圖1 項(xiàng)目鳥瞰
摘要:本文以深圳裕璟幸福家園為例,詳盡分析了高層裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工全過程。該項(xiàng)目創(chuàng)新地提出了適合南方夏熱冬暖地區(qū)的外墻防水節(jié)點(diǎn)做法,梳理了裝配式建筑領(lǐng)域BIM技術(shù)在設(shè)計、生產(chǎn)、施工層面的典型應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:深圳 裝配式 高層剪力墻 住宅建筑 BIM
1.1 項(xiàng)目簡介
裕璟幸福家園項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于深圳市龍崗新區(qū)坪山街道(圖1、2)。項(xiàng)目建設(shè)用地面積11 164m2,總建筑面積64 050m2(其中地上50 050m2),包括1號樓、2號樓、3號樓,共3棟塔樓,總層數(shù)31~33層,層高2.9m,總建筑高度98m,抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度值為0.10g。項(xiàng)目采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系,標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制率達(dá)50%,裝配率達(dá)70%,本文將對該項(xiàng)目采用的建筑工業(yè)化技術(shù)進(jìn)行闡述。
1.2 工程承包模式
圖2 總平面
裕璟幸福家園項(xiàng)目采用了目前國際上通行的EPC(Engineering Procurement Construction,設(shè)計、采購、施工總承包)模式實(shí)施建設(shè)。工程總承包方中建科技集團(tuán)有限公司對工程項(xiàng)目的設(shè)計、采購、施工等實(shí)行全過程的承包,并全面負(fù)責(zé)工程的質(zhì)量、安全、工期和造價等。EPC工程總承包模式具有非常明顯的優(yōu)勢:責(zé)任主體更加清晰,降低業(yè)主管理難度和風(fēng)險;充分發(fā)揮總承包管理優(yōu)勢,降低社會資源投入和浪費(fèi);有效發(fā)揮總承包全局觀,提高項(xiàng)目整體形象和品質(zhì);有效發(fā)揮計劃管理優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)成本可控和工期可控。
2.1 平面、立面的標(biāo)準(zhǔn)化
本項(xiàng)目3棟高層住宅共計944戶,由35m2、50m2、65m23種標(biāo)準(zhǔn)化戶型模塊組成(圖3~5)。作為《深圳市保障性住房標(biāo)準(zhǔn)化系列化設(shè)計研究》課題的研究成果,該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了平面標(biāo)準(zhǔn)化,為預(yù)制構(gòu)件拆分設(shè)計的少規(guī)格、多組合提供了可能。住宅外立面設(shè)計具有以下特點(diǎn):體現(xiàn)裝配式特色的外墻角部構(gòu)造;與水平和垂直板縫相對應(yīng)的外飾面分縫;裝配式的外遮陽部品、標(biāo)準(zhǔn)化金屬百葉(含標(biāo)準(zhǔn)化室外空調(diào)機(jī)架);立面兩種涂料色系的搭配(圖6)。
圖3 深圳市保障性住房標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計圖集(選)
圖4 1號樓、2號樓標(biāo)準(zhǔn)層戶型及平面
圖5 3號樓標(biāo)準(zhǔn)層戶型及平面
圖6 立面放大效果
圖7 標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制構(gòu)件拆分布置(以1號、2號樓為例)
2.2 預(yù)制構(gòu)件拆分的標(biāo)準(zhǔn)化
