BIM技术在砌体工程中的应用

赵 明 程

(陕西建工第四建设集团有限公司,陕西 渭南 714000)

1 概述

1.1 工程概况

本工程为中国科技创新港科创基地C标段—5号楼，位于陕西省西咸新区沣西新城范围内的渭河南岸。工程总建筑面积111 442.92 m2，其中地上建筑面积95 540.92 m2，地下建筑面积15 902.00 m2，地上15层，地上建筑高度为74.00 m。本工程安全质量要求高，为创新港核心单体工程。

1.2 砌体工程概况

二次结构砌体采用加气混凝土砌块。二次结构墙体复杂多变，斜交墙较多。机电管线复杂，预留洞口尺寸、位置、标高复杂多变，而且数量很多。二次砌筑工程量大，形式多变，深化工作难度很大。

2 必要性分析

砌体工程作为结构工程和机电安装工程、装修工程的衔接点，在施工过程中需要充分考虑多专业的穿插和配合[1]。传统的施工模式会出现因为沟通协调不及时产生错漏返工情况，而且会增加成本，影响工程进度。而利用BIM技术的多专业协同以及可视化功能，可以提高砌体结构施工的质量和效率。

2.1 传统模式二次结构砌体工程

1)传统的砌体砌筑工艺，对砌筑工人的水平要求很高，如果不了解施工工艺，采用传统的刀切砖方法，必然会导致砌体工程质量达不到要求，并会造成很大浪费，达不到绿色施工要求。

2)传统的CAD砌体方案排布难度大，多数情况这个工作会交由项目总工程师来完成，非常耗时。

3)传统技术交底为砌体工程施工方案和CAD排布立面图纸，做不到让人充分了解设计意图的效果，更做不到发现设计图纸中的错漏问题。

4)施工场地狭小，现场堆放材料困难。传统的方式，总包根据分包提出的材料计划单进行采购，而分包为了不耽误工程进度，往往会将第一阶段的材料计划单工程量提高很多，就会导致狭小的施工现场到处堆放砌体砖块，二次倒运费用也是一笔不小的支出，还会加大材料在运输途中的损耗量。

2.2 利用BIM技术对砌体工程进行深化设计

1)由于已经提前通过BIM软件对二次结构墙体进行了方案排布，可以很直观的向工人展示墙体完成后的效果，直接理解设计意图，对工人的水平要求就没有那么高，而且对于非标准砌块，已经在加工厂完成加工，直接砌筑，省时省力，节约材料。2)利用BIM软件排布砌体方案，相比传统方式，可以很大程度节省方案准备阶段时间。3)利用可视化功能很直观的解决了图纸描述不清楚、不直观的问题，方便查漏补缺。4)根据砌体排布方案所出的材料明细表，提前分区域统计砌块需求量，标准砌块进行定点定量投放，非标准砌块在加工厂集中加工后投放，减少二次搬运费用。

从表2内风路温差异常情况来看，电机内风路的热量没有通过冷却器带走。分析存在有两种可能：一是翅片表面油污等垃圾集结严重，影响热交换；二是换热面积不够，造成热量带不出，仅带出5 K左右的热量。

3 BIM技术应用实施流程

3.1 图纸审核

设计图纸中对于二次结构的描述多为文字叙述，而且设计图纸分专业，传统的审核图纸是很难做到将各个专业图纸综合考虑[2]。在建模阶段就考虑到后期的BIM应用，按照《中国西部科技创新港BIM实施方案》提前完成了各专业的建模工作，并经过多次审核修改。利用Revit软件将各专业模型整合，再利用三维可视化的功能进行漫游审查，提前发现设计图纸重难点及错漏问题，避免影响到施工进度。

3.2 砌体结构综合排布

利用BIM技术对砌体进行综合排布时，需要综合考虑优化排布后墙体水电预埋管线、预留洞口、配电箱、消火栓、构造柱、圈梁、系梁、过梁、马牙槎等构件的精确定位，灰缝的厚度以及非标砖的数量尺寸[3](如图1所示)。

