李超，李欣，王丙何，孔令寰，宋金俊

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000）

1 研究背景

近年來，隨著社會現(xiàn)代化的不斷推進，建筑行業(yè)取得了飛速的發(fā)展。與此同時，誕生了一大批新興技術(shù)和施工工藝，BⅠM 技術(shù)在隔離式納塑外模板排布中的應(yīng)用便是其中之一。模板工程中絕大多數(shù)的外模板安裝是施工人員依據(jù)現(xiàn)場情況和個人經(jīng)驗判斷來進行切割安裝的，這種施工方法會有大量誤差存在，常常會導(dǎo)致外模板材料的浪費以及施工進度的延誤，更有甚者會導(dǎo)致安全事故的產(chǎn)生。BⅠM 技術(shù)在隔離式納塑復(fù)合外模板排布中應(yīng)用，在建立主體的模型后進行外模板的三維排布，這種方法可以優(yōu)化節(jié)點部位的施工，涵蓋每一塊外模板的尺寸，讓外模板排布的方式更加合理，極大程度上減少甚至避免了外模板浪費現(xiàn)象的出現(xiàn)[1]。因此，BⅠM 技術(shù)在優(yōu)化隔離式納塑復(fù)合外模板排布中的應(yīng)用研究分析在實際模板工程中的施工具有重要意義。

2 傳統(tǒng)隔離式納塑復(fù)合外模板在施工中存在的問題

2.1 技術(shù)交底困難

外模板的技術(shù)交底在建筑工程中常常以圖紙的形式進行，而外模板的施工圖絕大多數(shù)都是以某個建筑構(gòu)建的大樣圖的方式而進行設(shè)計的。這種形式的技術(shù)交底往往需要施工人員根據(jù)建筑圖紙的立面圖和平面圖互相對照著分析，并不能直觀地進行表述外模板的做法。這種不直觀的交底會導(dǎo)致了很多問題的出現(xiàn)，在節(jié)點部位的問題尤為突出。在規(guī)模龐大、高層較多以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑工程中隔離式納塑外模板的技術(shù)交底的圖紙往往相對復(fù)雜，同時難以對每一塊外模板進行詳細標(biāo)注，工程項目現(xiàn)場的施工人員遇到這種沒有直觀表達的部位往往會根據(jù)過往的施工經(jīng)驗去處理，而現(xiàn)場施工人員的個人技術(shù)水平和對圖紙的理解程度不盡相同，這就導(dǎo)致了在某些節(jié)點部位的外模板做法上出現(xiàn)了錯誤，從而使隔離式納塑外模板的消耗量增加，同時也降低了外模板的施工效率和延緩了施工進度[2]。

2.2 影響文明施工

現(xiàn)場的施工人員為了讓安裝外模板更為方便，在樓面模板上對外模板進行邊切割邊安裝已成為施工現(xiàn)場的常態(tài)。這種做法會產(chǎn)生大量的細碎垃圾和粉塵，會對現(xiàn)場的環(huán)境造成不可逆的污染，不利于現(xiàn)場的文明管理及綠色施工管理。同時，因為這些建筑垃圾過于細小且不易清除，往往被遺留在模板與鋼筋的夾縫之中，然后伴隨著混凝土被一起澆筑，進而導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。

2.3 進度緩慢

在鋼筋混凝土工程中隔離式納塑復(fù)合外模板安裝時會由于每個工種之間作業(yè)相互關(guān)聯(lián)、工程量大以及工程覆蓋范圍廣等因素而影響施工進度。造成工期順序延誤的原因多種多樣，其中最主要的原因是初步設(shè)計和規(guī)劃沒有根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行，使得規(guī)劃與現(xiàn)場施工之間存在著矛盾，導(dǎo)致設(shè)計變更或者現(xiàn)場閑置；材料的采購和施工進度與外模板的采購速度跟不上外模板的施工速度，致使現(xiàn)場無法進行施工?，F(xiàn)場管理者由于交底不清，施工人員在認(rèn)識和了解過程中出現(xiàn)了對施工內(nèi)容的認(rèn)識不足，導(dǎo)致了施工失誤和返回。由于在施工現(xiàn)場管理中存在較大的紕漏，使各個施工節(jié)點之間無法暢通連接，耽誤了施工進度[3]。