本項(xiàng)目建筑戶型的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拆分組合設(shè)計奠定了很好的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計按照《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 1-2014)的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行,核心筒區(qū)域、底部加強(qiáng)區(qū)及邊緣約束構(gòu)件區(qū)域采用現(xiàn)澆。預(yù)制樓梯采用一段滑動、一段固定的連接方式。構(gòu)件拆分盡量滿足少規(guī)格、多組合原則。1號樓、2號樓標(biāo)準(zhǔn)層的預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制外墻9種、33塊,預(yù)制內(nèi)墻3種、4塊,預(yù)制樓梯2種、2塊,預(yù)制疊合樓板9種、33塊(圖7)。3號樓標(biāo)準(zhǔn)層的預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制外墻7種、53塊,預(yù)制內(nèi)墻5種、18塊,預(yù)制樓梯1種、4塊,預(yù)制疊合樓板9種、86塊。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的模塊進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的部品設(shè)計,形成標(biāo)準(zhǔn)化的樓梯構(gòu)件、空調(diào)板構(gòu)件和陽臺構(gòu)件,大大減少了結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量,為建筑部品的大規(guī)模批量化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),顯著提高了構(gòu)配件的生產(chǎn)效率,有效減少了材料浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)了節(jié)約資源、節(jié)能降耗。
根據(jù)《深圳市住宅產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目單體建筑預(yù)制率和裝配率計算細(xì)則》,1號、2號樓標(biāo)準(zhǔn)層的預(yù)制率為49.3%、裝配率為71.5%。
2.3 外墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化
項(xiàng)目施工圖和構(gòu)件的深化設(shè)計充分尊重初步設(shè)計的立面效果,結(jié)合當(dāng)前技術(shù)較為成熟的三明治夾心剪力墻三道防水的節(jié)點(diǎn)做法,在PC(Precast Concrete,預(yù)制混凝土)外墻的周邊加60mm的外皮墻體,實(shí)現(xiàn)了格構(gòu)式立面和防水企口的有效結(jié)合,為材料防水、構(gòu)造防水、結(jié)構(gòu)自防水“三道防水”創(chuàng)造了條件(圖8、9)。本項(xiàng)目處于夏熱冬暖地區(qū),節(jié)能要求不高,通過節(jié)能計算,南北外墻不需要保溫處理,僅對東西外墻做10mm保溫砂漿的內(nèi)保溫處理。
2.4 外窗節(jié)點(diǎn)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化
本項(xiàng)目的招標(biāo)文件中明確要求采用預(yù)裝窗框法施工,這與深圳雨水充裕、臨海有壓強(qiáng)水有較大關(guān)系。借鑒香港預(yù)裝窗框節(jié)點(diǎn)的成熟做法,本項(xiàng)目預(yù)裝窗框節(jié)點(diǎn)采用內(nèi)高外低的企口做法,上部設(shè)置滴水槽,下部設(shè)置斜坡泄水平臺,在工廠預(yù)先裝設(shè)窗框,并打密封膠處理。成品完成后,在做好保護(hù)措施的前提下運(yùn)輸至工地,然后統(tǒng)一安裝窗扇和玻璃(圖10)。該處理方法能夠有效地避免現(xiàn)場安裝,實(shí)現(xiàn)密封作業(yè),防止?jié)B漏,保證質(zhì)量。
2.5 連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化
