盧志瑜
(廣州珠江建設(shè)發(fā)展有限公司 廣州510075)
現(xiàn)代建、構(gòu)筑物的地下或地上停車(chē)場(chǎng)和大型物流倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)建筑的行車(chē)盤(pán)道[1,2],往往需要經(jīng)受較大且頻繁的動(dòng)荷載,導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋也相對(duì)密集。另一方面,盤(pán)道多為雙向傾斜,即盤(pán)道縱向中心線彎曲,縱向截面形成坡度;盤(pán)道橫向截面水平向內(nèi)傾斜[3,4],形成整體結(jié)構(gòu)高程點(diǎn)各異的情況。因此,相比一般的鋼筋混凝土房屋建筑,大型建筑行車(chē)盤(pán)道存在鋼筋下料難,定位安裝精度要求高,模板支撐體系的高程控制難度大等工程問(wèn)題。對(duì)此,擬通過(guò)建立BIM三維模型,用于指導(dǎo)鋼筋排布下料,優(yōu)化模板支撐體系,提高施工質(zhì)量。
某國(guó)際港項(xiàng)目為亞洲最大的物流港項(xiàng)目,規(guī)劃總用地面積127 530.22 m2,建筑總占地面積85 184.25 m2,總建筑面積為440 345.12 m2。由倉(cāng)庫(kù)區(qū)(共5個(gè)倉(cāng)庫(kù)單元、裝卸通道、汽車(chē)通道等組成)、1#多功能生產(chǎn)性廠房、2#多功能生產(chǎn)性廠房、消防泵站及變電所、柴油發(fā)電機(jī)房等建構(gòu)筑物組成。其中,倉(cāng)庫(kù)上下運(yùn)輸由“大型盤(pán)道”組成,盤(pán)道寬12 m,中心線彎曲半徑達(dá)30 m,縱向找坡在1.0%~4.6%之間,橫截面向內(nèi)傾斜2%。其鋼筋布置密集,縱向鋼筋曲率不一,橫向鋼筋布置不均,模板支模有別于一般的框架結(jié)構(gòu),因此鋼筋的精確下料和排布、模板支撐體系的有效安裝定位是施工的重點(diǎn)。項(xiàng)目效果圖如圖1所示。
圖1 項(xiàng)目效果圖Fig.1 Renderings of Circle Lane in Warehouse Area
圖2 施工工藝流程Fig.2 Construction Process Flow Chart
⑴ 分析大型盤(pán)道形狀特征,了解其各種鋼筋的形狀規(guī)律及分布,掌握其控制參數(shù)的設(shè)定規(guī)則。
⑵ 根據(jù)控制參數(shù)設(shè)定各種鋼筋的參數(shù)化基礎(chǔ)族。
⑶ 各參數(shù)化基礎(chǔ)族中,需要進(jìn)行信息化統(tǒng)計(jì)的,參數(shù)類(lèi)型應(yīng)選擇“共享參數(shù)”,以便獲取排布優(yōu)化后的模型信息[5,6]。操作界面如圖3所示。
圖3 族中重要控制參數(shù)應(yīng)選擇為“共享參數(shù)”Fig.3 The Important Control Parameter in the Family Should be“Shared Parameter”
⑴ 在鋼筋BIM模型中,進(jìn)行大型鋼筋混凝土盤(pán)道縱筋連接點(diǎn)的精細(xì)化預(yù)排布[7],保證在多曲率情況下,縱筋連接點(diǎn)相互錯(cuò)開(kāi),滿足規(guī)范“同一連接段處鋼筋接頭率不大于50%的要求”[8]。BIM模型中,優(yōu)化調(diào)整后的縱筋接頭排布效果如圖4所示。
本項(xiàng)目調(diào)整原則:縱筋以每4根成一組(編號(hào)001~004;編號(hào)005~008;……;117~120),同組相鄰縱筋接頭位置錯(cuò)開(kāi)約1.5 m,不同組的首位序號(hào)的縱筋(編號(hào)001、005、……、117)接頭位置錯(cuò)開(kāi)約0.15 m。經(jīng)模型復(fù)核,在各縱筋曲率各異的情況下,該排布方式滿足規(guī)范要求的縱筋連接位置需錯(cuò)開(kāi)的要求。
圖4 “編號(hào)113”的縱筋接頭優(yōu)化調(diào)整Fig.4 Optimization Adjustment of“No.113”Longitudinal Bar Joint
⑵ 優(yōu)化鋼筋接頭位置的排布后,形成各段鋼筋長(zhǎng)度信息的料單,指導(dǎo)施工。多曲率縱筋開(kāi)料明細(xì)表如圖5所示,優(yōu)化后的現(xiàn)場(chǎng)縱向鋼筋接頭位置如圖6所示。
圖5 多曲率縱筋開(kāi)料明細(xì)Fig.5 Multi Curvature Longitudinal Bar Cutting List
圖6 優(yōu)化后的現(xiàn)場(chǎng)縱向鋼筋接頭Fig.6 Optimized Field Longitudinal Steel Joint
⑶ 進(jìn)行盤(pán)道橫向箍筋(分布筋)的優(yōu)化排布,合理控制處理其內(nèi)、外側(cè)的分布間距,以確?,F(xiàn)場(chǎng)橫向箍筋(分布筋)的有序安裝。內(nèi)、外側(cè)橫向鋼筋間距調(diào)整如圖7所示。
圖7 內(nèi)外側(cè)橫向鋼筋間距Fig.7 The Spacing between Front and Rear Lateral Transverse Reinforcement
⑴ 通過(guò)“一洲模架設(shè)計(jì)安全復(fù)核軟件”、“品茗模架設(shè)計(jì)安全復(fù)核軟件”初步確定雙向傾斜盤(pán)道支撐模架的立桿密度,初步繪制立桿排布簡(jiǎn)圖。模板支撐架三維安全復(fù)核計(jì)算如圖8所示。
