊

利用“∏”型砌塊預(yù)制專用模具，預(yù)制寬100 mm、高240 mm、長600 mm的帶凹槽專用砌塊(圖5)，凹槽長度大于電箱長度5～10 mm，凹槽高等于電箱高，凹槽中下部空缺，便于對電箱集中管線的包裹。根據(jù)工程所需的強、弱電箱總數(shù)來預(yù)制過梁，做到一箱一梁。

圖5 “∏”型專用預(yù)制砌塊(單位:mm)

①號構(gòu)件：2塊440 mm×90 mm；②號構(gòu)件：4塊323 mm×90 mm；③號構(gòu)件：4塊151.5 mm×90 mm；④號構(gòu)件：5塊50 mm×90 mm；以上4種構(gòu)件均為2 mm厚鋼板制作圖6 頂砌預(yù)制塊裝置

4.5 強、弱電預(yù)埋安裝

4.5.1 強、弱電箱定位固定

(1)強、弱電箱箱體定位：利用自動安平紅外水平儀，對墻體強、弱電箱進行豎向定位。

(2)截取一段C型鋼用作支撐橫梁，在支撐橫梁上居中安裝箱體；

(3)用∠40角鋼制作三角形支架底座，支架底座3邊角點各銑兩個孔，外孔孔面焊接螺母，安裝調(diào)節(jié)螺桿，內(nèi)孔用于膨脹螺栓與地面固定，通過調(diào)節(jié)螺桿實現(xiàn)底座微調(diào)；

(4)在底座一邊的中心焊接一截∠40角鋼支架立桿，支架立桿上部在中心線處銑150 mm長的高度調(diào)節(jié)孔，用調(diào)節(jié)件進行支架橫梁與支架立桿的固定，實現(xiàn)箱體高度的調(diào)整；

(5)箱體、支架橫梁、底座和支架立桿連接好后，按箱體底放線位置和定位尺寸，分別使用底座調(diào)節(jié)螺桿和支架立桿調(diào)節(jié)件對箱體進行調(diào)整，位置準確后固定，使箱體固定在安裝位置上；

(6)箱體在C型鍍鋅鋼支架上固定好后，再將從梁上穿出的PVC線管截好長度，依次接入箱體(圖7)。

圖7 強弱電箱安裝固定

4.5.2 聯(lián)排線盒定位固定

按照設(shè)計圖紙，利用自動安平紅外水平儀在聯(lián)排線盒安裝墻體處，進行多線盒精確預(yù)埋施工，該預(yù)埋方法及預(yù)埋工具可在標準層反復使用。

(1)參照設(shè)計圖紙，根據(jù)墻體線盒的集中程度，選取適當長度的一段鍍鋅C型鋼，將線盒根據(jù)箱體設(shè)計間距居中固定于橫梁上。

(2)用∠40角鋼制作三角形支架底座，支架底座3邊角點各銑兩個孔，外孔孔面焊接螺母，安裝調(diào)節(jié)螺桿，實現(xiàn)底座微調(diào)，內(nèi)孔用于膨脹螺栓與地面固定。

(3)在底座一邊的中性線處焊接一截∠40角鋼支架立桿，支架立桿上部在中心線處銑150 mm長高度調(diào)節(jié)孔，用調(diào)節(jié)螺栓進行支架梁和連接和固定，實現(xiàn)盒體高度的調(diào)整。

(4)聯(lián)排線盒、支架橫梁、支架底座及立桿連接好后，按聯(lián)排線盒底放線位置和定位尺寸，分別使用支架底座調(diào)節(jié)螺桿和支架立桿調(diào)節(jié)孔螺桿對盒體進行調(diào)整，位置準確后，擰緊螺栓，使聯(lián)排線盒固定在支架上。聯(lián)排線盒在C型鍍鋅鋼支架上固定好后，再將從梁上穿出的PVC線管截好長度，依次接入線盒(圖8)，接管時應(yīng)注意線管排列，避免線管交叉。

(5)砌筑完成后，將地面上的膨脹螺栓，與線盒連接的自攻螺絲及墊片依次松掉卸下。整個支架卸下完成后，可在其他樓層、房間安裝重復使用。

4.5.3 管線接駁

(1)管線的延伸和接駁需根據(jù)箱體和線盒的設(shè)計位置進行合理安排延伸布置，管路間距應(yīng)盡量分開，不能過于集中，以便后續(xù)管線封堵。

(2)強、弱電箱處多管線位置的管線接駁應(yīng)采用銅絲和C6鋼筋進行管線分排固定。

(3)管線下料時充分考慮到管路穿過混凝土砌塊孔和壁厚的影響，使箱盒部位外邊突出墻面與灰餅厚度相符合。

4.6 砌筑施工

4.6.1 管路包砌施工方法

砌筑施工前利用BIM砌體排布技術(shù)，對樓層各戶型各砌體墻進行精確排布。根據(jù)現(xiàn)場線盒尺寸和位置，墻體內(nèi)線管的集中設(shè)置情況，對各墻體管線位置的砌塊進行精確配磚提樣，在場內(nèi)配磚加工場進行集中“L”型、“V”型包管磚集中加工。

