基于BIM的橡膠隔震支座施工技術

鄧國璋 王 杰

1. 廣西啟盛建設集團有限公司 廣西 南寧 530001；2. 廣西大業建設集團有限公司 廣西 南寧 530001

1 項目概況及施工重難點

寒武紀歡樂大世界場館區項目位于云南省澄江縣，大型場館區地下夾層為隔震層，有橡膠隔震支座680個，施工重難點如下[1-2]：

1）隔震支座下支墩頂部，綁扎成雙層雙向U形鋼筋籠，鋼筋直徑達32 mm，鋼筋與鋼筋之間的間隙小，支墩鋼筋和錨固鋼筋容易干涉，錨固鋼筋安裝困難。

2）隔震上支墩中有型鋼節點，安裝難度大，型鋼梁容易與隔震支座錨固螺栓干涉。

3）隔震支座安裝精度要求高，工人施工經驗欠缺。

4）工期緊張，傳統安裝過程中的剔鑿表面、打磨兩道工序，工程量大，容易產生揚塵。

5）預埋鋼板與隔震支座下支墩混凝土表面易產生氣泡等質量通病。

2 應對措施

1）隔震支座錨筋安裝前，應用BIM軟件三維設計，預留錨筋的投影位置，避免安裝過程中支墩鋼筋和錨筋發生干涉。

2）利用BIM技術進行三維可視化交底，與傳統書面交底結合，提高交底質量，利用BIM技術進行隔震支座預安裝，避免隔震支座錨筋與下支墩頂部雙層雙向U形鋼筋及柱、梁型鋼干涉，減少施工過程返工量，并結合數字化技術進行鋼筋放樣、下料制作，節約鋼筋材料，降低成本。

3）為避免安裝過程中的返工，在隔震裝置下部結構上設置一個安裝架臺，調整架臺的軸線、標高，通過一種簡單測量定位尺，保證水平定位板的水平度，為隔震裝置下的預埋鋼板提供準確的三維空間位置，并采用二次灌漿工藝，減少傳統安裝過程中剔鑿表面、打磨兩道工序，減少施工現場剔鑿的工程量。

3 關鍵技術工藝流程

3.1 BIM技術建模及預安裝

鋼筋工程相關圖紙及技術交底應清晰、齊全，BIM軟件建模者要對圖紙和平法圖集理解較深。對隔震支座、上鋼筋籠、下鋼筋籠、連接件分別建模（圖1），進行預安裝，節點處優化設計。

圖1 隔震支座BIM模型

3.2 支座中心線測量定位

建筑物區域墊層混凝土強度達到1.2 MPa以上，才可進行支座中心線測量定位，采用全站儀測設每個隔震支座中心點的投影。通過投影位置，將十字碼線標定在墊層或承臺混凝土面上，確保隔震支座的平面中心位置準確無誤。

3.3 支墩鋼筋籠數字化加工

項目節點復雜時，對復雜節點進行BIM三維建模，避免型鋼與鋼筋、支墩鋼筋和錨筋干涉問題。采用數字化加工及鋼筋放樣，確保鋼筋和錨筋下料長度，提高鋼筋的利用率（圖2）。

圖2 現場鋼筋下料

3.4 下支墩鋼筋籠綁扎

在混凝土面上標定隔震支座8個預埋錨筋的豎向投影位置，仔細檢查核對設計圖紙，確保每個預埋好的錨筋投影位置準確無誤。結合下鋼筋籠和隔震支座的BIM三維模型進行預安裝，分析下支墩鋼筋和錨筋的位置關系，間隙小的地方進行鋼筋深化設計加工，嚴禁現場切割干涉部位鋼筋。下鋼筋籠綁扎前進行BIM三維可視化技術交底，提高安裝效率，減少后期返工。

現場安裝過程中，根據要求預留錨筋的投影位置，避免安裝過程中支墩鋼筋和錨筋干涉。下支墩鋼筋與隔震支座BIM模型預安裝如圖3所示。

圖3 下支墩鋼筋綁扎

3.5 預埋件的定位及固定

為保證預埋件定位準確無誤，安裝前，先將套筒口、膠套與定位鋼板通過螺栓擰緊，形成一個整體。預埋件的錨固長度較長且安裝精度要求高，特制帶螺紋的預埋錨筋與預埋套筒提前按設計預制好，嚴禁現場制作，埋錨固件的力學性能檢測合格。將預埋鋼板和錨固件整體放入隔震支座下支墩鋼筋上，通過多人協調，調整預埋鋼板水平度、平面位置及標高，確保安裝位置準確無誤，預埋鋼板定位如圖4所示，四周采用點焊固定。測量工作是隔震支座安裝的重中之重。團隊之間需密切協作，一邊測量一邊及時、有效地進行調整，使預埋件的安裝滿足設計精度要求。測量前，校正測量儀器的精度。短鋼筋與定位板接觸一端，宜先用切割機切割并打磨平整，保證短鋼筋頂標高為支墩的設計標高。在定位中心線的位置設置預埋件的架臺立柱，架臺底部固定在混凝土墊層面上，使之不易發生擾動，以免影響安裝精度。

