基于BIM的施工現(xiàn)場拼裝式預(yù)制混凝土臨時(shí)道路施工技術(shù)

班德富　胡清　陶珍珍　鄭曉慧　彭媛

【摘 要】綠色施工作為近年來國家大力倡導(dǎo)的理念，對(duì)整體建筑行業(yè)的資源節(jié)約、環(huán)保和再利用提出了更高的要求。文章介紹了一種基于BIM的施工現(xiàn)場拼裝式預(yù)制混凝土臨時(shí)道路施工技術(shù)，通過結(jié)合BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工臨時(shí)道路的精確預(yù)制拼裝，施工簡便快捷，實(shí)現(xiàn)多次周轉(zhuǎn)使用，減少了建筑垃圾產(chǎn)生量，貫徹了綠色施工的管理理念。

【關(guān)鍵詞】拼裝式預(yù)制混凝土臨時(shí)道路；BIM技術(shù)；綠色施工；周轉(zhuǎn)使用

【中圖分類號(hào)】U416.216 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）09-0131-03

0 前言

近幾年，施工現(xiàn)場辦公及生活用房基本實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，可多次周轉(zhuǎn)使用，而臨時(shí)道路還在采用現(xiàn)澆混凝土路面，這樣就造成了極大的資源浪費(fèi)，也產(chǎn)生了大量的垃圾，而建筑垃圾排放量又是綠色施工的重要控制環(huán)節(jié)，據(jù)已經(jīng)實(shí)施“綠色施工示范工程”項(xiàng)目的測(cè)算，臨建垃圾產(chǎn)生量平均占建筑垃圾總量的26%，而臨時(shí)道路垃圾產(chǎn)生量所占比重達(dá)到了9.3%。為了減少資源浪費(fèi)，通過在多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐與總結(jié)，本文提出了一種基于BIM的施工現(xiàn)場拼裝式預(yù)制混凝土臨時(shí)道路施工技術(shù)，結(jié)合BIM輔助技術(shù)實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場混凝土臨時(shí)道路的預(yù)制安裝，可多次周轉(zhuǎn)使用，有效地控制了建筑垃圾產(chǎn)生量，同時(shí)降低成本，也加快了臨建施工進(jìn)度。

1 技術(shù)原理

采用BIM技術(shù)預(yù)先實(shí)現(xiàn)道路三維模型，把各項(xiàng)下料參數(shù)通過計(jì)算機(jī)導(dǎo)出來。預(yù)制結(jié)構(gòu)支撐件為角鋼，在板塊上預(yù)留PVC管道排水口。收集現(xiàn)場剩余的鋼筋廢料和模板廢料。在鋼筋廢料池挑選直徑14mm及以下的鋼筋，做裝配式結(jié)構(gòu)單元時(shí)，將長度不夠的鋼筋進(jìn)行綁扎搭接。根據(jù)需要的道路板的規(guī)格數(shù)量，采購L40角鋼，下料制作道路板的邊角封邊。將臨時(shí)道路路基平整，鋪設(shè)砂墊層，壓實(shí)，在路面擺放角鋼，鋪設(shè)鋼筋。

2 施工工藝

2.1 工藝流程

場區(qū)道路規(guī)劃→BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式結(jié)構(gòu)單元建?！坊幚怼ㄎ环啪€→構(gòu)件制作加工→模板、角鋼拼裝→鋪設(shè)塑料布→鋼筋綁扎→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→孔洞灌砂。

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 場區(qū)道路規(guī)劃

項(xiàng)目部進(jìn)場施工前，項(xiàng)目部BIM小組首先對(duì)項(xiàng)目施工場區(qū)進(jìn)行了實(shí)地考察，對(duì)比施工組織設(shè)計(jì)中的現(xiàn)場平面布置圖，由于場區(qū)擬建建筑物占地較大，可用場地狹小，只能在擬建建筑物四周設(shè)置一圈環(huán)形場區(qū)道路。

