BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑項(xiàng)目場(chǎng)地平面布置中的應(yīng)用

郭志勇，游成林（中國(guó)建筑第八工程局有限公司上海分公司，上海 200082）

BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑項(xiàng)目場(chǎng)地平面布置中的應(yīng)用

Application of BIM technology in Pre-fabricated Building Siteplan

郭志勇，游成林（中國(guó)建筑第八工程局有限公司上海分公司，上海 200082）

目前我國(guó)尤其是上海地區(qū)，為實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化發(fā)展發(fā)布各種政策，大力推廣預(yù)制裝配式建筑。此類項(xiàng)目對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地平面布置有極高的要求。以上海某住宅小區(qū)項(xiàng)目為例，對(duì)預(yù)制裝配式建筑施工的場(chǎng)地平面布置重、難點(diǎn)和BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

BIM；預(yù)制裝配式建筑；場(chǎng)地平面布置

目前我國(guó)尤其是上海地區(qū)，為實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化發(fā)展，大力推廣預(yù)制裝配式建筑。此類項(xiàng)目對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地平面布置有極高的要求。合理布置起重設(shè)備和各項(xiàng)施工設(shè)施，科學(xué)規(guī)劃施工道路以及劃分堆場(chǎng)，減少專業(yè)工種之間交叉作業(yè)和二次搬運(yùn)等，對(duì)項(xiàng)目的順利運(yùn)行有著重要的作用。BIM 作為一種先進(jìn)的工具和工作方式，符合建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。使用 BIM 技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地平面布置管理，能夠更好地提高項(xiàng)目的生產(chǎn)效率，降低成本。本文以上海某住宅小區(qū)項(xiàng)目為例，對(duì)預(yù)制裝配式建筑施工的場(chǎng)地平面布置的重難點(diǎn)和 BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 項(xiàng)目概況

上海某裝配式住宅項(xiàng)目總建筑面積約 12 萬(wàn) m2，其中：地上總建筑面積 8.6 萬(wàn) m2，地下總建筑面積 3.3 萬(wàn)m2?？蚣艚Y(jié)構(gòu)(1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)、5 號(hào)樓為現(xiàn)澆混凝土住宅，4 號(hào)、6號(hào)、7 號(hào)、8 號(hào)、9 號(hào) 樓為裝配式住宅)。地下1 層，局部地下 2 層；地上：1 號(hào)～6 號(hào)、9 號(hào)樓為 23 層，7 號(hào)、8 號(hào)樓 24 層。項(xiàng)目總占地面積為 3.3 萬(wàn) m2，地處上海市內(nèi)環(huán)線以內(nèi)，臨建面積狹??；場(chǎng)地布置次數(shù)多，難度大；項(xiàng)目緊鄰學(xué)校和居民小區(qū)，周邊情況復(fù)雜，場(chǎng)地平面布置影響因素多(圖1)。

項(xiàng)目分兩期施工：一期施工現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)住宅；一期主體結(jié)構(gòu)封頂后，再進(jìn)行二期裝配式結(jié)構(gòu)住宅的施工。本文主要分析二期的場(chǎng)地面積布置(圖1)。

圖1 項(xiàng)目平面圖

2 預(yù)制裝配式建筑施工分析

預(yù)制裝配式建筑施工有別于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土項(xiàng)目。本工程的預(yù)制構(gòu)件有外墻板、飄窗、樓梯、陽(yáng)臺(tái)板。預(yù)制構(gòu)件在構(gòu)件廠制作養(yǎng)護(hù)完畢后，通過拖車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，并放置在構(gòu)件堆場(chǎng)。由于預(yù)制構(gòu)件的重量較大，每個(gè)構(gòu)件平均5 t 左右，最大的轉(zhuǎn)角飄窗構(gòu)件重達(dá) 9.8 t，而且一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層的構(gòu)件有 24 個(gè)之多，所以施工時(shí)運(yùn)輸一層的構(gòu)件放置在堆場(chǎng)，吊裝完一層的構(gòu)件后再運(yùn)下一層的構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)。這對(duì)場(chǎng)內(nèi)交通、塔吊布置、堆場(chǎng)布置、地下室頂板的承載力等有極高的要求。

3 平面布置分析

3.1 塔吊布置

塔吊的布置，不僅要考慮現(xiàn)場(chǎng)的空間把握，還要考慮吊裝運(yùn)力的安排。利用 Revit 軟件的機(jī)械設(shè)備族，建立塔吊模型，充分考慮其占地面積和高度。在傳統(tǒng)的二維場(chǎng)平布置中往往由于對(duì)機(jī)械高度的忽視，導(dǎo)致塔吊回轉(zhuǎn)受到影響。而在三維模型下，通過精確建模，可以以動(dòng)態(tài)的方式展現(xiàn)設(shè)備吊裝工作的過程，從而進(jìn)行合理的布置。