圖8 模板支撐架三維安全復(fù)核計(jì)算Fig.8 Three-dimensional Safety Review Calculation of Template Support Frame
⑵ 根據(jù)初步繪制的立桿排布簡(jiǎn)圖,創(chuàng)建盤(pán)道模板支撐架整體模型。
⑶ 結(jié)合盤(pán)道結(jié)構(gòu)高程,在盤(pán)道板梁模板支撐架整體模型上[9],優(yōu)化調(diào)整控制點(diǎn)立桿支頂高程、立桿長(zhǎng)度,控制U型頂托伸長(zhǎng)高度。而后統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)整其他立桿支頂高程、立桿長(zhǎng)度,控制U型頂托伸長(zhǎng)高度。在盤(pán)道累計(jì)高差大的情況下,通過(guò)控制立桿長(zhǎng)度,確保U型托伸長(zhǎng)≤300 mm。[10]立桿模架三維圖如圖9所示,各頂托支頂高程的統(tǒng)計(jì)明細(xì)表如圖10所示。
⑷ 從優(yōu)化調(diào)整后的盤(pán)道板梁模板支撐架整體模型中,導(dǎo)出信息統(tǒng)計(jì)圖表,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模板支撐架體的開(kāi)料。該區(qū)段各立桿長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)明細(xì)表如圖11所示。
⑸ 現(xiàn)場(chǎng)按照盤(pán)道模板支撐架整體模型的“立桿點(diǎn)位排布平面圖”進(jìn)行放線,并按照上述的“各頂托支頂高程的統(tǒng)計(jì)明細(xì)表”進(jìn)行各規(guī)格鋼管立桿的加工及定位布置,調(diào)整“U型頂托伸出長(zhǎng)度”。具體的“U型頂托伸出長(zhǎng)度”調(diào)整方法如下所示:
圖9 立桿模架三維圖Fig.9 Three Dimensional Drawing of Pole Formwork
圖10 各頂托支頂高程的統(tǒng)計(jì)明細(xì)Fig.10 Statistical Schedule of Each Top Support Elevation
圖11 該區(qū)段各立桿長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)明細(xì)Fig.11 Statistical of Each Pole Length of the Section
①通過(guò)水準(zhǔn)儀在架立的鋼管支撐立桿上,作BIM模型中模架支撐體系基礎(chǔ)往上1.5 m高程的平水標(biāo)記;
②調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)“U型頂托伸出長(zhǎng)度”的實(shí)際值(見(jiàn)圖12)
C1=(A-Z)×1000-(b-d)
式中:C1為U型頂托伸出長(zhǎng)度(mm);A為BIM模型中的立桿支頂高程(m);H為BIM模型中的立桿基礎(chǔ)高程(m);b為現(xiàn)場(chǎng)選用的立桿長(zhǎng)度(mm);d為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)放的水平標(biāo)記離立桿基礎(chǔ)的實(shí)測(cè)距離(mm);Z為現(xiàn)場(chǎng)立桿水平標(biāo)記的高程位置,Z=H+1.5 m;現(xiàn)場(chǎng)立桿水平標(biāo)記如圖13所示。
⑹ 對(duì)大型盤(pán)道高大支模體系的水平桿進(jìn)行優(yōu)化預(yù)排布。針對(duì)盤(pán)道彎曲半徑大,實(shí)體曲率小的特點(diǎn),采用“以直代曲”的方式進(jìn)行高大支模體系的優(yōu)化設(shè)計(jì),確定相鄰立桿間相應(yīng)的轉(zhuǎn)角幅度,以及直線間距。水平桿布置平面示意圖如圖14所示。
圖12 U型頂托調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)示意圖Fig.12 Site Schematic Diagram of U-shaped Jacking Adjustment
圖13 現(xiàn)場(chǎng)排布編號(hào)(17,15)的立桿平水標(biāo)記Fig.13 Pole Level Marking for Site Layout Number(17,15)
圖14 水平桿布置平面示意圖Fig.14 Plane Diagram of Horizontal Rod Arrangement
⑺ 在模型中以各區(qū)段的鋼筋混凝土板梁的兩端,中部相間1/8處的板面(或板底)作為高程控制點(diǎn),確定并獲取其坐標(biāo)值、高程,以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)坐標(biāo)的復(fù)核及調(diào)整,如圖15~圖17所示。
本項(xiàng)目分別對(duì)模架體系的立桿沉降、水平位移、軸力情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)[11]:
⑴ 監(jiān)測(cè)對(duì)象及檢測(cè)內(nèi)容及控制指標(biāo)(見(jiàn)表1)。
⑵ 監(jiān)點(diǎn)布設(shè)原則:各區(qū)段跨中布置1處,橫梁處(板梁的支座端)布置1處。
⑶ 監(jiān)測(cè)頻率
