基于BIM的橡膠隔震支座施工技術(shù)

鄧國(guó)璋 王 杰

1. 廣西啟盛建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣西 南寧 530001；2. 廣西大業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司 廣西 南寧 530001

1 項(xiàng)目概況及施工重難點(diǎn)

寒武紀(jì)歡樂(lè)大世界場(chǎng)館區(qū)項(xiàng)目位于云南省澄江縣，大型場(chǎng)館區(qū)地下夾層為隔震層，有橡膠隔震支座680個(gè)，施工重難點(diǎn)如下[1-2]：

1）隔震支座下支墩頂部，綁扎成雙層雙向U形鋼筋籠，鋼筋直徑達(dá)32 mm，鋼筋與鋼筋之間的間隙小，支墩鋼筋和錨固鋼筋容易干涉，錨固鋼筋安裝困難。

2）隔震上支墩中有型鋼節(jié)點(diǎn)，安裝難度大，型鋼梁容易與隔震支座錨固螺栓干涉。

3）隔震支座安裝精度要求高，工人施工經(jīng)驗(yàn)欠缺。

4）工期緊張，傳統(tǒng)安裝過(guò)程中的剔鑿表面、打磨兩道工序，工程量大，容易產(chǎn)生揚(yáng)塵。

5）預(yù)埋鋼板與隔震支座下支墩混凝土表面易產(chǎn)生氣泡等質(zhì)量通病。

2 應(yīng)對(duì)措施

1）隔震支座錨筋安裝前，應(yīng)用BIM軟件三維設(shè)計(jì)，預(yù)留錨筋的投影位置，避免安裝過(guò)程中支墩鋼筋和錨筋發(fā)生干涉。

2）利用BIM技術(shù)進(jìn)行三維可視化交底，與傳統(tǒng)書面交底結(jié)合，提高交底質(zhì)量，利用BIM技術(shù)進(jìn)行隔震支座預(yù)安裝，避免隔震支座錨筋與下支墩頂部雙層雙向U形鋼筋及柱、梁型鋼干涉，減少施工過(guò)程返工量，并結(jié)合數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行鋼筋放樣、下料制作，節(jié)約鋼筋材料，降低成本。

3）為避免安裝過(guò)程中的返工，在隔震裝置下部結(jié)構(gòu)上設(shè)置一個(gè)安裝架臺(tái)，調(diào)整架臺(tái)的軸線、標(biāo)高，通過(guò)一種簡(jiǎn)單測(cè)量定位尺，保證水平定位板的水平度，為隔震裝置下的預(yù)埋鋼板提供準(zhǔn)確的三維空間位置，并采用二次灌漿工藝，減少傳統(tǒng)安裝過(guò)程中剔鑿表面、打磨兩道工序，減少施工現(xiàn)場(chǎng)剔鑿的工程量。

3 關(guān)鍵技術(shù)工藝流程

3.1 BIM技術(shù)建模及預(yù)安裝

鋼筋工程相關(guān)圖紙及技術(shù)交底應(yīng)清晰、齊全，BIM軟件建模者要對(duì)圖紙和平法圖集理解較深。對(duì)隔震支座、上鋼筋籠、下鋼筋籠、連接件分別建模（圖1），進(jìn)行預(yù)安裝，節(jié)點(diǎn)處優(yōu)化設(shè)計(jì)。

圖1 隔震支座BIM模型

3.2 支座中心線測(cè)量定位

建筑物區(qū)域墊層混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa以上，才可進(jìn)行支座中心線測(cè)量定位，采用全站儀測(cè)設(shè)每個(gè)隔震支座中心點(diǎn)的投影。通過(guò)投影位置，將十字碼線標(biāo)定在墊層或承臺(tái)混凝土面上，確保隔震支座的平面中心位置準(zhǔn)確無(wú)誤。

3.3 支墩鋼筋籠數(shù)字化加工

項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)復(fù)雜時(shí)，對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行BIM三維建模，避免型鋼與鋼筋、支墩鋼筋和錨筋干涉問(wèn)題。采用數(shù)字化加工及鋼筋放樣，確保鋼筋和錨筋下料長(zhǎng)度，提高鋼筋的利用率（圖2）。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)鋼筋下料

3.4 下支墩鋼筋籠綁扎

在混凝土面上標(biāo)定隔震支座8個(gè)預(yù)埋錨筋的豎向投影位置，仔細(xì)檢查核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙，確保每個(gè)預(yù)埋好的錨筋投影位置準(zhǔn)確無(wú)誤。結(jié)合下鋼筋籠和隔震支座的BIM三維模型進(jìn)行預(yù)安裝，分析下支墩鋼筋和錨筋的位置關(guān)系，間隙小的地方進(jìn)行鋼筋深化設(shè)計(jì)加工，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)切割干涉部位鋼筋。下鋼筋籠綁扎前進(jìn)行BIM三維可視化技術(shù)交底，提高安裝效率，減少后期返工。

