基于BIM技術承插型盤扣式鋼管模板支撐架施工探討
——以新津人民醫院項目為例

晉兆豐, 葉光榮, 李長江, 余明邪, 黃 沛

(中國華西企業股份有限公司第十二建筑工程公司,四川成都 610081)

1 工程概況

成都市新津區人民醫院位于新津區寶墩鎮,總投資12.7億元,占地面積約7 ha,規劃總建筑面積約總共建筑面積12.9萬m2,主要建設內容包含人民醫院、三中心(疾控中心、急救中心、執法大隊)及2條配套道路工程。其中,直線加速室為施工重難點,其位于地下室負一層長15.86 m、寬13 m,占地面積203.18 m2。豎向混凝土墻厚度1.3～3.0 m之間,結構凈高5.13 m,頂板厚1.9～3.1 m之間。本項目支模架采用重型承插型盤扣式鋼管支架,建筑結構中有變截面、降板和異型結構。

2 承插型盤扣式鋼管模板支撐架的基本結構

工程支撐體系采用承插型盤扣式鋼管支架件(立桿、水平桿及斜桿)、可調頂托、可調底座、盤扣節點和套管等組成,盤扣節點由立桿上的連接盤、水平桿及斜桿的桿端扣接頭和插銷片組成,立桿用套筒進行上下套裝,水平桿和斜桿則通過盤口節點插銷連接在立桿上,形成支架體系的基本架構[1]。立管為Q345A-φ60×3.2 mm,橫桿采用Q235B-φ48×2.5 mm,斜拉桿采用Q235B-φ33×2.3 mm,底托采用Q235B-φ48×6.5×460 mm,頂托采用Q235B-φ48×6.5×460 mm。立桿間距大面積按600 mm×600 mm,局部位置按600 mm×300 mm、300 mm×300 mm布置。水平剪刀撐在搭設時需在水平桿第一步設置一道、頂層設置一道,中間自下往上設置間距4跨設置一道,夾角為45°～60°。所有結構全部使用了熱鍍鋅的防銹技術,有效提高了結構使用壽命和耐久性。聯接插銷具備自鎖功能,通過聯接插銷和桿件搭設焊接成體,為支架的現場裝配和施工使用穩定可靠。通過水平桿、立桿和斜桿相互連接成一個架體單元,再由多個架體單元連續為完整的支撐體系。合理的配模數量和搭接構造是保證該支撐體系安全和穩定的基礎。

3 BIM技術優化架體搭設過程

3.1 BIM技術優化工藝流程

按照現場要求,制定了施工方案并對結構部件初步選型—使用BIM軟件,制作各結構部件的種族模型及單元模塊—族模型及單元模塊按照施工方案布置,并建立支撐架體模型—檢驗已搭建的支撐架體的操作性和可行性—根據支撐架體建模計算出的結構部件數量,盡量與模數一致,統籌采購—根據支撐架體建模進行模型輕化應用—工程技術人員對現場管理人員技術交底后,并根據輕量化模型現場搭設作業—根據作業環境等各種因素,在過程中不斷調節支撐模式,以增加每一次安裝合格率。

3.2 BIM技術優化架體搭設的技術要點

3.2.1 構配件的初步選型

按照施工方案中以及安全技術規程中的要求,嚴格選型構配件。其中,立桿的選型要考慮到圓盤的設置和相鄰立桿間連接套管接頭的錯位;水平桿的選型時,則要重點考慮板下與梁下支撐架體單元相互連接部位的水平桿,該部位的水平桿宜與板或梁下支撐架體的水平桿采用同一模數,減少同一區域的相同構件模數的種類;斜拉桿的選型則受制于立桿和水平桿。故在選擇各構配件的規格型號時,應盡量滿足“規格模數統一”、“架體單元統一”,方便于材料的購買以及后期的施工[2](圖1)。

