基于BIM技術(shù)的定型化構(gòu)造柱模板支撐體系施工技術(shù)探討
趙世昌，王雁鵬，張建剛，劉冬，陳碩
（中國建筑第四工程局有限公司， 昆明 650220）
摘要：結(jié)合重慶秀山項目構(gòu)造柱施工，介紹了一種基于BIM技術(shù)的定型化構(gòu)造柱模板支撐體系施工技術(shù)，并進行經(jīng)濟效益分析。通過采用定型化構(gòu)造柱模板支撐裝置，有效提高了構(gòu)造柱模板支撐架的可周轉(zhuǎn)性，節(jié)省生產(chǎn)成本，提高構(gòu)造柱成型質(zhì)量，也提高了施工效率。
關(guān)鍵詞：構(gòu)造柱施工；定型化構(gòu)造柱模板支撐裝置
Abstract: Combined with the construction of structural column in Xiushan Project of Chongqing, this paper introduces the construction technology of formwork support system of structural column based on BIM technology, and analyzes its economic benefit. By adopting the formwork support device, the turnover of formwork support is effectively improved, the production cost is saved, the forming quality of formwork support is improved, and the construction efficiency is also improved.
Keyword：Construction of structural columns;
A formwork support device for a stereotyped structural column
引 言
BIM全稱為建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點。這些年來，BIM技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用十分廣泛，主要用于三維建模、場平布置、碰撞模擬、可視化交底、機電管線綜合應(yīng)用、視頻漫游等等。
在構(gòu)造柱施工過程中，傳統(tǒng)構(gòu)造柱模板支撐架體采用鋼管搭設(shè)固定架，傳統(tǒng)投料口采用木質(zhì)投料口，它們安裝周轉(zhuǎn)困難，既不經(jīng)濟，又不實用。而且傳統(tǒng)支撐架固定效果不夠好，造成構(gòu)造柱成型質(zhì)量差。
為解決構(gòu)造柱施工過程中造成的漲模、爆模、尺寸偏差過大、影響下道工序施工等現(xiàn)狀。我司在施工過程中，研制出一種可周轉(zhuǎn)裝配式定型化構(gòu)造柱模板支撐裝置，并通過BIM技術(shù)進行三維模擬，形成一種基于BIM技術(shù)的定型化構(gòu)造柱模板支撐體系施工工法。
基于BIM技術(shù)的定型化構(gòu)造柱模板支撐體系施工技術(shù)是指在構(gòu)造柱施工時采用常規(guī)澆筑施工工藝，再引入一種可周轉(zhuǎn)裝配式定型化構(gòu)造柱模板支撐裝置專利技術(shù)作為構(gòu)造柱的支模系統(tǒng)，形成穩(wěn)固的支撐體系，并結(jié)合BIM技術(shù)進行三維模擬，排磚、可視化應(yīng)用。其尺寸提前限定，模塊化設(shè)計，工廠整套加工，精度高，在施工中可有效地控制構(gòu)造柱的尺寸，保證構(gòu)造柱的成型效果。
1 施工工藝原理
本技術(shù)是通過引用一種可周轉(zhuǎn)裝配式定型化構(gòu)造柱模板支撐裝置，針對傳統(tǒng)構(gòu)造柱施工經(jīng)常會出現(xiàn)的漲模、爆模、尺寸不符等情況進行優(yōu)化處理，提高構(gòu)造柱成型質(zhì)量。據(jù)構(gòu)造柱尺寸，選用50mm×50mm×2mm方鋼焊接形成支撐架體。整個支撐架體由兩幅支撐架組成，其中一幅架體上部預(yù)留投料口放置空間。兩幅架體兩側(cè)豎向方鋼間距均為520mm，從下而上每隔500mm布置一道橫向方鋼，架體最上側(cè)最后兩道方鋼間距200mm，架體中間布置豎向方鋼，其中橫向方鋼中心處設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)螺桿眼，通過對拉螺桿將兩幅架體與模板固定成一個整體。方鋼之間采用雙面滿焊，確保架體穩(wěn)定。其次，選用1.2mm鋼板焊接形成定型化投料口，通過螺栓與整個支撐架體固定形成一套完整的構(gòu)造柱模板支撐體系。
圖1 設(shè)計圖
圖2 定型化投料口
圖3 平面圖
圖4 1-1剖面圖
2、施工工藝流程及操作要點
2.1工藝流程
圖5 施工工藝流程
2.2操作要點
（1）定位放線
