趙 寶，金泰羽，徐靖杰，張?zhí)煊?/p>

（中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司，北京102308）

由于鋁合金模板具有施工質(zhì)量好、綠色環(huán)保、周轉(zhuǎn)率高、安拆方便等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用到建筑施工中[1～2]。綜合考慮造型、建筑高度、施工成本等因素后，需要將鋁合金模板體系與懸挑腳手架結(jié)合施工[3～5]，在鋁合金模板施工過程中往往會(huì)與懸挑架安裝產(chǎn)生一系列沖突。為解決此類問題，本文基于BIM技術(shù)，研究了高層住宅鋁合金模板與花籃式斜拉桿懸挑腳手架結(jié)合的施工技術(shù)，為類似工程提供了解決問題的思路和經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

某住宅項(xiàng)目總建筑面積13.3 萬m2，共8 棟住宅樓，地下1 層，地上3#、6#樓為17 層，其余樓棟為20 層，剪力墻結(jié)構(gòu)。見表1。

表1 建筑設(shè)計(jì)概況 m

綜合考慮施工成本和施工質(zhì)量后，1#～8#樓支模體系全部采用鋁合金模板，外防護(hù)架采用花籃斜拉桿式型鋼懸挑腳手架。見表2。

表2 懸挑腳手架概況

鋁合金模板為快拆式鋁合金模板65體系，外墻為2 700 mm 外墻板+400 mmK 板；內(nèi)墻為150 mm 樓面c槽+2 600 mm 墻板+200 mm 接高板+40 mm 底角及100 mm 樓 面c 槽+2 600 mm 墻 板+200 mm 接 高 板+40 mm底角。每棟樓配置鋁合金模板1套，樓面支撐、梁底支撐和懸挑支撐各3套。

懸挑腳手架體系：外架步距1.8 m、橫距0.9 m、縱距為1.5 m，主懸挑梁為國(guó)標(biāo)16#工字鋼，鋼管規(guī)格為?48 mm×3.6 mm，外防護(hù)網(wǎng)采用1.8 m×1.2 m 外掛沖孔式鋼板防護(hù)立網(wǎng)。

2 主要問題

2.1 穿墻套管及螺栓預(yù)埋

1）凸窗位置套管預(yù)埋易與鋁模深化后增加的短墻結(jié)構(gòu)沖突。

2）預(yù)埋套管在混凝土澆筑過程中易偏位，綁扎固定難把控。

3）花籃式懸挑腳手架陽角處通過十字交叉式預(yù)埋螺栓與陽角外架懸挑主梁拉結(jié)，但預(yù)埋螺栓在施工中易發(fā)生偏位。

2.2 鋁模K板與懸挑主梁位置沖突

鋁模K板寬400 mm，外墻部位的K板與外架懸挑主梁錨固位置沖突且K 板留置周期較長(zhǎng)，影響架體正常搭設(shè)。

2.3 花籃斜拉桿與懸挑結(jié)構(gòu)沖突

凸窗位置的懸挑板較多，懸挑長(zhǎng)度可達(dá)800 mm，與花籃斜拉桿位置沖突，導(dǎo)致斜拉桿不易與結(jié)構(gòu)梁或墻拉結(jié)。

3 基于BIM技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 花籃式懸挑腳手架的優(yōu)化設(shè)計(jì)及安裝工藝流程

基于BIM 技術(shù)對(duì)花籃式懸挑腳手架進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，使用三維模型對(duì)外架懸挑主梁進(jìn)行排布和花籃斜拉桿定位，同時(shí)對(duì)外架通過BIM 技術(shù)與鋁模+結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，逐一解決各類沖突問題。見圖1。

圖1 鋁合金模板+花籃式懸挑腳手架優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

3.2 深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）創(chuàng)建鋁模深化后的主體結(jié)構(gòu)模型。利用Revit+Fuzor 軟件建立主體結(jié)構(gòu)模型，主要考慮鋁合金模板深化后主體結(jié)構(gòu)，完全反映出現(xiàn)實(shí)施工模型，重點(diǎn)關(guān)注部位為一次澆筑成型的凸窗懸挑板、外墻造型短墻、衛(wèi)生間降板及防水反坎等。見圖2。

圖2 主體結(jié)構(gòu)BIM模型構(gòu)建

2）創(chuàng)建鋁合金模板-K 板模型。參照鋁合金模板參數(shù)，給出K 板的寬度、厚度及標(biāo)高等，為下一步懸挑腳手架BIM安裝模擬提供前提條件。見圖3。

圖3 鋁合金模板-K板BIM模型

3）創(chuàng)建懸挑架腳手架BIM 模型。根據(jù)腳手架參數(shù)，創(chuàng)建懸挑腳手架BIM 模型，模型包括花籃拉桿、懸挑主梁、腳手架體、鋼板網(wǎng)等，按照腳手架布置圖排布懸挑主梁，模擬腳手架搭設(shè)過程。見圖4和圖5。