項(xiàng)目在塔吊布置過程中，根據(jù)不同的工況，對(duì)各施工區(qū)域垂直運(yùn)輸需求以及材料堆場(chǎng)的安排進(jìn)行了綜合考慮。由于有 5 棟裝配式單體，若使用普通小型塔吊配合汽車吊的方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，至少需要 3 臺(tái)汽車吊長(zhǎng)駐現(xiàn)場(chǎng)；而且現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，汽車吊的起升高度也不足。通過三維模擬和計(jì)算，確定了為每棟裝配式結(jié)構(gòu)單體配 1 臺(tái)塔吊的方案，塔吊型號(hào)選用了 STT293，保證能夠滿足吊裝需求?？紤]到塔吊布置較為密集，相應(yīng)地縮短塔吊臂長(zhǎng)；同時(shí)，相鄰塔吊的高度保持一定的落差，以防塔吊回轉(zhuǎn)受到影響甚至發(fā)生碰撞。除此之外，利用三維模型的優(yōu)勢(shì)，模擬塔吊的位置是否與地下室的支撐梁、結(jié)構(gòu)主梁等位置沖突。BIM技術(shù)的運(yùn)用，讓塔吊方案既滿足了施工要求又實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、高效的目標(biāo)。

3.2 場(chǎng)地交通道路布置

項(xiàng)目二期一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制構(gòu)件需要 6 個(gè)車次運(yùn)輸，5 棟樓每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層要多達(dá) 30 車次進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)，場(chǎng)內(nèi)交通壓力極大，傳統(tǒng)的二維平面布置無(wú)法滿足項(xiàng)目的需求。

BIM 技術(shù)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在地上結(jié)構(gòu)施工階段。在此階段，行車道路和堆場(chǎng)布置在地下室頂板上，場(chǎng)地內(nèi)主要車輛有預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸車、混凝土車、泵車、鋼筋運(yùn)輸車等。通過 BIM 技術(shù)，模擬車輛的行進(jìn)路線、材料運(yùn)輸車輛進(jìn)出場(chǎng)和卸貨位置以及不同車輛會(huì)車的過程。對(duì)于最關(guān)鍵的交通路線，嚴(yán)格控制車輛占用時(shí)間，尤其是混凝土泵車和鋼筋進(jìn)貨車等。通過 BIM 技術(shù)的提前模擬規(guī)劃，保證了場(chǎng)地內(nèi)交通的流暢。

3.3 堆場(chǎng)布置

在場(chǎng)地交通規(guī)劃好后，根據(jù)交通規(guī)劃和機(jī)械布置劃分材料堆場(chǎng)，尤其是預(yù)制構(gòu)件堆場(chǎng)。

通過計(jì)算，塔吊運(yùn)輸預(yù)制構(gòu)件的水平距離不超過 30 m，因此每棟樓附件均布置一個(gè)預(yù)制構(gòu)件堆場(chǎng)。BIM 技術(shù)的運(yùn)用，不僅僅使整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)三維可視化，還成為了一個(gè)巨大的數(shù)據(jù)庫(kù)。利用已經(jīng)建立的模型，可以準(zhǔn)確地布置堆場(chǎng)的大小和每一塊預(yù)制構(gòu)件的具體堆放位置，既節(jié)省了場(chǎng)地，也方便了規(guī)范管理。預(yù)制樓梯和預(yù)制陽(yáng)臺(tái)板采用層疊方式堆放，預(yù)制外墻板則放置在專用的堆放架上。飄窗由于本身的結(jié)構(gòu)，可以安全地直立在地面上。其他的材料堆場(chǎng)和加工廠根據(jù)每個(gè)區(qū)域的材料用量進(jìn)行科學(xué)合理的布置，減少材料的二次搬運(yùn)，從而有效提高了場(chǎng)地利用率和施工效率。

4 結(jié) 語(yǔ)

傳統(tǒng)的二維場(chǎng)地平面布置需要進(jìn)行大量的繪圖工作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且信息不全面，導(dǎo)致施工技術(shù)人員難以設(shè)計(jì)多種方案并進(jìn)行對(duì)比。BIM 技術(shù)雖也存在需要花費(fèi)時(shí)間收集構(gòu)件族庫(kù)并建立模型的情況，但是 BIM 技術(shù)建立的三維模型除了可以為項(xiàng)目整個(gè)施工周期服務(wù)，還有快速建模和信息共享的特點(diǎn)，能快速進(jìn)行方案對(duì)比，節(jié)省大量時(shí)間和精力，為進(jìn)行施工全過程考量提供可能。

通過 BIM 模型進(jìn)行輔助施工的效果十分明顯。在決策過程中如果有不同的方案和意見，也可以迅速進(jìn)行調(diào)整和對(duì)比。利用 BIM 技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，可以綜合分析可能產(chǎn)生的碰撞問題。通過不同角度查看現(xiàn)場(chǎng)布置的整體情況，對(duì)平面布置方案中難以體現(xiàn)的潛在空間進(jìn)行量化分析，精準(zhǔn)表達(dá)施工空間的三維指標(biāo)，進(jìn)一步完善場(chǎng)地布置方案，使工程管理變得更加科學(xué)高效。

TU50

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1674-814X(2017)01-0020-02

2016-09-15

郭志勇，主要從事工程管理工作，現(xiàn)供職于中國(guó)建筑第八工程局有限公司上海分公司公司。作者通信地址：上海市楊浦區(qū)國(guó)賓路18號(hào)A座22樓。郵編：200082 。