本項(xiàng)目采用成熟的裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系設(shè)計,PC墻與PC墻的水平連接、PC墻與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的豎向連接、PC墻與疊合板的連接、預(yù)制疊合梁與現(xiàn)澆墻節(jié)點(diǎn)的連接、預(yù)制疊合梁與疊合板的連接、預(yù)制樓梯節(jié)點(diǎn)連接等,均參考《桁架鋼筋混凝土疊合板(60mm厚底板)》(15G366-1)、《預(yù)制鋼筋混凝土板式樓梯》(15G367-1)、《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造》(15G310-1、15G310-2)等圖集。由于本項(xiàng)目采用內(nèi)保溫方式,外墻的節(jié)點(diǎn)做法與國標(biāo)圖集的三明治夾心剪力墻的節(jié)點(diǎn)做法稍有區(qū)別(圖11~13)。
2.6 機(jī)電設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化
除主體結(jié)構(gòu)外,水暖電專業(yè)的協(xié)同與集成也是裝配式建筑的重要部分。裝配式建筑的水暖電設(shè)計應(yīng)做到設(shè)備布置、設(shè)備安裝、管線敷設(shè)和連接的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化和系統(tǒng)化。在施工圖設(shè)計階段,水暖電專業(yè)應(yīng)對敷設(shè)管道做精確定位,且必須協(xié)同預(yù)制構(gòu)件設(shè)計。在深化設(shè)計階段,水暖電專業(yè)應(yīng)配合預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計人員編制預(yù)制構(gòu)件的加工圖紙,準(zhǔn)確定位和反映構(gòu)件中的水暖電設(shè)備,滿足預(yù)制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)及機(jī)械化安裝的需要。
圖8 PC外墻水平縫防水節(jié)點(diǎn)
圖9 PC外墻豎向縫防水節(jié)點(diǎn)
圖10 預(yù)裝窗節(jié)點(diǎn)
圖11 PC外墻水平節(jié)點(diǎn)
圖12 PC外墻角部現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)
圖13 PC外墻T形現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)
裝配式住宅建筑采用集成式衛(wèi)生間或集成式廚房時,應(yīng)根據(jù)不同水暖電設(shè)備的要求,確定管道、電源、電話、網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)、防排煙等需求,并結(jié)合機(jī)電設(shè)備的位置和高度,做好機(jī)電管線和接口的預(yù)留。
裝配式建筑應(yīng)進(jìn)行管線綜合設(shè)計,避免管線沖突,減少平面交叉;采用BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技術(shù)開展三維管線綜合設(shè)計,對結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件內(nèi)的機(jī)電設(shè)備、管線和預(yù)留洞槽等精確定位,以減少現(xiàn)場返工。
2.7 裝修設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化
與傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目不同,裝配式建筑項(xiàng)目在建筑設(shè)計的初期就要考慮室內(nèi)的空間布置、家具擺放、裝修做法,根據(jù)裝修效果定位各機(jī)電末端點(diǎn)位,精確反推機(jī)電管線路徑、建筑結(jié)構(gòu)孔洞預(yù)留及管線預(yù)埋,確保建筑、機(jī)電、裝修一次完成,實(shí)現(xiàn)土建、機(jī)電、裝修一體化(圖14)。
圖14 一體化設(shè)計
圖15 板式構(gòu)件
圖16 異形構(gòu)件
3.1 工廠化生產(chǎn)
構(gòu)件生產(chǎn)主要分為兩類,一類是板式構(gòu)件,包括疊合樓板、墻板、疊合陽臺等(圖15);一類是異形構(gòu)件,包括疊合梁、預(yù)制樓梯等(圖16)。板式構(gòu)件一般采用PC自動化流水線生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,質(zhì)量有保障。以疊合墻板為例,主要流水作業(yè)環(huán)節(jié)為:(1)清掃機(jī)自動清理模臺;(2)劃線機(jī)自動放線,安裝模具;(3)噴涂脫模劑;(4)綁扎鋼筋籠;(5)固定預(yù)埋件,如線盒、套管等;(6)混凝土布料機(jī)自動澆注布料,振動臺振搗;(7)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)(圖17)。