圖4 懸挑腳手架主懸挑梁BIM模型構(gòu)建

圖5 懸挑腳手架搭設(shè)過程模擬

3.3 鋁合金模板與花籃式懸挑腳手架沖突分析

1）針對(duì)凸窗位置套管預(yù)埋易與鋁合金模板深化后所增加的結(jié)構(gòu)短墻位置沖突問題，基于BIM 模型進(jìn)行模擬安裝，提前優(yōu)化圖紙，使預(yù)埋套筒避開結(jié)構(gòu)短墻進(jìn)行預(yù)埋。見圖6。

圖6 懸挑主梁排布避開短墻設(shè)置

2）為解決預(yù)埋套管在鋁模中難固定、易偏位問題，利用BIM 技術(shù)在鋁合金模板上進(jìn)行精確定位鉆孔，同時(shí)在套管中穿定位鋼筋方法固定預(yù)埋套管，通過實(shí)際施工的驗(yàn)證，該方法有效解決了該問題。

3）陽角處預(yù)埋螺栓定位要求要十分精確，偏差超過20 mm 時(shí)便會(huì)對(duì)懸挑主梁的安裝造成難度。采用BIM 模型，設(shè)計(jì)出陽角處預(yù)埋的標(biāo)高和位置，在鋁合金模板對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行開孔，同時(shí)在開孔處使用兩個(gè)螺母前后固定，有效消除了混凝土澆筑過程中陽角處螺栓易偏位和定位精度不足問題。

4）針對(duì)鋁合金模板-K 板與外架懸挑主梁位置沖突，通過3D 模型進(jìn)行該處主梁定位，使用碰撞和漫游功能進(jìn)行檢測(cè)，最終將懸挑主梁預(yù)埋套管設(shè)置在K 板之下（結(jié)構(gòu)層標(biāo)高下500 mm），使懸挑主梁有效避開K板進(jìn)行錨固。見圖7。

圖7 懸挑主梁與K板位置處理

5）花籃斜拉桿與懸挑結(jié)構(gòu)沖突。南側(cè)凸窗及造型的懸挑板較多，且懸挑長(zhǎng)度達(dá)800 mm，通過BIM 模型，精準(zhǔn)定位花籃拉桿與懸挑板的相對(duì)位置關(guān)系，在懸挑板上預(yù)留洞口，解決花籃斜拉桿與懸挑結(jié)構(gòu)沖突問題，同時(shí)避免預(yù)留孔洞偏位和尺寸預(yù)留過大等弊端。見圖8。

圖8 BIM模型進(jìn)行懸挑板預(yù)留孔洞精準(zhǔn)定位

3.4 花籃式懸挑腳手架與主體結(jié)構(gòu)碰撞分析

通過Fuzor 軟件對(duì)BIM 模型進(jìn)行漫游，預(yù)覽各節(jié)點(diǎn)空間位置關(guān)系，返回至Revit 模型中進(jìn)行修正，以減少碰撞分析工作量。

在碰撞檢測(cè)中重點(diǎn)關(guān)注懸挑主梁與凸窗懸挑板、墻體的位置關(guān)系；錨固壓板與降板的位置關(guān)系；花籃拉桿與外架立桿、橫桿的位置關(guān)系等。通過復(fù)查每一碰撞點(diǎn)，追蹤至Revit 模型中對(duì)應(yīng)的碰撞位置，進(jìn)行逐一優(yōu)化調(diào)整。見圖9。

圖9 碰撞檢測(cè)

4 結(jié)語

基于BIM 技術(shù)優(yōu)化了鋁合金模板+花籃式懸挑腳手架施工的懸挑主梁工字鋼的排布、外墻K 板的位置、懸挑板的預(yù)留孔洞定位、預(yù)埋套管及螺栓的定位和固定方法等，同時(shí)進(jìn)行整體碰撞檢測(cè)，細(xì)部調(diào)整了碰撞點(diǎn)。

1）有效解決了預(yù)埋套管及螺栓精確定位和固定問題。

2）解決了外墻K 板與懸挑外架的懸挑主梁位置關(guān)系，使鋁合金模板與花籃式懸挑腳手架更有效的配合施工，發(fā)揮各體系優(yōu)點(diǎn)。

3）對(duì)懸挑架懸挑主梁的排布、細(xì)部碰撞點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，避免了后期施工返工、材料浪費(fèi)及額外人工費(fèi)用等無效成本的產(chǎn)生，節(jié)約了施工成本。

4）通過BIM模型進(jìn)行模擬施工、可視化交底，提高了施工作業(yè)人員的工作效率，提升了施工安全和質(zhì)量。

5）符合綠色建造和智慧建造的要求，為類似工程提供了較好的施工經(jīng)驗(yàn)和解決問題思路。

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