圖15 中部相間1/8處的坐標(biāo)及高程平面示意圖Fig.15 Schematic Diagram of Coordinates and Wlevation Plane at 1/8 of the Middle Phase
圖16 根據(jù)模型中的控制坐標(biāo)點(diǎn)及其高程進(jìn)行測(cè)量放線Fig.16 Measure the Line According to the Control Coordinate Points and Their Eevations in the Model
圖17 模架上高程控制點(diǎn)Fig.17 Elevation Control Point on Formwork
表1 測(cè)量參數(shù)Tab.1 Measurement Parameter
①高大支模預(yù)加載期間監(jiān)測(cè)頻率:預(yù)壓前獲取穩(wěn)定的初始值,加載后每3~5 s采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)1次,直至卸載結(jié)束。若遇監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化較大等異常情況時(shí),采集頻率為1 s,并及時(shí)通知項(xiàng)目建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方等相關(guān)單位。
②混凝土澆筑期間監(jiān)測(cè)頻率:混凝土澆筑前獲取穩(wěn)定的初始值。監(jiān)測(cè)工作從澆筑混凝土開(kāi)始,直至混凝土終凝為止。混凝土澆筑期間,每間隔2~5 s采集1次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);澆筑完成至混凝土初凝期間,每20 min采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)1次;混凝土初凝至混凝土終凝期間,每40 min采集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)1次。若遇監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化較大等異常情況時(shí),采集頻率為1 s,并及時(shí)通知項(xiàng)目建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方等相關(guān)單位。上行盤(pán)道檢測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)如圖18所示。
圖18 上行盤(pán)道檢測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖Fig.18 Test Data Trend Graph of the First Circle Lane
以上各項(xiàng)監(jiān)控指標(biāo)均未到達(dá)預(yù)警值,其安全富余達(dá)50%以上。
對(duì)于大型多層物流港倉(cāng)儲(chǔ)中心的行車(chē)盤(pán)道而言,需經(jīng)常性行走載重貨車(chē),其板梁厚度往往不少于1 m[12],屬于大體積混凝土的范疇。因此,施工過(guò)程中需注意混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的水化熱釋放,以及降溫階段混凝土中部與表面的溫差,從而避免溫度裂縫的產(chǎn)生。
⑴ 選用低水化熱或中水化熱的水泥品種,摻入約20%的粉煤灰、礦渣灰水泥,加入少量緩凝劑,提高混凝土澆筑的工作性能,減少前期水化熱釋放的同時(shí),充分利用混凝土后期成形強(qiáng)度。
⑵ 在混凝土制備前,應(yīng)進(jìn)行混凝土配合比試配,對(duì)水化熱釋放、澆筑和易性、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間等施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)。
⑶ 大面積板梁混凝土澆筑應(yīng)盡量選擇溫度適宜的天氣進(jìn)行,入模溫度應(yīng)盡量控制在5~30℃之間,在保證混凝土澆筑和易性的前提下,降低混凝土初期反應(yīng)速率。
⑷ 對(duì)于超長(zhǎng)型大體積混凝土澆筑,需合理設(shè)置后澆帶進(jìn)行隔斷。一般而言,后澆帶不超過(guò)40.0 m,可在板梁中部1/3~2/3處進(jìn)行分隔。
⑴ 針對(duì)雙向傾面大型行車(chē)盤(pán)道采用傳統(tǒng)方法容易造成鋼筋下料算量偏差大、鋼筋接頭設(shè)置不合理、鋼筋定位不準(zhǔn)確等質(zhì)量隱患或鋼筋浪費(fèi)的問(wèn)題,采用三維模型指導(dǎo)行車(chē)盤(pán)道的鋼筋下料,預(yù)設(shè)多曲率情況下縱筋接頭位置、橫向分布鋼筋的間距控制,保障行車(chē)盤(pán)道施工質(zhì)量。
⑵ 通過(guò)模擬雙向傾面回旋盤(pán)道的模架支撐體系,數(shù)字化控制各立桿高程,優(yōu)化立桿排布和模架構(gòu)造措施,指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)模架體系施工,解決了在雙向傾面大型行車(chē)盤(pán)道條件下,采用傳統(tǒng)模架搭設(shè)施工容易造成模板平整度差、立桿高程控制不理想等導(dǎo)致影響盤(pán)道施工質(zhì)量的問(wèn)題。
⑶ 采用三維模型技術(shù)交底和質(zhì)量把控,確保了施工搭接銜接緊密有序,提升了盤(pán)道的施工質(zhì)量和效率。