基于BIM的加气砌块砌体工程标准化施工工法

2019-11-11     建筑界一哥

圈子私家干货分享——施工工法30篇

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1.前言

当前,蒸压加气混凝土砌块作为一种替代粘土砖的新型墙体材料,一直用于各类建筑的围护和填充结构中。长期以来存在砌块不在加工车间施工,现场切割随意、凌乱,切割不平整,造成废料较多,没有粉尘控制措施,粉尘量非常大,对工人的身体健康有极大危害,现场切割尺寸控制不准确,影响整体砌体的排版及观感效果。

为改变当前施工现状,利用BIM技术,对墙体砌块布置进行建模在三维模型中进行砌块的排版,并导出相关控制数据和砌块清单,在加工车间根据这些控制数据进行加工,分类集中堆放并运输至施工现场。根据现场放样图和展示模型,进行砌体施工。最终形成了基于BIM的加气砌块砌体工程标准化施工工艺。

2.工法特点

2.1在三维BIM模型中对砌块进行排布,可有效控制砌体结构的施工质量,解决灰缝不均匀,砌体观感差等质量通病,提高砌筑施工效率和质量。

2.2 利用BIM模型进行砌块的深化设计,可对各个设计单元进行编码,以及相关砌块进行编码,相同的单元完成单个模块布置之后便可进行模块化布置,相同尺寸的门窗洞口也可在完成单个布置之后设置成整体模块,加快后期砌块布置的效率,

2.3在可在完成砌块布置之后利用revit软件可进行用料统计,形成用料加工清单,为算量以及后期采购提供参考。

2.4砌体在加工车间集中加工和存放,而非砌筑楼层,可以保持现场整洁,废料堆放集中,减少砌筑材料运输及废料清理劳动量, 降低工程成本,也能将粉尘类环境污染控制在可控范围内;

2.5提高砌块利用率,降低损耗,降低工程成本;

3.适用范围

适用于各类建筑工程中,主要是住宅楼等有大量相同单元、砌体工程量大的砌块砌体施工,特别是蒸压加气混凝土砌体工程施工。

4.工艺原理

基于BIM的加气砌块砌体工程施工标准化是对传统砌体施工方法改进,形成一种可视化、集约化、工厂化的施工生产方式。将以往的根据设计图纸在楼层现场切割,随意组砌的方法变革为基于BIM的砌筑工程深化设计,导出砌体施工图等相关施工指导文件,然后在砌块车间根据施工图相关控制数据对砌块进行集中加工,把每堵墙体的砌块加工出来后分类集中堆放再运输至施工现场。在施工现场,根据导出的相关施工指导图纸,工人按图施工。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

图5.1-1施工流程图

5.2操作要点

5.2.1建筑图读识

熟悉设计图纸,熟悉构造柱,圈梁,过梁定位及相关具体尺寸,明确砌块布置单元的整体位置、尺寸、以及不同砌筑单元的功能要求,确定灰缝宽度以及砌体宽度等相关信息。

5.2.2单元划分和归类

根据整个建筑模型,对相同的砌块砌筑区域进行单元划分,并进行编号,相同单元不仅尺寸要求相同而且对砌块砌筑的要求也应相同,砌筑墙体功能要求也应相同,各项参数均相同的即可归为统一单元体,在大面积墙体砌筑过程中,以构造柱设立的位置来划分砌筑单元。尽量将大面积砌筑墙体进行分割为小的标准化砌筑单元体。

图5.2.2-1构造柱设置

5.2.3 BIM模型的建立

有现成结构BIM模型的可直接在BIM模型上进行砌块布置及其深化设计,若无BIM模型,则应根据砌体施工设计图,利用REVIT或者其他BIM建模软件建立结构三维模型,模型必须全面准确地反映图纸信息,精确反映构造柱,圈梁,过梁等构件的定位及尺寸。

在进行砌块布置前,先进行基本砌块族的建立,其创建主要依据市场销售砌块的标准尺寸,以及施工中常用切割尺寸,而且各族的命名应符合相关施工标准的要求。在砌块布置的过程中不断完善砌块族的创建工作。

图5.2.3-1砌体族尺寸对照图

在砌块布置布置过程中应该按照以下布置原则进行布置:

(1)砌块的排列应力求整齐,有规律,既考虑建筑物的立面要求,又要考虑施工方便。

(2)优先选用大砌块,以充分发挥吊装机具的能力。

(3)用砌块砌墙时,砌块之间要搭接,上下皮的垂直缝要错开。

(4)尽可能少镶砖,必须镶砖时,则尽量分散、对称,镶砖不宜侧砌或竖砌。

(5)当构件的布置与砌块发生矛盾时,应先满足构件的布置。在砌块砌体上搁置梁时,应尽量搁在砌块长度范围内。

(6)砌块墙在内纵墙与横墙相交处没有设置构造柱时,应相互搭接,如纵横墙不能搭接,必须用钢筋网片拉接,以满足墙体的强度和刚度的要求。

(7) 在砌块布置过程中对于新增加的砌块族应该严格按照要求进行命名。

在利用revit进行砌块布置过程中,应严格按照以上原则进行,在三维布置过程中实时检查砌块布置的平整度、灰缝的设置,在项目中有多处参数相同的砌体墙时,完成其中一个单元的砌体布置之后,通过软件的成组功能,形成砌块布置的模块,在后续相同单元砌体布置时,直接选用砌块组进行布置即可,大大加快砌块布置的效率。如下图所示均可设置为砌块族,形成布置模块。

图5.2.3-2砌体排版设计图

5.2.4砌块模型校核和评审优化

在完成模型布置后,应针对模型布置情况进行校核,校核砌块布置是否满足相关开洞等要求,在满足相关要求的基础上,对砌块布置进行优化,尽量减少砌块切割加工,减少砌块浪费,提高砌块利用率。

5.2.5输出加工料表/施工指导文件

(1)加工构件料表

对每个墙单元完成排版后,利用revit导出明细表的功能,可以选择导出某个墙单元所需的各种规格的砌块的数目,还可选择建筑的某一层或者整栋建筑进行所需砌块数量的统计,以满足不同的需求。

图5.2.5-1砌体构件料表

(2)砌块布置图

在砌块完成后,利用revit软件通过对设置模型图元的尺寸标注以及注释说明,选择添加相关必要的数据信息,完成所有设置,而且命名正确,即可导出CAD文件或者直接将BIM模型用于指导车间加工和现场施工。

图5.2.5-2导出砌体施工图

5.2.6砌块车间加工

(1) 车间布置

按相关标准及安全文明施工要求搭设标准砌块加工车间,标准砌块加工车间大小规模应该满足砌块加工器具的使用级砌块周转的需求,车间位置的设置应该远离项目生活区,减少噪音及粉尘对生活区的影响,还应综合考虑砌块入场以及在后期运输,尽量使场内运输线路最短,尽量减少二次搬运,车间场地设置有足够的场地,方便成品砌块的堆放以及砌块后期的运输吊运。

图5.2.6-1 砌块车间

(2) 机具选择

在机具选择过程中,应尽量选择噪音较小,带相关降尘措施的切割机,但由于一般切割机在切割砌块时粉尘较大,对周边环境影响较大,在砌块加工过程中,可在切割锯片安装细水管,使得切割过程在湿润条件下进行,可有效防止粉尘过大。降低对环境的影响。

如果项目过程较小,设计砌块不多,可采用人工切割加工砌块,当项目工程比较大,工程砌块加工量比较大时,可选用数控切割机,在车间对砌块进行数字化加工。

图5.2.6-2 数控砌块加工机具

图5.2.6-3人工加工器具

(3)砌块车间加工

在砌块加工前,应对工人进行培训和交底,提高砌块车间加工操作工人的操作技能。

选用人工加工器具时,工人根据砌块车间加工翻样料单和明细表,工人应严格按照图纸在砌块上划线切割,选择数控切割机时,操作工人应接受专业的操作培训,应持证上岗,在数控切割机中输入加工控制参数,利用机械进行划线切割。

用于加工主规格砌块剩下的零散砌块合理安排用于加工副规格砌块,减少砌块的浪费。在加工完成后应根据放样图进行质量验收,确保砌块加工出来的砌块符合设计施工要求。不合格砌块应用于加工生产小尺寸的砌块,提供砌块利用率减少浪费。

5.2.7按单元编码堆放

砌块加工完成后,根据编码将加工的构件进行集中堆放,便于调用和查看。可按照砌筑单元进行堆放,并在砌块附件粘贴该堆砌块所属楼层位置,也可将砌块按照相同规格进行标记堆放,在选用时按照单元墙体所需各种规格砌块数量进行调配。

