BIM技術在砌體工程中的應用

趙 明 程

(陜西建工第四建設集團有限公司,陜西 渭南 714000)

1 概述

1.1 工程概況

本工程為中國科技創新港科創基地C標段—5號樓，位于陜西省西咸新區灃西新城范圍內的渭河南岸。工程總建筑面積111 442.92 m2，其中地上建筑面積95 540.92 m2，地下建筑面積15 902.00 m2，地上15層，地上建筑高度為74.00 m。本工程安全質量要求高，為創新港核心單體工程。

1.2 砌體工程概況

二次結構砌體采用加氣混凝土砌塊。二次結構墻體復雜多變，斜交墻較多。機電管線復雜，預留洞口尺寸、位置、標高復雜多變，而且數量很多。二次砌筑工程量大，形式多變，深化工作難度很大。

2 必要性分析

砌體工程作為結構工程和機電安裝工程、裝修工程的銜接點，在施工過程中需要充分考慮多專業的穿插和配合[1]。傳統的施工模式會出現因為溝通協調不及時產生錯漏返工情況，而且會增加成本，影響工程進度。而利用BIM技術的多專業協同以及可視化功能，可以提高砌體結構施工的質量和效率。

2.1 傳統模式二次結構砌體工程

1)傳統的砌體砌筑工藝，對砌筑工人的水平要求很高，如果不了解施工工藝，采用傳統的刀切磚方法，必然會導致砌體工程質量達不到要求，并會造成很大浪費，達不到綠色施工要求。

2)傳統的CAD砌體方案排布難度大，多數情況這個工作會交由項目總工程師來完成，非常耗時。

3)傳統技術交底為砌體工程施工方案和CAD排布立面圖紙，做不到讓人充分了解設計意圖的效果，更做不到發現設計圖紙中的錯漏問題。

4)施工場地狹小，現場堆放材料困難。傳統的方式，總包根據分包提出的材料計劃單進行采購，而分包為了不耽誤工程進度，往往會將第一階段的材料計劃單工程量提高很多，就會導致狹小的施工現場到處堆放砌體磚塊，二次倒運費用也是一筆不小的支出，還會加大材料在運輸途中的損耗量。

2.2 利用BIM技術對砌體工程進行深化設計

1)由于已經提前通過BIM軟件對二次結構墻體進行了方案排布，可以很直觀的向工人展示墻體完成后的效果，直接理解設計意圖，對工人的水平要求就沒有那么高，而且對于非標準砌塊，已經在加工廠完成加工，直接砌筑，省時省力，節約材料。2)利用BIM軟件排布砌體方案，相比傳統方式，可以很大程度節省方案準備階段時間。3)利用可視化功能很直觀的解決了圖紙描述不清楚、不直觀的問題，方便查漏補缺。4)根據砌體排布方案所出的材料明細表，提前分區域統計砌塊需求量，標準砌塊進行定點定量投放，非標準砌塊在加工廠集中加工后投放，減少二次搬運費用。

從表2內風路溫差異常情況來看，電機內風路的熱量沒有通過冷卻器帶走。分析存在有兩種可能：一是翅片表面油污等垃圾集結嚴重，影響熱交換；二是換熱面積不夠，造成熱量帶不出，僅帶出5 K左右的熱量。

3 BIM技術應用實施流程

3.1 圖紙審核

設計圖紙中對于二次結構的描述多為文字敘述，而且設計圖紙分專業，傳統的審核圖紙是很難做到將各個專業圖紙綜合考慮[2]。在建模階段就考慮到后期的BIM應用，按照《中國西部科技創新港BIM實施方案》提前完成了各專業的建模工作，并經過多次審核修改。利用Revit軟件將各專業模型整合，再利用三維可視化的功能進行漫游審查，提前發現設計圖紙重難點及錯漏問題，避免影響到施工進度。

3.2 砌體結構綜合排布

利用BIM技術對砌體進行綜合排布時，需要綜合考慮優化排布后墻體水電預埋管線、預留洞口、配電箱、消火栓、構造柱、圈梁、系梁、過梁、馬牙槎等構件的精確定位，灰縫的厚度以及非標磚的數量尺寸[3](如圖1所示)。