3.2 裝配化施工
本節(jié)主要介紹剪力墻、疊合梁、樓板、預(yù)制樓梯和疊合陽臺的裝配化施工安裝程序(圖18)。
3.2.1 剪力墻施工安裝
剪力墻的施工工序?yàn)椋簻y量放線→檢查調(diào)整下方結(jié)構(gòu)伸出的連接鋼筋位置和長度→清理灌漿縫基礎(chǔ)面→測量放置水平標(biāo)高控制墊塊→分倉與接縫封堵→墻板吊裝就位→安裝固定墻板調(diào)節(jié)支撐→校準(zhǔn)墻板位置和垂直度后支撐固定→灌漿→檢查驗(yàn)收(圖19)。
圖17 疊合墻板流水作業(yè)環(huán)節(jié)
剪力墻的具體施工工序操作流程及規(guī)則包括:
(1)檢查調(diào)整下方結(jié)構(gòu)伸出的連接鋼筋位置和長度:檢查下方結(jié)構(gòu)伸出的連接鋼筋位置是否符合標(biāo)準(zhǔn),鋼筋位置偏移量不得大于±3mm,可用鋼筋位置檢驗(yàn)?zāi)0鍣z測,鋼筋不正可用鋼管套住掰正;鋼筋長度偏差在0~15mm之間;鋼筋表面干凈,無嚴(yán)重銹蝕,無粘貼物。
(2)清理灌漿縫基礎(chǔ)面:墻板水平接縫(灌漿縫)基礎(chǔ)面干凈、無油污等雜物。高溫干燥季節(jié)應(yīng)對墻板與灌漿料接觸的表面做潤濕處理,但不得形成積水。
(3)測量放置水平標(biāo)高控制墊塊:墻板下口預(yù)留20mm左右的空隙,采用專用墊塊調(diào)整墻板的標(biāo)高及找平。在每一塊墻板兩端底部放置專用墊塊,并用水準(zhǔn)儀校準(zhǔn),使其在同一個水平標(biāo)高上。
(4)分倉與接縫封堵:根據(jù)圖紙要求分倉,分倉室兩側(cè)需內(nèi)襯模板(通常使用便于抽出的PVC管),采用攪拌好的封堵料填塞充滿模板,保證與上下墻板表面結(jié)合密實(shí);然后抽出內(nèi)襯。填抹完畢確認(rèn)干硬強(qiáng)度達(dá)到要求(常溫24h,約30MPa)后再灌漿。
(5)墻板吊裝就位:吊裝墻板時,采用兩點(diǎn)起吊,就位應(yīng)垂直平穩(wěn),吊具繩與水平面夾角不宜小于60°,吊鉤應(yīng)采用彈簧防開鉤;起吊時,應(yīng)采用緩沖塊(橡膠墊)來保護(hù)墻板下邊緣角部不受損傷。
圖18 裝配化施工現(xiàn)場
圖19 剪力墻安裝與固定臨時支撐
(6)安裝固定墻板調(diào)節(jié)支撐:每塊墻板通常需要用兩個斜支撐及兩個腳步調(diào)節(jié)支撐來固定,斜支撐上部通過專用螺栓與墻板上部2/3高度處預(yù)埋的連接件連接,斜支撐底部與地面(或樓板)用膨脹螺栓進(jìn)行錨固;支撐與水平樓面的夾角在40°~50°之間。腳步調(diào)節(jié)支撐可通過調(diào)節(jié)螺栓對墻體進(jìn)行水平及豎向位置的微調(diào)。
(7)灌漿:套筒灌漿連接施工包括注漿孔和排漿孔(觀察孔)的清理、墻板底部縫隙封堵、無收縮水泥砂漿制備、流動度檢測、水泥灌漿、灌漿孔封堵及清潔等工序。
3.2.2 疊合梁、樓板施工安裝
疊合梁、樓板的施工工序?yàn)椋函B合樓板支撐體系安裝→疊合主梁吊裝→疊合主梁支撐體系安裝→疊合次梁吊裝→疊合次梁支撐體系安裝→疊合樓板吊裝→疊合樓板、疊合梁吊裝鋪設(shè)完畢后的檢查→附加鋼筋及樓板下層橫向鋼筋安裝→水電管線敷設(shè)、連接→樓板上層鋼筋安裝→墻板上下層連接鋼筋安裝→預(yù)制洞口支?!A(yù)制樓板底部拼縫處理→檢查驗(yàn)收(圖20)。
3.2.3 預(yù)制樓梯施工安裝
預(yù)制樓梯的施工工序?yàn)椋浩鸬酢A(yù)制樓梯安裝→節(jié)點(diǎn)連接→檢查驗(yàn)收(圖21)。
3.2.4 疊合陽臺施工安裝
疊合陽臺的施工工序?yàn)椋喊惭b支撐系統(tǒng)→疊合陽臺吊運(yùn)→疊合陽臺安裝及拼縫處理→水電管線鋪設(shè)及鋼筋綁扎→檢查驗(yàn)收(圖22)。
圖20 疊合梁安裝與疊合樓板就位
圖21 預(yù)制樓梯安裝與節(jié)點(diǎn)連接
圖22 疊合陽臺吊運(yùn)與安裝