3 BIM 技術(shù)在隔離式納塑復(fù)合外模板排布中應(yīng)用的優(yōu)點

外模板支模過程中實際數(shù)量和計劃數(shù)量不一致是外模板施工現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，這會導(dǎo)致外模板需要再次糾正。BⅠM 技術(shù)能在三維模型上建立結(jié)構(gòu)和模板的信息，從空間和信息這2 個方面確定隔離式納塑保溫板的尺寸大小和空間坐標(biāo)。這樣一來就能減少甚至消除外模板位置錯誤這一現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.1 可視化

BⅠM 技術(shù)的可視化應(yīng)用能夠促進施工質(zhì)量的提高。BⅠM 技術(shù)可以建立建筑結(jié)構(gòu)主體模型，然后在模型上進行隔離式納塑外模板的三維排布，可制作出外模板施工作業(yè)的效果圖。各個復(fù)雜易錯節(jié)點部位可進行詳細說明并配有相關(guān)信息，減少施工過程中錯誤的出現(xiàn)，通過BⅠM 技術(shù)可制作出一整套的隔離式納塑外模板可視化技術(shù)交底材料，在模板工程的外模板施工時，施工人員可以通過BⅠM 技術(shù)很清晰地了解掌握施工中的各種參數(shù)信息，通過對外模板進行可視化的交底和施工，能夠極大地提高外模板的復(fù)合施工和鋼筋混凝土項目的施工質(zhì)量，從而極大地減少甚至避免了施工中的錯誤。

3.2 節(jié)約用料

由于沒有圖紙指導(dǎo)或圖紙表示不明確，施工人員隨意切割外模板，造成隔離式納塑外模板浪費的現(xiàn)象在施工現(xiàn)場已屢見不鮮。BⅠM 軟件可通過識別已繪制好的外模板排布模型來自動生成材料用量表，包括外模板的尺寸和各樓層用量。通過生成的材料用量表，采購部門可直接向隔離式納塑外模板生產(chǎn)廠家進行定制，這樣一來就減少了外模板在切割過程中的損耗，節(jié)約了外模板的用料。

3.3 動態(tài)控制

動態(tài)控制是運用BⅠM 軟件數(shù)據(jù)全方位聯(lián)動，進而充分掌握調(diào)控外模板的施工進度，實現(xiàn)建筑施工的精細化和可跟蹤化。利用BⅠM 技術(shù)對外模板的施工現(xiàn)場進行管理，可以使材料的運輸購買和現(xiàn)場進度進行更好的連接。根據(jù)BⅠM 建立起的三維信息模型從建材的采購、現(xiàn)場施工管理、施工質(zhì)量檢測等各個方面劃分出不同的流水段，保證了施工過程中能讓各參與方之間的工作更加協(xié)調(diào)，減少施工過程中人員與材料分配不均問題的出現(xiàn)。

4 BIM 技術(shù)在隔離式納塑復(fù)合外模板排布中的實際應(yīng)用

4.1 工程概況

濟寧高新區(qū)王因街道東婁村、苗營村棚戶區(qū)改造項目位于濟寧高新區(qū)孟子大道北、西浦路西，主要建筑為35 棟住宅樓（層數(shù)-2—18 層）。本工程總規(guī)劃建筑面積449 982 m2，地下總建筑面積117 253 m2，地上總建筑面積332 729 m2。單體結(jié)構(gòu)體系為剪力墻結(jié)構(gòu)，主樓地下二層，車庫為框架結(jié)構(gòu)，車庫地下一層。本工程采用隔離式納塑復(fù)合外模板作為現(xiàn)澆混凝土的永久性外模板，隔離式納塑復(fù)合外模板具有良好的保溫和防火功能，可直接與現(xiàn)澆混凝土墻體連接，并通過塑料連墻件加固連接。

4.2 明確應(yīng)用難點

應(yīng)用難點在于采用隔離式納塑復(fù)合外模板現(xiàn)澆混凝土保溫系統(tǒng)需要控制拼縫，保證不漏漿、不錯臺、不扭曲。同時要進行模板裁剪，通過繪制排版圖，精準(zhǔn)控制外模板裁剪，降低施工成本，以求達到提高施工質(zhì)量和降本增效的目的。

