浅谈BIM技术在地下室筏板砖胎模中的应用

2023-09-20林渝涵郑诗庸杨向展刘华长

智能建筑与智慧城市 2023年9期

关键词：砌筑施工进度节点

林渝涵，郑诗庸，杨向展，刘华长

（1. 中国建筑第四工程局有限公司；2. 中建四局建设发展有限公司）

1 引言

建筑信息模型被定义为由完全和充足信息构成以支持生命周期管理，并可由电脑应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等优点[1]。

本文以厦门新会展中心会议中心地下建筑面积6.21 万㎡的承台基础砖胎模应用为例，详细阐述BIM技术在该项目承台基础砖胎模施工过程中的具体应用。

2 工程概况

厦门新会展中心会议中心项目位于厦门市翔安区东部体育会展新城片区刘五店社区。翔滨海东大道以南、规划滨海公园大道以北、翔安隧道（隧顶公园）以西。会议中心总用地面积107439.318㎡。地上4 层，地下1 层，总建筑面积23.11 万㎡，地上建筑面积16.9万㎡，地下建筑面积6.21万㎡。

本工程大部分底板垫层底黄海高程为0.3m～0.4m，承台垫层底黄海高程为-0.7m～-2.2m。基坑埋深约6.80m，基底标高为0.20m，场地现状标高一般为-3.08m～5.99m，从现地面起算基坑开挖深度5.00m～6.00m。

本工程的筏板基础砖胎模施工面积量大、工期短，项目在砖胎模施工之前采用BIM 软件对砖胎模方案进行提前优化，对施工进度计划进行精细化，为实际施工提供强有力的理论依据。

3 BIM技术的应用

项目部在编辑砖胎模施工方案之前，采用BIM技术三维建模，并对砖胎模施工进行模拟演示，对深基坑重点和难点部位进行详细模拟。

3.1 模型创建流程（见图1）

图1 模型创建流程

3.1.1 Dynamo制作常规砖胎模

①根据砖胎模施工方案，在项目中创建三种叠层墙类型用于绘制砖胎模；②使用“Select Model Elements”节点，选择项目中所有的承台进入Dynamo；③使用“Wall Types”节点，将创建好的墙类型载入Dynamo中；④通过“Python Script”节点创建脚本，并将所有的承台和墙类型导入脚本中[2]；⑤在Python脚本中调用Revit API 获取承台实体，并获取实体底面的边缘轮廓线，用于定位墙体；⑥在Python脚本中设置函数，函数可根据承台高度自动选择该承台应使用的砖胎模类型；⑦在Python脚本中设置函数，函数可根据承台高度自动设置墙体的偏移距离；⑧在Python 脚本中通过获取承台的高度、高度偏移等参数值和承台底面轮廓线，绘制砖胎模。

3.1.2 Revit内建族制作异形砖胎模

①根据设计下发cad图纸，确定异形砖胎膜位置及高度；②使用建筑面板内建模型节点，采用放样，拉伸等命令创建异形模型；③使用建筑面板内建模型节点，采用空心放样，对相邻部位模型进行剪切。

3.2 砖胎模深化

模型深化是在原有图纸和模型的基础上进行砖胎模建模，然后基于Revit模型进行碰撞，通过延长、剪切、连接等将各个节点部位进行完善[3]（见表1）。

表1 砖胎模深化内容和步骤

3.3 砖胎模优化

砖胎模优化是基于深化后的Revit砖胎模模型，根据劳动力、材料、时间综合效益，考虑现场实际施工情况，进行特殊部位的优化处理[4]。

①相邻砖胎模小于一皮砖时，将其打通优化（见图2、图3）。②坑内交接形成的小面积凸出区域，可直接优化与附近的面齐平。③集水坑/电梯坑与承台相交处，优化至砖胎模交接位置（见图4、图5）。

图2 优化前：相邻砖胎模小于一皮砖

图3 优化后：打通连接

图4 优化前：E2 承台—集水坑—电梯坑—群

图5 优化后：E2 承台—集水坑—电梯坑—群

3.4 分析成果

通过BIM 技术模拟，土方开挖的长宽高是保证砖胎模的施工，其中1/3 砖胎模砌筑高度在3m～6.5m，1/4 砖胎模砌筑高度在2.5m，其余砖胎模砌筑高度在1.5m～2m之间。经过会议讨论最终确定，土方开挖高度1.2m以下不放坡；开挖高度1.2m～2.5m放坡系数为1:0.5；开挖高度2.5m以上放坡系数为1:1。砖胎模方案砌筑采用MU5 水泥多孔砖（规格240mm×180mm×90mm）、M5.0 水泥砂浆砌筑，M5.0水泥砂浆抹灰。砖胎模选型及厚度见表2，每隔3m增加一个240mm×（砖胎模厚度+180mm）扶壁柱。对基坑深度超3m之上的砖胎模，先对其周边使用拉森钢板围挡，砖胎模砌筑超过1.8m高度，对其加固，周边采用人工回填土；由BIM 工作室出砖胎模节点施工图，指导现场施工（见图6）。

表2 砖胎模选型及厚度

图6 砖胎模节点施工图

3.5 施工进度模拟

施工进度直接影响整个项目的经济，是项目管理中的最重要节点。借由BIM 技术，其中的模拟性可以在施工前就进行，对不合理的进度即时调整，安排物料、人工、设备等有序进场，为其控制成本和经济效益。在施工模拟过程中，可以直观表现进度计划和实际进度模拟对比。对于工期的偏差，可以有效采取补救措施，以满足工程总进度目标。

在Fuzor软件中导入砖胎模三维模型，以每块区域为单元进度信息。单元进度信息包含任务名称、计划时间、计划结束时间、实际开始时间、实际结束时间、设备成本、材料成本、人工成本、总成本等资源安排。本工程时间以小时为单位。

依据划分的区域，前几块区域砖胎模施工的时间、人力等由BIM工作室通过上述施工进度模拟，确定每块区域砖胎模基本施工时间为5d～10d，每块区域至少安排大工8 位，小工6 位；每块区域从土方开挖至顶板时间45d左右。

4 材料统计应用

材料统计是企业控制成本、提高效益的关键工作，如何利用BIM技术，提高工程算量的效率和准确性，对现场施工具有重要的指导意义。以Revit为例的BIM软件，具备材料明细表统计功能，三维模型和明细表是基于建筑工程项目数据库的不同表现形式，数据库的数据粒度达到构件等级，为现代筏板基础砖胎模施工管理提供了强有力的理论依据，开创了一种新思路、新模式。