現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中，根據(jù)要求預(yù)留錨筋的投影位置，避免安裝過(guò)程中支墩鋼筋和錨筋干涉。下支墩鋼筋與隔震支座BIM模型預(yù)安裝如圖3所示。

圖3 下支墩鋼筋綁扎

3.5 預(yù)埋件的定位及固定

為保證預(yù)埋件定位準(zhǔn)確無(wú)誤，安裝前，先將套筒口、膠套與定位鋼板通過(guò)螺栓擰緊，形成一個(gè)整體。預(yù)埋件的錨固長(zhǎng)度較長(zhǎng)且安裝精度要求高，特制帶螺紋的預(yù)埋錨筋與預(yù)埋套筒提前按設(shè)計(jì)預(yù)制好，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)制作，埋錨固件的力學(xué)性能檢測(cè)合格。將預(yù)埋鋼板和錨固件整體放入隔震支座下支墩鋼筋上，通過(guò)多人協(xié)調(diào)，調(diào)整預(yù)埋鋼板水平度、平面位置及標(biāo)高，確保安裝位置準(zhǔn)確無(wú)誤，預(yù)埋鋼板定位如圖4所示，四周采用點(diǎn)焊固定。測(cè)量工作是隔震支座安裝的重中之重。團(tuán)隊(duì)之間需密切協(xié)作，一邊測(cè)量一邊及時(shí)、有效地進(jìn)行調(diào)整，使預(yù)埋件的安裝滿足設(shè)計(jì)精度要求。測(cè)量前，校正測(cè)量?jī)x器的精度。短鋼筋與定位板接觸一端，宜先用切割機(jī)切割并打磨平整，保證短鋼筋頂標(biāo)高為支墩的設(shè)計(jì)標(biāo)高。在定位中心線的位置設(shè)置預(yù)埋件的架臺(tái)立柱，架臺(tái)底部固定在混凝土墊層面上，使之不易發(fā)生擾動(dòng)，以免影響安裝精度。

圖4 預(yù)埋板定位示意

將下預(yù)埋鋼板底部的標(biāo)高引測(cè)到架臺(tái)支柱上面，待安裝好架臺(tái)后，再把下預(yù)埋鋼板搬放到架臺(tái)上面。通過(guò)施工人員協(xié)調(diào)配合，慢慢調(diào)整預(yù)埋鋼板的平面位置及角度，使預(yù)埋鋼板中心線與十字定位線重合。中心線難定位時(shí)，可以利用預(yù)埋鋼板兩側(cè)邊作為定位基準(zhǔn)。用光學(xué)水平尺工具測(cè)量預(yù)埋基層鋼板頂面上的水平度，達(dá)到設(shè)計(jì)工藝要求后，把下面的預(yù)埋基層鋼板臨時(shí)固定在鋼構(gòu)架臺(tái)上面，再用精密光學(xué)水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀及激光水準(zhǔn)尺等工具，復(fù)核預(yù)埋基層鋼板上的軸線、標(biāo)高、水平度。

預(yù)埋件整體定位準(zhǔn)確后，現(xiàn)場(chǎng)將錨筋與下支墩鋼筋點(diǎn)焊相連。固定的短鋼筋可以采用直徑6 mm的鋼筋，固定后保證預(yù)埋件在后面的施工過(guò)程中不產(chǎn)生偏移。待所有預(yù)埋板安裝完畢后，再一一測(cè)量復(fù)核預(yù)埋定位鋼板的平面位置、角度、水平度及頂面標(biāo)高。預(yù)埋板標(biāo)高、平面中心位置等復(fù)核過(guò)程如圖5、圖6所示。

圖5 預(yù)埋板標(biāo)高復(fù)核

圖6 預(yù)埋板平面中心位置復(fù)核

3.6 支座下支墩側(cè)模安裝

底板澆筑完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在底板上畫下支墩側(cè)模的控制線，按控制線安裝下支墩側(cè)模，如圖7、圖8所示。側(cè)模安裝后的高度略高于支墩頂面，防止?jié)仓幕炷聊酀{側(cè)漏。在側(cè)模上標(biāo)定出支墩頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高的位置并畫線，作為后面混凝土澆筑的控制面。通過(guò)BIM模型，在BIMMAKE中進(jìn)行支墩側(cè)模的深化設(shè)計(jì)，出配模圖，指導(dǎo)模板下料制作，提高模板的非標(biāo)利用率，減少材料浪費(fèi)。模板安裝拼縫應(yīng)嚴(yán)密，固定應(yīng)安全可靠。