4.3 建立三維模型

在外模板施工之前，需要先搭建本工程主體結(jié)構(gòu)的三維模型。運用BⅠM 軟件進行施工圖紙的導(dǎo)入，逐步建立本工程的三維結(jié)構(gòu)圖紙。圖紙導(dǎo)入后不可避免地會出現(xiàn)部分建模錯誤的問題，需要繪圖人員以手動的方式進行細致調(diào)整，直至建立起完整的三維模型。模型中應(yīng)當(dāng)涵蓋樓層、窗口、梁、柱等基本結(jié)構(gòu)信息。

4.4 模板排布

構(gòu)建主體三維模型之后，可進行隔離式納塑復(fù)合外模板的排布。本工程外墻豎向內(nèi)側(cè)模板采用13 mm厚木模板，豎向外側(cè)采用75 mm 厚隔離式納塑外模板（納塑保溫板60 mm 厚），尺寸為2 900 mm（高）×600 mm（寬）。在進行排布時，因選用的隔離式納塑復(fù)合外模板長，所以應(yīng)采用橫版的方式進行排布。同時也應(yīng)從墻體邊緣開始排起，優(yōu)先使用整塊外模板，合理地利用好每一塊外模板，尤其要注意切割剩余材料的再利用，將其用到合適的地方，盡量地減少拼接時的消耗。隔離式納塑復(fù)合外模板排版模型如圖1 所示。

圖1 隔離式納塑復(fù)合外模板排版模型

4.5 節(jié)點排布

外模板節(jié)點排布是整個外模板施工難點最多，也是工程項目中節(jié)省外模板材料最重要的一環(huán)。外模板排布中會遇見窗口、空調(diào)板這樣的節(jié)點，致使外模板無法用整塊的隔離式納塑復(fù)合外模板排布。傳統(tǒng)施工中處理這種情況是將模板進行切割，但只要涉及切割就無法避免材料的浪費。切割后剩余的小段材料因面積過小，使得大多數(shù)切割后的外模板材料無法再投入使用。而運用BⅠM 技術(shù)在排版過程中，可以提前知道有哪些地方的外模板需要進行切割，為避免切割過程和切割后材料的浪費可以直接在生產(chǎn)隔離式納塑外模板的廠家進行定制，如圖2 所示。這樣一來不僅減少了外模板材料的浪費，同時也節(jié)約了切割模板的時間，從而加快了施工效率和推動施工進度。

圖2 隔離式納塑復(fù)合外模板定制節(jié)點

4.6 料表生成

在BⅠM 軟件上完成隔離式納塑外模板排版后，可進行外模板的安全計算。當(dāng)BⅠM 軟件計算出的安全參數(shù)滿足施工許可時，可選擇模板用料統(tǒng)計的計算并生成相應(yīng)的施工材料用料表。經(jīng)現(xiàn)場施工人員核對，運用BⅠM 技術(shù)將隔離式納塑外模板的損耗率由15%降低為3%。隔離式納塑復(fù)合外模板輸出料表如表1 所示。

表1 隔離式納塑復(fù)合外模板輸出料表

4.7 技術(shù)交底

根據(jù)建好的三維模型，可以用Navisworks 軟件制作外模板施工中相關(guān)的節(jié)點詳圖，并再制作出相應(yīng)的動畫視頻，進行材料的收集整理，用于外模板的可視技術(shù)交底。

4.8 動態(tài)施工控制

運用BⅠM 軟件可以對模板工程中外模板的施工進度情況進行全方位跟蹤，在三維模型上能劃分好各流水施工段。每到一個施工節(jié)點都應(yīng)在工程模型上進行標(biāo)注，然后通知到各部門相應(yīng)進度和下一步的規(guī)劃，從而保證本工程中各部門的聯(lián)動性，減少施工過程中人員時間和資源的沖突。

5 總結(jié)

中國建筑行業(yè)的發(fā)展有目共睹，但在外模板工程的施工方面仍然存在著許多亟需解決的問題。無論是中國城鎮(zhèn)化的推行，還是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實踐，中國建筑行業(yè)都需要BⅠM 技術(shù)的助力，并且BⅠM 技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用也已初見成效。通過BⅠM 技術(shù)的可視化、動態(tài)控制和歸納材料用量來實現(xiàn)改善目前中國在外模板施工中材料浪費、進度緩慢等狀況，不僅能提高企業(yè)的競爭力，有利于建筑行業(yè)健康發(fā)展，同時還能促進建筑資源節(jié)約型社會的創(chuàng)建。