圖4 預埋板定位示意

將下預埋鋼板底部的標高引測到架臺支柱上面，待安裝好架臺后，再把下預埋鋼板搬放到架臺上面。通過施工人員協調配合，慢慢調整預埋鋼板的平面位置及角度，使預埋鋼板中心線與十字定位線重合。中心線難定位時，可以利用預埋鋼板兩側邊作為定位基準。用光學水平尺工具測量預埋基層鋼板頂面上的水平度，達到設計工藝要求后，把下面的預埋基層鋼板臨時固定在鋼構架臺上面，再用精密光學水準儀、經緯儀及激光水準尺等工具，復核預埋基層鋼板上的軸線、標高、水平度。

預埋件整體定位準確后，現場將錨筋與下支墩鋼筋點焊相連。固定的短鋼筋可以采用直徑6 mm的鋼筋，固定后保證預埋件在后面的施工過程中不產生偏移。待所有預埋板安裝完畢后，再一一測量復核預埋定位鋼板的平面位置、角度、水平度及頂面標高。預埋板標高、平面中心位置等復核過程如圖5、圖6所示。

圖5 預埋板標高復核

圖6 預埋板平面中心位置復核

3.6 支座下支墩側模安裝

底板澆筑完成并達到設計強度后，在底板上畫下支墩側模的控制線，按控制線安裝下支墩側模，如圖7、圖8所示。側模安裝后的高度略高于支墩頂面，防止澆筑的混凝土泥漿側漏。在側模上標定出支墩頂面設計標高的位置并畫線，作為后面混凝土澆筑的控制面。通過BIM模型，在BIMMAKE中進行支墩側模的深化設計，出配模圖，指導模板下料制作，提高模板的非標利用率，減少材料浪費。模板安裝拼縫應嚴密，固定應安全可靠。

圖7 下肢墩側模控制線

圖8 下支墩側模支護

3.7 支座下支墩澆筑

為有效防止平面澆筑位置、標高、平整度出現較大偏差，施工過程中，混凝土對稱橫向澆筑，減少外力沖擊。未澆筑混凝土前，做好防護和巡查工作。下支墩的混凝土澆筑工作完畢后，再開始二次灌漿施工。二次灌漿過程在混凝土初凝前完成。混凝土初凝完成前，及時取出定位鋼板。取出定位鋼板后，再采用砂漿在下支墩頂面進行人工找平。施工完畢后，合理養護，防止開裂（圖9、圖10）。

圖9 下支墩二次澆筑至定位板

圖10 下支墩人工找平

3.8 安裝隔震支座

結合BIM技術進行隔震支座安裝工藝三維可視化交底，生成二維碼，手機端掃一掃即可觀看，提高交底效率。安裝隔震支座前，清潔下支墩的上表面。安裝過程中重新測量核對下支墩頂面的中心位置、標高等。安裝過程如圖11所示。清潔后，拆除預埋件上的螺栓和橡膠套，統一擺放在合理位置。支架起吊時，應將隔震支座的螺栓孔與預埋鋼套筒的孔對齊，再將螺栓擰入套筒，螺栓應對稱均勻擰緊。隔震支座安裝完畢后，重新測量各隔震支座的法蘭頂標高、水平度、平面位置，發現問題及時處理。

圖11 隔震支座安裝

3.9 上部預埋件固定及上支墩底模安裝

將上部已經預埋好的錨固鋼筋與下部套筒支架通過焊接螺栓方式連接固定到裝有隔震板的支座上，如圖12所示。通過BIM模型，對上鋼筋籠進行預安裝分析，根據三維模型避開干涉位置，避免后期返工。澆筑混凝土時，混凝土自重會對底模產生豎向壓力，壓力過大時，會導致底模產生豎向變形。因此，必須保證底模有足夠大的支撐剛度及強度，上支墩底模及側模支撐牢固。

圖12 上部預埋件固定

3.10 上支墩鋼筋綁扎及隔震層混凝土澆筑

綁扎上、下支墩鋼筋的方法如圖13所示。采用BIM三維可視化技術進行上鋼筋籠與支座處型鋼梁及型鋼柱的預安裝分析，提前規避干涉，減少各專業碰撞。型鋼節點與隔震支座錨固螺栓干涉如圖14所示。

圖13 隔震支座安裝

圖14 隔震支座與型鋼的干涉

3.11 隔震支座補漆

隔震層施工完畢，模板拆除后，應對隔震支座進行油漆修補及防銹處理，提高隔震支座的耐久性，并檢查隔震支座處的防雷措施。

4 結語

1）通過工程的成功應用，證明該施工技術實用性強，隔震墊安裝效率大大提高，為項目節約成本約45萬元。

2）本技術的運用，提高了隔震支座的安裝精度，不僅節省了勞動力，也大大加快了施工速度，擴大了公司在區域范圍內的影響力。

3）基于BIM技術的運用，減少了錨筋與鋼筋、型鋼梁的干涉問題，提前優化設計，減少鋼筋、模板等材料浪費，同時間接減少隔震支座安裝過程中的返工量。

4）本工法采用二次灌漿工藝，減少了傳統安裝過程中剔鑿表面的工序，也減少了施工現場剔鑿工程量、揚塵及建筑垃圾，節約了人工和材料成本。