3.2.1洞口预留

由于工程质量要求高，所以管线洞口采用预留预埋的方式进行施工，不进行二次开洞工作。所以将综合排布机电模型与建筑墙体模型整合，确定预留洞口位置，并利用Revit软件进行砌体预留洞口的创建，通过插件设置相关参数，能够快速生成预留洞口，有效提高工作效率。

3.2.2布置混凝土构件

按照相关规范和设计要求，进行构造柱、圈梁、系梁等构件的布置和优化，利用Revit插件，设置相关构件的设置规则，快速生成构造柱、圈梁及系梁(如图2所示)。完成之后需要跟项目总工程师对合理性进行检查，充分考虑施工便利性和经济性。

3.2.3砌体排布

基于墙的公制常规模性→设置参数类别为窗→分别约束参照平面高度、宽度及实例参数→利用拉伸功能创建砌块族。

然后按照设计要求，通过修改高度、宽度等实例参数来创建非标准砌块。利用建筑墙模型，先布置第一层砌块，然后调整非标砖尺寸，错缝搭接布置第二层砌块，其他层以此类推。

3.2.4明细表及出图

利用Revit的明细表功能，对排布好的砌体墙模型进行砖量统计，导出工程量明细表(如表1所示)。与预算部门进行对比，然后提交材料部进行采购使用。

对于审核通过的排布方案，采用标准图框出图指导施工。

表1 砌体排布非标砖明细表

3.3 砌体结构施工

3.3.1准备阶段

与传统的纸质版技术交底相比，施工工艺可视化技术交底，更加直观，更加容易理解。能够让施工人员更好的理解工艺流程各个环节的重难点，这一点，对于保证施工质量来说非常重要。

1)将排布好的砌体模型导入navisworks软件进行施工工艺的动画模拟，按照砌体砖墙专项施工方案及相关标准规范进行动画演示交底[4]。2)将模拟动画结合排布图纸及相关标准规范，做成影像文字相结合的施工技术交底，形象生动的对施工人员进行交底(如图3所示)。

3.3.2砌筑阶段

1)砌块加工。根据砌体排布成果图纸，对非标砖进行集中加工，采用专用砌体切割机，在集中地加工场地进行加工，确保加工质量，提高工作效率，并减少气体切割造成的扬尘污染，绿色施工。

2)定点投料。根据砌体排布所出图纸，提前将每个区域的砌块需求量统计并生成明细表，定点定量投放，减少二次搬运。

3)洞口砌筑。为防止机电专业施工后，砌体墙抹灰层裂缝，管线洞口均采用预留方式进行施工，根据排布图纸，机电人员提前将管线套管进行安装固定，随后进行墙体砌筑，避免二次开槽存在的质量隐患。

4)完工检查。墙体砌筑完成后，检查实际砌筑情况与排布图纸的差异，找出原因，并检查材料使用情况。

3.3.3砌体施工阶段应用总结

限额领料：减少二次搬运;定点投放:节省砌筑时间;统筹砌筑：减少建筑废料;环形监管：提升砌筑质量。

4 BIM技术实施效果评价

4.1 进度方面

利用BIM技术统筹策划，砌筑简单，施工效率高。

4.2 质量方面

通过优化排布，消除了不满足规范要求的砖块，错缝更加工整美观。排砖责任落实到人，形成审核、砌筑、检查的闭环质量管理模式。提高了总包单位对劳务分包单位的管理效率，施工质量自然提高。

4.3 节材方面

在砌体工程施工之前运用BIM技术进行优化排布，提前统计每个区域的砌块用量，确保精确投放，减少二次搬运。最主要的是总包单位可以实现对劳务分包单位的统筹管理，将砌块的利用率最大化，不会出现施工队伍为了追求进度，浪费材料的情况，最大程度的节约材料。

5 结语

此次BIM应用，最大的体会就是管理思维和方式的创新，BIM技术就是平时不愿做或者做不了的事情，用软件高效代替认为繁琐的流程，做到流程简化，规范流程，在满足效果的基础上，最大程度的解放劳动力，真正让企业离精细化管理更进一步。相信随着BIM技术的推广应用，会探索到更多的应用价值。