配磚二次加工好后分類按量運至施工樓層，集中堆放。在砌體施工過程中，電氣安裝人員應(yīng)負責跟蹤檢查線盒、線管等是否移位，安裝是否穩(wěn)固，待磚工砌筑到有線盒、線管位置時，電氣工配合磚工對管線位置的砌塊按照墻體砌體排布圖進行準確組砌。砌筑過程中應(yīng)注意對線管、線盒保護，發(fā)現(xiàn)有損壞、偏位、脫落、堵管等情況的應(yīng)及時和電氣專業(yè)的人員聯(lián)系進行恢復，經(jīng)恢復、檢查無誤后繼續(xù)進行墻體砌筑。

墻體多線管位置用“L”磚包管錯縫砌筑(圖9 、圖10)。

圖10 “L”型磚包管組砌示意(二)

墻體單線、雙線管位置用“V”磚包管錯縫砌筑(圖 11、圖12)。

圖11 “V”型磚包管砌筑配磚示意(一)

圖12 “V”型磚包管組砌示意(二)

4.6.2 強弱電箱處墻體施工方法

砌筑施工前利用BIM砌體排布技術(shù)，對樓層各戶型墻體的精確砌塊。根據(jù)現(xiàn)場電箱的尺寸和位置設(shè)置情況，對各墻體電箱位置的砌塊和配磚進行精確配磚提樣，在場內(nèi)預(yù)制場對“Π”型預(yù)制成品砌塊進行集中預(yù)制。強弱電箱位置管線密集，采用100 mm厚“Π”型預(yù)制成品砌塊進行箱體位組砌，取消箱體部位的上部過梁，箱體背后采用100 mm×240 mm×600 mm的加氣混凝土砌塊進行飄砌(圖13、圖14)。

圖13 強、弱電箱包砌側(cè)面示意

圖14 強、弱電箱包砌正面示意

4.7 穿引線及成品保護

墻體頂部頂砌、所有預(yù)埋和修補完成后，對預(yù)埋的線管穿好引線并及時對開管口進行有效封堵，用聚苯乙烯板對電箱和線盒進行填充，并用封口膠封閉好，防止線盒污染或二次堵塞，為日后穿線、面板安裝提供條件。

在戶內(nèi)強弱電導線安裝完成后，將導線余頭盤入盒、箱內(nèi)，并用封口嚴實，以防污染，同時應(yīng)防止盒、箱內(nèi)進水，導線不應(yīng)有破損和污染。

5 效益分析

5.1 直接經(jīng)濟效益

通過BIM技術(shù)項目砌體工程施工中的實踐應(yīng)用，在以下方面產(chǎn)生了明顯的直接經(jīng)濟效益：

(1)提高施工效率，節(jié)約機械租賃費；

(2)提高施工效率，節(jié)約架體材料租賃費；

(3)應(yīng)用BIM技術(shù)，提高材料的利用率，減少材料損耗，節(jié)約材料費；

(4)減少樓層砌體二次裝運，節(jié)約人工費；

(5)應(yīng)用BIM信息化技術(shù)，減少施工管理人員費用支出；

(6)應(yīng)用BIM技術(shù)，減少電氣隨砌隨埋用工，節(jié)約人工費。

5.2 間接經(jīng)濟效益

(1)基于BIM精確加工技術(shù)，減少了墻面剔槽鑿洞、減少修補工作量，具有工藝簡單、成本低廉、墻面整體性能好的特點，提高了墻面成型質(zhì)量，減少了抹灰空鼓和開裂，減少了建渣的清運，節(jié)約資源，有利于現(xiàn)場文明施工管理。

(2)采用電箱“∏”型預(yù)制砌塊基于BIM精確預(yù)制技術(shù)，墻體頂砌“”型砌塊基于BIM精確預(yù)制技術(shù)，減少現(xiàn)場切磚，降低材料損耗，節(jié)約資源，墻面成型質(zhì)量好，減少了建渣量，提升了現(xiàn)場安全文明施工效果。

(3)采用民用建筑強、弱電箱預(yù)埋及墻體多線盒精確預(yù)埋施工方法，對強、強弱電箱的預(yù)埋進行準確地三維控制，提高施工質(zhì)量和施工效率，節(jié)約用工、減少輔材用料，保證工期進度。

(4)一系列基于BIM技術(shù)的施工方法的應(yīng)用和推廣，提升了公司的社會形象和市場競爭力。