圖1 盤扣架的選擇

3.2.2 關鍵部位進行支撐架體搭設

根據項目總平面布置圖分區分部位,找出關鍵部分進行支撐架體的搭設,一般包括超寬、超厚、變截面、異形結構、特殊需求的梁、板、樓梯、預留洞口集中處等下部支撐架體。本項目研究主要針對醫院直線加速室超寬超厚頂板為關鍵部分,在滿足基本的構造要求和方案保證安全要求的同時,需要同步考慮非關鍵部位支撐架體的統一。尤其需要關注的是關鍵與非關鍵部位架體之間的聯系,整理發現連接處架體模數異常的情況,對模數異常區域進行統一優化,減少非正常模數的種類,盡量規劃標準模數構配件的基本數量,降低材料的采購成本及搭設難度(圖2)。

圖2 支模體系BIM模擬

3.2.3 檢驗BIM支撐架體模型的安全性與可操作性

技術部及安全部門在階段中,應該及時溝通現場管理人員的,共同分析現場作業環境,做好記錄,提出對支撐架體的修改意見。技術人員核對修改意見合規性及安全性,現場管理人員分析現在搭設盤扣架體體系的可操作性。最終,匯總最后針對所提出問題的修改意見,BIM技術人員對BIM模型進行修正優化,使得基礎BIM建筑結構模型與BIM支撐體系模型進一步完善與匹配。

3.2.4 BIM信息模型對構配件的統籌采購

在材料部門采購和計劃進料的過程中,BIM模型建模質量及基礎數據信息尤為重要。不僅可以確定各構配件型號類型、采購數量,還可以確立進貨次序、材料堆碼等施工進度信息。根據工程進度推進,對不同的建筑階段和作業面結構材料運輸、給料順序以及存放地點的總平圖作出規劃,按照工期分區分批給料,科學堆碼,在保證工程進度需要的同時,大大減少物料堆積場地的面積以及二次或多次運輸所產生的成本消耗。

3.2.5 制作易操作的BIM輕量化模型

將BIM模型導入BIM協同同平臺制作交底二維碼及文字鏈接,可將原始設計圖紙導入BIM模型基層,二維及三維同時查看。著重研討了各個交匯點的銜接,研究重點包括了梁與板交接處、降板區與非降板區交接處、預留洞口與周邊結構交接處、異形狀結構與常規構件交接處、斜拉桿、梁連接處等關鍵部位。在架體搭設前,應利用BIM輕量化模型完成工藝技術交底工作。讓一線操作人員對各部位支撐架體采用的各構配件的規格型號選擇和搭設方法產生有更直觀形象的理解,從而有效提高一次安裝合格率。

3.2.6 現場管理人員根據BIM輕量化模型指導施工

在架體搭設的過程中,現場管理人員可以根據BIM輕量化模型進行現場指導,在材料進場時按照擬定的施工方案進行組織協調。對搭設步驟進行劃分,在保安全情況下將各個工作面的工人細化,大大提高架體搭設作業效率與質量。在遇到復雜節點區域搭設時,及時聯系BIM技術人員,溝通BIM模型同現場實際情況問題點及控制點,按照圖紙及規范進行調整,及時解決爭議的搭設點,提高一次安裝合格率。

4 結束語

依據施工方案和安全技術規程要求,通過利用 BIM 技術建立承插式盤扣式模架BIM模型。在建立模型的過程中,內業商務人員積極協調現場管理人員,在嚴格落實方案,精準把控材料用量,達到控制成本目的。在架體搭設之前,可驗證承插型盤扣式鋼管模板支撐架各構件的適用性和操作性。分析建筑物不同區域的支撐體系搭設要求。同時利用BIM技術形成BIM輕量化模型來進行施工技術交底及安全教育,使一線作業人員更直觀掌握支撐架的搭設步驟和控制要求,優化了承插型盤扣式鋼管模板支撐架的搭設,提高一次安裝合格率,保證工程施工的質量、安全和進度。因此,基于BIM技術承插型盤扣式鋼管模板支撐架施工具有較大的實際應用價值。