按原建筑設(shè)計圖將構(gòu)造柱和墻體邊線用墨線彈于結(jié)構(gòu)板面。
圖6 定位放線
圖7 定位放線
（2）構(gòu)造柱鋼筋綁扎
根據(jù)圖紙要求完成構(gòu)造柱主筋及箍筋綁扎安裝。
（3）構(gòu)造柱兩側(cè)墻體砌筑
構(gòu)造柱鋼筋綁扎完成后根據(jù)圖紙要求進行構(gòu)造柱兩側(cè)墻體砌筑，砌筑過程中控制灰縫尺寸，砂漿要求飽滿，并留設(shè)出構(gòu)造柱馬牙槎，先退后進。另外砌筑時墻體中設(shè)置通長拉結(jié)筋，與周圍結(jié)構(gòu)柱植筋拉結(jié)。
圖8 馬牙槎留置
（4）支撐體系設(shè)計
據(jù)構(gòu)造柱尺寸，選用50mm×50mm×2mm方鋼焊接形成支撐架體。整個支撐架體由兩幅支撐架組成，其中一幅架體上部預(yù)留投料口放置空間。兩幅架體兩側(cè)豎向方鋼間距均為520mm，從下而上每隔500mm布置一道橫向方鋼，架體最上側(cè)最后兩道方鋼間距200mm，架體中間布置豎向方鋼，其中橫向方鋼中心處設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)螺桿眼，通過對拉螺桿將兩幅架體與模板固定成一個整體。方鋼之間采用雙面滿焊，確保架體穩(wěn)定。其次，選用1.2mm鋼板焊接形成定型化投料口，通過螺栓與整個支撐架體固定形成一套完整的構(gòu)造柱模板支撐體系。
根據(jù)圖紙，利用BIM技術(shù)進行排磚，并建立構(gòu)造柱支撐體系模型，對關(guān)鍵位置進行優(yōu)化，確定正確尺寸。
（5）場外集中加工
根據(jù)優(yōu)化后最終尺寸，按照設(shè)計圖在場外集中制作加工。加工完成后統(tǒng)一運輸至施工現(xiàn)場待用。
圖9 場外加工
圖10 場外加工
（6）支撐體系安裝、固定
支撐裝置為廠內(nèi)成套加工，運至現(xiàn)場后即可整套安裝。
首先在構(gòu)造柱位置粘貼雙面膠，將模板進行拼裝至構(gòu)造柱兩側(cè)，用雙面膠粘貼固定。然后將支撐架置于模板外側(cè)，采用對拉螺桿固定牢固。
圖11 模板安裝
圖12 定型化支撐架安裝
圖13 定型化支撐裝置安裝固定完成
圖14 定型化支撐裝置安裝固定完成
5.0.2.7混凝土澆筑
混凝土澆筑前濕潤鋼模板，澆筑時振搗密實，澆筑高度平鋼模板頂。澆筑完成后及時澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間7天。
5.0.2.8模板拆除
待混凝土強度達到1.2N/mm2時拆除模板，拆除時應(yīng)注意不破壞混凝土。
圖15 構(gòu)造柱成型照片
5.0.2.8下一層反坎施工
拆除后的支撐裝置清理干凈后即可周轉(zhuǎn)入下一層反坎施工。
3、效益分析
以秀山項目為例，支撐裝置應(yīng)用于所有樓棟，總共59棟樓，每棟樓層數(shù)為2~3層，總共大約150層。根據(jù)每層面積，每層配置5套。傳統(tǒng)反坎木模板每套平均約為160元，大約可周轉(zhuǎn)6次，根據(jù)攤銷比例及現(xiàn)場施工進度，本項目總共需配置約150套；而本工法中所發(fā)明的反坎鋼模板，每套為400元，周轉(zhuǎn)次數(shù)完全能夠滿足項目使用，根據(jù)項目進度情況總共需配置20套。而且，支撐裝置可周轉(zhuǎn)100次以上，完全滿足本項目所需。
另外，相比普通木模安裝，節(jié)約大量的人工，降低人工費。普通構(gòu)造柱模板安裝需3個工人，本裝置僅需要2個工人。每層構(gòu)造柱施工時間約為3天，人工費平均為300元/天，故節(jié)約人工費（3-2）*3*150*300=135000元。
經(jīng)濟效益分析詳見下表：
總效益為：150*160-400*20+13500=151000元。
4、應(yīng)用實例
定型化構(gòu)造柱模板支撐體系在重慶秀山項目得以成功應(yīng)用，本項目反坎鋼模板應(yīng)用于所有樓棟，主樓為低層商業(yè)，層數(shù)為2~3層?？偨ㄖ娣e7.3萬m2。通過應(yīng)用基于BIM技術(shù)的定型化構(gòu)造柱模板支撐體系施工技術(shù)，提高了構(gòu)造柱成型質(zhì)量，節(jié)約了大量成本，同時創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益，得到本工程甲方、監(jiān)理單位的高度評價。
5、結(jié) 論
本文探索基于BIM技術(shù)的定型化構(gòu)造柱模板支撐體系施工技術(shù)，分析其施工工藝原理及流程，并進行經(jīng)濟效益分析，結(jié)果表明此方法能提高構(gòu)造柱施工效率，增加支撐架周轉(zhuǎn)次數(shù)，加快施工進度，降低了施工成本，獲得較好的經(jīng)濟效益。
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作者簡介：趙世昌，男，1989年，河南汝州人，黑龍江工程學(xué)院，郵箱：573403406@qq.com，研究方向：建筑工程