建筑工業(yè)化具有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理5大特點(diǎn)。裝配式建筑必須要圍繞這5個方面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展和升級換代,具體表現(xiàn)在:標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計理念和方法的創(chuàng)新;工廠化生產(chǎn)技術(shù)和材料的創(chuàng)新;裝配式施工工藝和工法的創(chuàng)新;一體化裝修產(chǎn)品和集成的創(chuàng)新;信息化管理架構(gòu)和手段的創(chuàng)新。裝配式建筑創(chuàng)新的核心是“集成創(chuàng)新”,BIM信息化創(chuàng)新是“集成創(chuàng)新”的主線。這條主線串聯(lián)起設(shè)計、生產(chǎn)、施工、裝修和管理的全過程,服務(wù)于設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)維、拆除的全生命周期,可以數(shù)字化虛擬、信息化描述各種系統(tǒng)要素,實(shí)現(xiàn)信息化協(xié)同設(shè)計、可視化裝配、工程信息的交互以及節(jié)點(diǎn)連接模擬及檢驗(yàn)等全新運(yùn)用,整合建筑全產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)全過程、全方位的信息化集成。
EPC總承包管理模式與建筑工業(yè)化的結(jié)合具有天然的優(yōu)勢。EPC總承包的管理模式專業(yè)化程度高,可實(shí)現(xiàn)各方有效協(xié)同,提高工程效率及效益。本項(xiàng)目采用EPC模式與信息化技術(shù)結(jié)合的方式,旨在使EPC全產(chǎn)業(yè)鏈、全過程中各個環(huán)節(jié)、各個參與部門的信息交換集成在一個平臺上,通過信息的集成實(shí)現(xiàn)“信息化紅利”。該平臺主要的設(shè)計、生產(chǎn)、施工、管理信息的建立和交換在固定端實(shí)現(xiàn),實(shí)時移動協(xié)同信息通過云平臺實(shí)現(xiàn),最主要的載體為輕量化信息模型及自動關(guān)聯(lián)性的信息數(shù)據(jù)表單,各功能可根據(jù)項(xiàng)目的需求不斷進(jìn)行修正深化(圖23、24)。
4.1 設(shè)計階段
在裝配式建筑設(shè)計前期,需要考慮預(yù)制構(gòu)件的加工生產(chǎn)和現(xiàn)場施工裝配的問題,做好預(yù)制構(gòu)件的拆分設(shè)計。傳統(tǒng)方式下大多數(shù)情況都是在施工圖完成以后再由構(gòu)件廠進(jìn)行“構(gòu)件拆分”,本項(xiàng)目在前期策劃階段就專業(yè)介入,確定好裝配式建筑的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化目標(biāo),在方案設(shè)計階段,根據(jù)既定目標(biāo)和構(gòu)件拆分原則進(jìn)行方案設(shè)計及創(chuàng)作,從而避免由于方案性的不合理造成后期技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的不合理,以及因前后脫節(jié)導(dǎo)致的設(shè)計失誤。
圖23 基礎(chǔ)平臺建設(shè)
圖24 信息化平臺架構(gòu)平臺建設(shè)
圖25 1號樓標(biāo)準(zhǔn)層BIM模型
圖26 預(yù)制構(gòu)件模型
BIM平臺有助于建立上述工作機(jī)制,經(jīng)過單個外墻構(gòu)件幾何屬性的可視化分析,可以優(yōu)化預(yù)制外墻板的類型、數(shù)量,從而減少預(yù)制構(gòu)件的類型和數(shù)量。設(shè)計階段建立了各專業(yè)的設(shè)計BIM模型(圖25),可真實(shí)反映建筑構(gòu)件及參數(shù)信息等屬性,預(yù)先確定工業(yè)化的技術(shù)體系和構(gòu)件拆分方式,從而確定設(shè)計創(chuàng)作方案,避免后期的反復(fù)修改,提高效率。同時,在設(shè)計過程中可以及時發(fā)現(xiàn)問題,便于甲方及時決策,避免再次修改。
本項(xiàng)目建立了模塊化的預(yù)制構(gòu)件庫,并從中提取各類構(gòu)件,將不同類型的構(gòu)件進(jìn)行組裝,從而完成整體建筑模型的建立(圖26)。項(xiàng)目級構(gòu)件庫的構(gòu)件種類會在不同項(xiàng)目的設(shè)計過程中不斷擴(kuò)充和完善。
圖27 專業(yè)間協(xié)同設(shè)計