2.2.2 利用BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式結(jié)構(gòu)單元建模

建模前首先確定道路的寬度，臨時(shí)道路的寬度可以根據(jù)場地道路形式和消防的需要來選擇，本項(xiàng)目環(huán)形道路設(shè)計(jì)寬度為4 m。其次進(jìn)行裝配板的尺寸選擇。裝配板的尺寸選擇需要綜合考慮道路寬度、承載能力、原材料的規(guī)格尺寸及美觀。參考裝配式道路相關(guān)文獻(xiàn)資料及施工經(jīng)驗(yàn)，選擇板厚為150 mm。單個(gè)裝配板的尺寸太小不美觀，過大時(shí)單個(gè)板太重，造成二次周轉(zhuǎn)的運(yùn)輸和拼裝困難。根據(jù)道路尺寸，選配好各種裝配板的尺寸，在CAD上拼裝演示其組合效果。經(jīng)比較，選擇裝配式板的尺寸為1.5 m×1.0 m×0.15 m和1.0 m×1.0 m×0.15 m兩個(gè)規(guī)格，拼裝時(shí)進(jìn)行錯(cuò)縫拼裝。最后采用Revit軟件對(duì)N個(gè)裝配式結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行建模。BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝配式結(jié)構(gòu)板塊的整體3D效果如圖1所示。

2.2.3 路基處理

根據(jù)施工平面布置圖和施工現(xiàn)場的規(guī)劃，確定好道路的位置。將路基平整壓實(shí)，然后再鋪設(shè)3～5 cm的中粗砂墊層。

2.2.4 定位放線

先確定好道路邊線，拉好直線，延著邊線支模。模板高度為300 mm左右。道路兩邊線確定好后，挑選板厚寬度的模板，即150 mm寬的模板，在模板切割后的碎料中有較多此寬度的模板，可以充分利用。

2.2.5 構(gòu)件制作加工

角鋼、PVC預(yù)埋管切割加工。

（1）角鋼制作：根據(jù)臨時(shí)道路板的長寬尺寸，將6 m長的L40角鋼切割成1.5 m和1.0 m長，每根6 m長角鋼切割后不剩廢料。每1 m長的道路需要1.5 m角鋼4根，1.0 m角鋼8根，各規(guī)格的總數(shù)量根據(jù)道路長度計(jì)算得出。

切割好后在地面進(jìn)行拼接，拼接面要平整，量對(duì)角線，保證拼接角為直角，拼接后及進(jìn)行焊接。

角鋼按照1.5 m、1.0 m寬和1.0 m、1.0 m寬拼裝焊接完后，為了使角鋼與混凝土牢固，避免二次拆裝運(yùn)輸中把角鋼碰撞脫落，在角鋼的內(nèi)側(cè)焊接鋼筋，1.5 m長邊焊接2個(gè)，1 m的短邊焊接1個(gè)，每個(gè)裝配板共6個(gè)。鋼筋長300 mm、直徑10 mm的鋼筋在角鋼內(nèi)側(cè)焊接，鋼筋向下成一定角度，末端與裝配板的下層鋼筋綁扎（如圖2所示）。

（2）PVC預(yù)埋管制作。根據(jù)板厚，將直徑為100 mm的PVC管切割成150 mm長，并在中間位置對(duì)穿2個(gè)孔，用來穿吊裝裝配板時(shí)的拉鉤鋼筋。

2.2.6 模板、角鋼拼裝

將150 mm寬模板拼接成角鋼的現(xiàn)狀，在模板上邊往下4 cm處釘釘子，釘子釘樁模板，兩邊各漏一半，每邊釘2個(gè)釘子，然后將L40角鋼框放在拼裝的模板內(nèi)，擱置于釘子上面，L40角鋼的上表面剛好與模板表面平齊。

2.2.7 鋪設(shè)塑料布

為了避免澆筑混凝土?xí)r，混凝土漿滲漏到砂墊層內(nèi)，與砂墊層凝結(jié)到一起，需要在拼裝好的框架內(nèi)鋪設(shè)塑料布，可使后面澆筑的混凝土與砂墊層隔開。充分利用現(xiàn)場使用完的水泥袋子做隔離層，節(jié)材又環(huán)保。

2.2.8 鋼筋綁扎

裝配道路板塊的鋼筋用雙層雙向Φ12@150。充分利用現(xiàn)場的鋼筋廢料，鋼筋規(guī)格可以利用稍大直徑的，以不超過16 mm為宜。鋼筋保護(hù)層為3 cm，鋼筋接長采用綁扎搭接方式。底層鋼筋鋪設(shè)完后，埋設(shè)PVC預(yù)埋管。預(yù)埋管放在鋼筋網(wǎng)的間隙中，PVC管中心到裝配板邊距離為250 mm。管孔中插入拉鉤鋼筋，然后綁扎面層鋼筋。

2.2.9 鋪設(shè)PVC預(yù)埋管

為了方便工程竣工后，道路板塊吊裝周轉(zhuǎn)，專門在道路板塊上設(shè)計(jì)了2個(gè)孔洞。在底層鋼筋鋪設(shè)完后，進(jìn)行Φ100 mm PVC管的埋設(shè)。預(yù)埋管放在鋼筋網(wǎng)的間隙中，PVC管中心到裝配板邊距離為250 mm。管孔中插入拉鉤鋼筋，然后綁扎面層鋼筋。