圖7 下肢墩側(cè)模控制線

圖8 下支墩側(cè)模支護(hù)

3.7 支座下支墩澆筑

為有效防止平面澆筑位置、標(biāo)高、平整度出現(xiàn)較大偏差，施工過(guò)程中，混凝土對(duì)稱橫向澆筑，減少外力沖擊。未澆筑混凝土前，做好防護(hù)和巡查工作。下支墩的混凝土澆筑工作完畢后，再開始二次灌漿施工。二次灌漿過(guò)程在混凝土初凝前完成。混凝土初凝完成前，及時(shí)取出定位鋼板。取出定位鋼板后，再采用砂漿在下支墩頂面進(jìn)行人工找平。施工完畢后，合理養(yǎng)護(hù)，防止開裂（圖9、圖10）。

圖9 下支墩二次澆筑至定位板

圖10 下支墩人工找平

3.8 安裝隔震支座

結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行隔震支座安裝工藝三維可視化交底，生成二維碼，手機(jī)端掃一掃即可觀看，提高交底效率。安裝隔震支座前，清潔下支墩的上表面。安裝過(guò)程中重新測(cè)量核對(duì)下支墩頂面的中心位置、標(biāo)高等。安裝過(guò)程如圖11所示。清潔后，拆除預(yù)埋件上的螺栓和橡膠套，統(tǒng)一擺放在合理位置。支架起吊時(shí)，應(yīng)將隔震支座的螺栓孔與預(yù)埋鋼套筒的孔對(duì)齊，再將螺栓擰入套筒，螺栓應(yīng)對(duì)稱均勻擰緊。隔震支座安裝完畢后，重新測(cè)量各隔震支座的法蘭頂標(biāo)高、水平度、平面位置，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

圖11 隔震支座安裝

3.9 上部預(yù)埋件固定及上支墩底模安裝

將上部已經(jīng)預(yù)埋好的錨固鋼筋與下部套筒支架通過(guò)焊接螺栓方式連接固定到裝有隔震板的支座上，如圖12所示。通過(guò)BIM模型，對(duì)上鋼筋籠進(jìn)行預(yù)安裝分析，根據(jù)三維模型避開干涉位置，避免后期返工。澆筑混凝土?xí)r，混凝土自重會(huì)對(duì)底模產(chǎn)生豎向壓力，壓力過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致底模產(chǎn)生豎向變形。因此，必須保證底模有足夠大的支撐剛度及強(qiáng)度，上支墩底模及側(cè)模支撐牢固。

圖12 上部預(yù)埋件固定

3.10 上支墩鋼筋綁扎及隔震層混凝土澆筑

綁扎上、下支墩鋼筋的方法如圖13所示。采用BIM三維可視化技術(shù)進(jìn)行上鋼筋籠與支座處型鋼梁及型鋼柱的預(yù)安裝分析，提前規(guī)避干涉，減少各專業(yè)碰撞。型鋼節(jié)點(diǎn)與隔震支座錨固螺栓干涉如圖14所示。

圖13 隔震支座安裝

圖14 隔震支座與型鋼的干涉

3.11 隔震支座補(bǔ)漆

隔震層施工完畢，模板拆除后，應(yīng)對(duì)隔震支座進(jìn)行油漆修補(bǔ)及防銹處理，提高隔震支座的耐久性，并檢查隔震支座處的防雷措施。

4 結(jié)語(yǔ)

1）通過(guò)工程的成功應(yīng)用，證明該施工技術(shù)實(shí)用性強(qiáng)，隔震墊安裝效率大大提高，為項(xiàng)目節(jié)約成本約45萬(wàn)元。

2）本技術(shù)的運(yùn)用，提高了隔震支座的安裝精度，不僅節(jié)省了勞動(dòng)力，也大大加快了施工速度，擴(kuò)大了公司在區(qū)域范圍內(nèi)的影響力。

3）基于BIM技術(shù)的運(yùn)用，減少了錨筋與鋼筋、型鋼梁的干涉問(wèn)題，提前優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少鋼筋、模板等材料浪費(fèi)，同時(shí)間接減少隔震支座安裝過(guò)程中的返工量。

4）本工法采用二次灌漿工藝，減少了傳統(tǒng)安裝過(guò)程中剔鑿表面的工序，也減少了施工現(xiàn)場(chǎng)剔鑿工程量、揚(yáng)塵及建筑垃圾，節(jié)約了人工和材料成本。