BIM模型以三維信息模型為集成平臺,各專業(yè)可以基于同一模型進(jìn)行工作,在技術(shù)層面上適合各專業(yè)的協(xié)同工作(圖27)。BIM模型還包含了建筑的材料信息、工藝設(shè)備信息、成本信息等,通過對這些信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,可以使各專業(yè)的協(xié)同達(dá)到更高層次,大大提高設(shè)計精度和效率。
在裝配式建筑項(xiàng)目中,裝修設(shè)計工作應(yīng)與建筑設(shè)計同期展開。將居室空間分解為若干功能區(qū)域,每個區(qū)域視為一個相對獨(dú)立的功能模塊,如廚房模塊、衛(wèi)生間模塊,由裝修方設(shè)計數(shù)套模塊化的布局方案,建筑設(shè)計時可直接套用。在模塊化設(shè)計時,裝修方需綜合考慮部品的尺寸關(guān)系,采用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)對空間及部品進(jìn)行設(shè)計,以便于部品的工廠化生產(chǎn)。在裝配方案設(shè)計時,裝修方需按照工廠下單圖紙的精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計,避免現(xiàn)場加工的尺寸誤差,提高現(xiàn)場裝配效率及部品的精確程度(圖28)。
4.2 生產(chǎn)階段
構(gòu)件加工圖可在BIM信息平臺上直接完成并生成模型,通過BIM模型對建筑構(gòu)件進(jìn)行信息化表達(dá),不僅能清楚地表達(dá)出傳統(tǒng)圖紙所能展示的二維關(guān)系,對于復(fù)雜空間的剖面關(guān)系也可以清楚地表達(dá)出來,同時還能將離散的二維圖紙信息集中到一個模型中(圖29),從而更加緊密地實(shí)現(xiàn)與預(yù)制工廠的協(xié)同和對接。
BIM建模是對建筑的真實(shí)反映,在生產(chǎn)加工過程中,BIM信息化技術(shù)可以直觀地表達(dá)出配筋的空間關(guān)系和各種參數(shù)情況,自動生成構(gòu)件下料單、派工單、模具規(guī)格參數(shù)等生產(chǎn)表單,形成BIM生產(chǎn)模擬動畫、流程圖、說明圖等輔助培訓(xùn)的材料,并且通過可視化的直觀表達(dá)可幫助工人很好地理解設(shè)計意圖,有助于提高工人生產(chǎn)的準(zhǔn)確性和質(zhì)量效率(圖30)。
構(gòu)件生產(chǎn)廠家可以直接提取BIM信息平臺中各個構(gòu)件的相關(guān)參數(shù),據(jù)此確定構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、數(shù)量等信息,以及生產(chǎn)流程和做法。同時,生產(chǎn)廠家也可以對設(shè)計單位發(fā)來的構(gòu)件信息進(jìn)行復(fù)核,并且可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,向設(shè)計單位進(jìn)行信息反饋,實(shí)現(xiàn)設(shè)計和生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息的雙向流動,提高構(gòu)件生產(chǎn)的信息化程度(圖31)。
4.3 施工階段
在制定施工組織方案時,將本項(xiàng)目計劃的施工進(jìn)度、人員安排等信息輸入BIM信息平臺中,軟件可以根據(jù)錄入的信息進(jìn)行施工模擬,還可實(shí)現(xiàn)不同施工組織方案的仿真模擬,施工方可以依據(jù)模擬結(jié)果選取最有效的施工組織方案(圖32、33)。
圖28 精裝BIM模型
圖29 預(yù)制構(gòu)件BIM信息
圖30 預(yù)制構(gòu)件信息數(shù)據(jù)交換
圖31 預(yù)制構(gòu)件全過程管理信息
圖32 施工場地布置
圖33 爬架模擬
利用BIM提供的各類專業(yè)管線與主體結(jié)構(gòu)部件、不同專業(yè)管線之間的設(shè)計檢查(圖34),可以對管線和主體結(jié)構(gòu)的碰撞以及不同專業(yè)管線之間是否存在碰撞進(jìn)行檢查,同時根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,對設(shè)計成果進(jìn)行檢查,避免后期返工。預(yù)制構(gòu)件通過BIM模型模擬吊裝(圖35),根據(jù)構(gòu)件尺寸選擇吊具,確定構(gòu)件的吊裝方式,同時根據(jù)施工組織計劃綜合確定構(gòu)件吊裝方案,并將計劃吊裝方案與現(xiàn)場實(shí)際吊裝方案進(jìn)行對比,適時調(diào)整施工計劃。通過自主開發(fā)的定位工具精確匹配構(gòu)件安裝定位(圖36),可提高安裝的精確度,最重要的是安裝工人不用再俯身查看鋼筋與套筒的對位關(guān)系,提高了安全生產(chǎn)水平。