2.2.10 混凝土澆筑

（1）混凝土的強(qiáng)度為C30商品混凝土。水泥：選用硅酸鹽水泥；粗骨料：選用級(jí)配好的碎石，粒徑不宜大于25 mm；細(xì)骨料：選用中粗砂，其含泥量≤2%。

（2）混凝土澆筑前對(duì)模板、鋼筋和預(yù)埋件進(jìn)行檢查。將模內(nèi)雜物和鋼筋上的污垢清理干凈。采用預(yù)拌混凝土澆筑，并按規(guī)定留制同條件試塊。

（3）混凝土澆筑時(shí)，采用平板振搗器進(jìn)行振搗，澆筑順一個(gè)方向，確?；炷撩軐?shí)性。

（4）混凝土澆筑完成后，及時(shí)進(jìn)行修整、抹平，并按照要求對(duì)道路板上部拉毛，紋理方向與汽車行駛方向垂直，保證板與車輪的摩擦力。

2.2.11 養(yǎng)護(hù)、拆模

（1）在混凝土澆筑后的12 h內(nèi)對(duì)混凝土加以覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d。

（2）當(dāng)混凝土澆筑達(dá)到24 h后進(jìn)行模板拆除。模板拆除只拆道路兩邊的梁板，裝配板間的隔板不用拆除。拆模后發(fā)現(xiàn)有凸凹不平、開裂、接縫痕跡、輪廓線條不順等問題要進(jìn)行修整處理。

（3）臨時(shí)道路板達(dá)到混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，方可投入使用。裝配式臨時(shí)道路完成圖如圖3所示。

3 質(zhì)量控制

3.1 質(zhì)量保證措施

3.1.1 路基質(zhì)量保證措施

裝配式臨時(shí)道路路基應(yīng)密實(shí)，其地基彈性模量達(dá)到≥40 MPa。在壓實(shí)路面上再鋪設(shè)3～5 cm的中粗砂墊層，表面平整，其含泥量不超過5%。

3.1.2 構(gòu)件制作加工質(zhì)量控制措施

（1）角鋼的切割長度要一致，長度偏差控制在3 mm。角鋼焊接前在平整的地面上拼裝好，拼裝的直角誤差控制在5°。角度誤差控制采用鋼尺拉對(duì)角線或者用直角靠尺測(cè)量。拼裝無誤后進(jìn)行焊接。焊接的焊縫應(yīng)平直，表面平滑，每個(gè)直角處焊接2個(gè)焊縫面。

（2）拉鉤孔φ100PVC預(yù)埋管切割。PVC管切割成長度為18 cm，比裝配板厚高出3 cm，切割端面與管中心線垂直。切割好預(yù)埋管后，在預(yù)埋管的一端量出5 cm鉆孔，孔徑為20 mm。

3.2 模板、角鋼拼裝

先拼裝好模板，在模板上邊緣向下量出4 cm線，在線上釘鐵釘，鐵釘打進(jìn)一半，在模板的兩側(cè)留出各一半的長度。1.5 m長的裝配板邊等間距釘2顆鐵釘，在1 m長邊釘1顆釘子。然后將角鋼框放入模板框內(nèi)，擱置在鐵釘上，角鋼上表面與模板面平齊。

4 結(jié)語

綠色施工作為近些年來國家大力倡導(dǎo)的理念，對(duì)整體建筑行業(yè)的資源節(jié)約、環(huán)保和再利用提出了更高的要求。通過在多個(gè)項(xiàng)目的探索與研發(fā)應(yīng)用，本文提出了基于BIM的施工現(xiàn)場拼裝式預(yù)制混凝土臨時(shí)道路施工技術(shù)，通過結(jié)合BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工臨時(shí)道路的精確預(yù)制拼裝，施工簡便快捷，實(shí)現(xiàn)多次周轉(zhuǎn)使用，減少了建筑垃圾產(chǎn)生量，貫徹了綠色施工的管理理念。同時(shí)，有效地縮短了臨建道路施工工期及臨建道路投入使用的時(shí)間，大大提高了工作效率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]JGJ 146—2013，建設(shè)工程施工現(xiàn)場環(huán)境與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]JGJ 59—2011，建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]WJGF 02-2017-30，基于BIM技術(shù)輔助裝配式場區(qū)道路施工工法[S].

[4]王佩云，肖緒文.建筑施工手冊(cè)[M].第5版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]