图5.2.7-1砌体堆放图

5.2.8吊运及砌筑施工

砌块吊装可以以砌筑单元墙所需砌块为吊装单元,根据revit导出的所要砌筑的单元墙所需的砌块种类和数量进行调配然后进行整体吊装,吊运到楼层相应砌筑点进行集中堆放。

砌块施工前,利用CAD图纸或者直接利用三维模型以及相应的交底动画对工人进行交底,工人在施工过程中应严格按照设计布置图纸施工,不得随意砌筑,在砌筑过程中可将砌块布置图纸粘贴于砌筑墙体附近,工人按图纸施工,边施工边进行对比校核,保证按图施工,确保施工质量。

图5.2.8-1三维动画施工流程交底

5.2.9质量验收

在进行验收时,检查现场砌块布置位置以及灰缝宽度等砌筑情况与三位模型砌块排版图布置是否一致,检查在转角位置布置的拉结钢筋是否符合要求,砂浆强度等级是否满足设计要求。

图5.2.9-1 BIM模型 图5.2.9-2 现场实物图

6.材料与设备

6.1材料(见表6.1)

表6.1 材料表

6.2机具设备

表6.2 机具设备表

7.质量控制

7.1 在砌块布置过程中应该严格按照相关原则进行布置,使得砌块整体的布置安全,美观

7.2 加强对项目技术管理人员的培训,以达到熟练应用,建立BIM模过程中应严格控制各构件的尺寸精度、灰缝宽度,对各砌块尺寸,命名进行严格要求。

7.3 确定构造柱、顶砖及门窗洞口等大样做法并编制统一的大样做法标准化图集。通过对不同部位、尺寸的砌块施工图优化和翻样的研究,确定最优的标准化翻样图。

7.4 对砌体加工车间切割工人进行培训,利用导出的施工图纸或者BIM模型对切割工人进行交底,提高砌块车间加工操作工人的操作技能。

7.5 根据砌块车间加工翻样料单,在砌块上划线切割,砌块切割尺寸控制准确,边角整齐。按规格堆放在指定的堆放地点。

7.6 在施工现场,将放样图粘贴在要砌筑的位置或者直接利用BIM模型,对工人进行交底,工人根据放样图进行施工。严格控制砌体灰缝大小并双面勾缝。

7.7 根据砌筑排版图及砌块施工验收规范进行验收。

8.安全措施

8.1 施工应遵守国家的《建筑安装工程安全技术规程》等国家和地方有关施工现场安全生产管理规定。

8.2 根据施工特点编制安全操作注意事项及具体施工安全措施,特别要做好安全用电,防止机械设备事故,做好对操作人员的交底工作,加强施工全过程的督促检查,确保安全生产。

9.环保措施

施工现场设置砌块加工车间,以及防尘措施, 有利于现场整洁,废料堆放集中,粉尘类环境污染在可控范围。

10.效益分析

基于BIM的砌块车间式加工施工工艺的应用,可以消除长期以来砌体施工现场脏、乱、差等现象,并节约成本。该工法的应用可以给项目带来了显著的经济效益,其中在劳动力投入、材料投入及废料清运、加快施工速度方面节省成本,并且砌体施工观感优良,使得企业在砌体施工工艺方面取得领先位置,为企业增添良好的社会效益。

11.工程实例

11.1 ***工程

***工程在施工过程中成功应用该工法,总建筑面积250718m2;建筑层数地上4层(局部6层);建筑高度39.225m;层数:为6层建筑物,包括地面架空一层、二~六层,结构形式为框架结构。砌块工程量较大,采用基于BIM的加气砌块砌筑标准化施工工法减少了砌块加工浪费,减少了现场砌块加工的环境污染,提高了工作效率,目前该工程一、二层砌体施工完,三层砌体施工80%,四层砌体施工70%,五层砌体施工60%,六层砌体施工60%。

11.2 ***工程

总建筑面积655000㎡,共包含A、B、C三区,结构形式为剪力墙结构。由于该项目为住宅项目,砌块单元重复性较高,采用该工法效益比较明显,显著提高了施工效率,减少了施工浪费,提高了砌筑质量。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/gokCW24BMH2_cNUgg-Zk.html