將整體的施工進(jìn)度計劃輸入BIM平臺,空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中,從而直觀、精確地反映整個建筑的施工過程(圖37),可預(yù)知項(xiàng)目主要的施工控制方法是否合理、施工安排是否均衡、總體計劃是否合理、場地布置是否合理、工序是否正確,并可隨時進(jìn)行優(yōu)化。通過建造過程模擬,安裝和施工管理人員都可以非常清晰地理解裝配式建筑的組裝構(gòu)成,避免二維圖紙造成的理解偏差,保證項(xiàng)目如期進(jìn)行。
4.4 管理使用階段
本項(xiàng)目建立了全程追溯體系管理系統(tǒng),項(xiàng)目驗(yàn)收投入使用后,也可以隨時查看建筑中所有建筑構(gòu)件及建筑部品的相關(guān)信息。該系統(tǒng)可視為項(xiàng)目的“電子說明書”,便于用戶和物業(yè)管理者清晰直觀地獲取建筑的信息,對建筑進(jìn)行維護(hù)管理。
圖34 機(jī)電管線綜合
圖35 預(yù)制構(gòu)件吊裝模擬
圖36 預(yù)制構(gòu)件定位監(jiān)控
圖37 施工過程模擬
深圳裕璟幸福家園項(xiàng)目采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系,預(yù)制率和裝配率較高,標(biāo)準(zhǔn)層戶型單一,標(biāo)準(zhǔn)化程度高,外墻節(jié)點(diǎn)做法充分結(jié)合深圳夏熱冬暖的氣候特點(diǎn),具有一定的創(chuàng)新性。工程采用EPC總承包管理模式和工業(yè)化建造方式,從建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電及室內(nèi)裝修各個階段,實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化和系統(tǒng)化管理與實(shí)施,并將BIM等信息化技術(shù)貫穿整個項(xiàng)目建設(shè)始終,進(jìn)一步保障了工程質(zhì)量和進(jìn)度。
2017-02-17
AN ANALYSIS OF PREFABRICATED HIGHRISE RESIDENTIAL BUILDING WITH SHEAR WALL STRUCTURE: YUJING XINGFU HOME DISTRICT, SHENZHEN
Abstract:Taking the Yujing Xingfu Home District as an example, this paper analyses the standardized design, factory production, assembly construction in details. The author explores the typical application of BIM technology at design, production and construction levels in assembly building fields. Furthermore, the details of wall waterproofing suitable for the hot summer and warm winter areas in the south has been proposed innovatively.
Key Words:Shenzhen, Prefabricated, High-Rise Building with Shear Wall, Residential Building, BIM
基金項(xiàng)目:
作者簡介:
收稿日期:
“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃課題“研究裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系設(shè)計技術(shù)”(2016YFC0701502)。
張仲華,高級工程師,中建科技有限公司副總經(jīng)理
蔣杰,工程師,中建建筑工業(yè)化設(shè)計研究院深圳分院副院長