当前,国内越来越多的施工项目都积极应用BIM技术,尤其是在超大型复杂工程、三边工程、工期紧且成本压力大的现浇钢筋混凝土结构工程中,BIM技术的应用越来越凸显其价值,它能更快消化设计方案,更快发现技术问题,更快理出工程数据,用于生产计划、备料、控制进度等。
但是,BIM技术在预制装配式混凝土结构(PC建筑)中的应用还属尚试验阶段,本文以龙信老年宾馆工程为例,详细介绍PC与BIM的结合。
工程概况
龙信老年宾馆项目位于江苏省海门市南海路与嘉陵江路交汇处(见图1),地理位置优越。主楼4层结构平面以下及裙房1~2层为框架剪力墙现浇结构,主楼4~24层为全预制装配整体式框架剪力墙结构体系,25层及机房层为框架剪力墙现浇结构,房屋总高度为88.6m。总建筑面积约21265.1㎡,其中地上面积18605.6㎡,地下面积2659.5㎡。该项目建成后将成为国内第1个达到建筑高度达到88.6m预制装配式建筑,第1个总体的装配力达到了80%的装配式结构。
图1 老年公寓项目BIM模型
对于4~24层全预制装配整体式框架剪力墙结构部分,柱子从4层开始,梁从5层顶开始,楼板从5层顶开始、楼梯从4层开始、阳台栏板、空调板从4层开始到24为PCa化。剪力墙、现浇框架柱外立面采用混凝土预制挂板作为现浇墙柱外模板,从4~24层实施,柱子和梁的接合部采用在柱头部现浇,梁钢筋锚固采用键槽连接。楼板采用半PCa化的叠合楼板,梁采用半PCa化的叠合梁。
BIM技术在预制装配式混凝土结构施工运用中的必要性
1) 老年公寓PC项目的难点
老年公寓PC项目专业分包多,包括土建、机电安装(含电气、给排水、消防、弱电、暖通)、装饰等专业,各专业工序交替施工,协调难度大,总承包管理范围广而复杂。如何有效推动总承包管理朝着更精细化、信息化的施工主流模式,是本工程的一大难点。
老年公寓PC项目施工协同难度大,是本工程又一大难点。PC项目的施工比常规传统的建筑需协同的专业和环节更多,施工单位应具备较强的图纸深化能力,PC构件工厂的深化设计要考虑的因素是方方面面,不仅要考虑到给排水、电气、消防、弱电、暖通等相关专业的管线综合优化后的正确预埋,而且还要考虑构件施工时为方便施工而预埋的铁件,如吊装预埋件、楼层临边围护用于与钢管立柱焊接的铁板等。连塔式起重机、施工人货梯等的附墙预埋铁件都要考虑到构件图中具体的位置,任何一个环节的出错和遗漏,都会给现场的吊装和施工带来“毁灭性打击”,所以,PC项目的施工需充分协调构件生产环节和施工环节。
2) BIM技术的特点
BIM技术将常规的二维表达转为三维可视模型,各专业的人员可通过清晰的三维模型正确有效地理解设计的意图,协助各方及时、高效决策;采用BIM的项目,各专业间、各工作成员间都在一个三维协同环境中共同工作,深化设计、修改可以实现联动更新,这种无中介及时的沟通方式,很大程度避免因人为沟通不及时而带来的设计错漏;通过BIM可以模拟真实的建造过程和施工场景,并可通过此过程预先发现可能存在的问题,从而确定合理的施工方案来指导施工。
3) BIM技术与老年公寓PC项目施工的互补性
正是因为BIM技术有协调性、可视化、模拟性等特点,为老年公寓项目各专业图纸的整合、构件图的深化、安装管道的综合排布提供有利的技术支撑,通过BIM技术模拟性,我们甚至可以模拟PC构件吊装施工场景,找到可能存在的问题,并对技术方案进行可视化交底。由于BIM技术特点和PC项目特点有良好的互补性,在老年公寓PC项目中应用BIM技术具备先天优势。