3.2.1洞口預留

由于工程質量要求高，所以管線洞口采用預留預埋的方式進行施工，不進行二次開洞工作。所以將綜合排布機電模型與建筑墻體模型整合，確定預留洞口位置，并利用Revit軟件進行砌體預留洞口的創建，通過插件設置相關參數，能夠快速生成預留洞口，有效提高工作效率。

3.2.2布置混凝土構件

按照相關規范和設計要求，進行構造柱、圈梁、系梁等構件的布置和優化，利用Revit插件，設置相關構件的設置規則，快速生成構造柱、圈梁及系梁(如圖2所示)。完成之后需要跟項目總工程師對合理性進行檢查，充分考慮施工便利性和經濟性。

3.2.3砌體排布

基于墻的公制常規模性→設置參數類別為窗→分別約束參照平面高度、寬度及實例參數→利用拉伸功能創建砌塊族。

然后按照設計要求，通過修改高度、寬度等實例參數來創建非標準砌塊。利用建筑墻模型，先布置第一層砌塊，然后調整非標磚尺寸，錯縫搭接布置第二層砌塊，其他層以此類推。

3.2.4明細表及出圖

利用Revit的明細表功能，對排布好的砌體墻模型進行磚量統計，導出工程量明細表(如表1所示)。與預算部門進行對比，然后提交材料部進行采購使用。

對于審核通過的排布方案，采用標準圖框出圖指導施工。

表1 砌體排布非標磚明細表

3.3 砌體結構施工

3.3.1準備階段

與傳統的紙質版技術交底相比，施工工藝可視化技術交底，更加直觀，更加容易理解。能夠讓施工人員更好的理解工藝流程各個環節的重難點，這一點，對于保證施工質量來說非常重要。

1)將排布好的砌體模型導入navisworks軟件進行施工工藝的動畫模擬，按照砌體磚墻專項施工方案及相關標準規范進行動畫演示交底[4]。2)將模擬動畫結合排布圖紙及相關標準規范，做成影像文字相結合的施工技術交底，形象生動的對施工人員進行交底(如圖3所示)。

3.3.2砌筑階段

1)砌塊加工。根據砌體排布成果圖紙，對非標磚進行集中加工，采用專用砌體切割機，在集中地加工場地進行加工，確保加工質量，提高工作效率，并減少氣體切割造成的揚塵污染，綠色施工。

2)定點投料。根據砌體排布所出圖紙，提前將每個區域的砌塊需求量統計并生成明細表，定點定量投放，減少二次搬運。

3)洞口砌筑。為防止機電專業施工后，砌體墻抹灰層裂縫，管線洞口均采用預留方式進行施工，根據排布圖紙，機電人員提前將管線套管進行安裝固定，隨后進行墻體砌筑，避免二次開槽存在的質量隱患。

4)完工檢查。墻體砌筑完成后，檢查實際砌筑情況與排布圖紙的差異，找出原因，并檢查材料使用情況。

3.3.3砌體施工階段應用總結

限額領料：減少二次搬運;定點投放:節省砌筑時間;統籌砌筑：減少建筑廢料;環形監管：提升砌筑質量。

4 BIM技術實施效果評價

4.1 進度方面

利用BIM技術統籌策劃，砌筑簡單，施工效率高。

4.2 質量方面

通過優化排布，消除了不滿足規范要求的磚塊，錯縫更加工整美觀。排磚責任落實到人，形成審核、砌筑、檢查的閉環質量管理模式。提高了總包單位對勞務分包單位的管理效率，施工質量自然提高。

4.3 節材方面

在砌體工程施工之前運用BIM技術進行優化排布，提前統計每個區域的砌塊用量，確保精確投放，減少二次搬運。最主要的是總包單位可以實現對勞務分包單位的統籌管理，將砌塊的利用率最大化，不會出現施工隊伍為了追求進度，浪費材料的情況，最大程度的節約材料。

5 結語

此次BIM應用，最大的體會就是管理思維和方式的創新，BIM技術就是平時不愿做或者做不了的事情，用軟件高效代替認為繁瑣的流程，做到流程簡化，規范流程，在滿足效果的基礎上，最大程度的解放勞動力，真正讓企業離精細化管理更進一步。相信隨著BIM技術的推廣應用，會探索到更多的應用價值。