BIM技术在智能化砌体工程中的应用研究

BIM技术在智能化砌体工程中的应用研究 乔业成，冯振 （威海建设集团股份有限公司，威海 264200） [摘要]通过BIM技术在砌体工程中排砖的应用，解决了传统砌筑排砖中运用CAD软件排砖时间长，施工过程材料浪费，材料二次搬运费时费力等问题，实现了砌体施工精细化管理，动态化统计材料用量，优化材料配给与加工，提高材料利用率，满足绿色施工“四节一环保”中节能、节材的要求，推进BIM技术在施工阶段深化应用和研究。 [关键词]BIM技术；砌体工程；排砖；工程量统计；深化设计 0 引言 在传统的砌体施工过程中，选用传统CAD绘制排砖图难度大，排一面墙大约需要45min左右，一个工程通常一层到五层有几百面墙，所以排完需要十多天时间，技术人员没有足够的时间进行CAD排砖。砌体砌筑过程中，施工人员随意切割整砖，造成了不必要的浪费。运用BIM技术进行参数化自动排砖，快速准确，通常每栋楼需要一天就可以排完，而且可以实现材料用量、砌块加工尺寸及数量的精确化统计，优化配置，减少二次搬运，降低损耗，提高效益。 1 工程概况 威海一中新校区1#综合楼，位于山东省威海东部滨海新城，总建筑面积19777.08m2，建筑高度22.8m，地上五层，局部地下一层，结构类型为框架结构。本工程是威海市第一个从设计、施工、运维方面综合应用BIM技术的项目，也是山东省首批BIM技术应用试点示范项目。 本工程作为威海市BIM应用试点示范工程，必须全面运用BIM技术，而砌体工程作为工程中重要的部分，通过BIM技术的深入运用，实现砌体精细化施工势在必行。 2 砌体工程中BIM技术应用过程 2.1 BIM技术应用的原因 本工程砌体采用蒸压加气混凝土砌块，砌筑量大，砌筑形式多变，墙体留洞数量较多、尺寸多、标高多，运用传统的施工方式与现场管理条件难以实现精细化，导致施工现场对原材料切割的随意性较大，较普遍的存在着严重浪费、损耗的现象。运用BIM模型对砌块进行排布并精确计算各部位砌块用量，限额购料、确保砌块点对点运输、减少砌块浪费及建筑垃圾。 2.2 BIM技术深化设计流程 本工程作为BIM技术应用试点示范项目，结构、建筑、机电等BIM模型均由设计单位提供。设计单位提供的BIM模型中只有墙体整体模型，没有砌体砖、灰缝、构造柱、圈梁、过梁等具体位置。在设计单位提供的BIM模型的基础上，按照国家标准、规范要求，对BIM模型进行细化、补充、完善。深化设计后的BIM模型能够指导现场砌体施工。 图3 BIM砌体工程深化设计流程 图1 威海一中新校区1#综合楼效果图 图 2 威海一中新校区1#综合楼BIM模型 2.3 各相关专业系统碰撞检查确定预留洞口 首先各专业自行进行设计优化，如机电管线进行综合排布、碰撞检查，解决专业内的冲突问题，然后将各自优化好的机电模型和建筑模型再进行进行碰撞检查，确定砌体墙体需要预留洞口的位置、尺寸。传统施工方式，施工人员按照CAD建筑图纸砌体墙标注的洞口尺寸和位置进行砌筑、留洞，后期进行管道、桥架施工时，因为各种管线碰撞，需要修改高度、位置，需要对已砌筑墙体进行部分拆除，严重影响砌体墙的安全和质量，同时拆除墙153

体产生的垃圾也造成了材料浪费和环境污染，不符合“四节一环保”的要求。通过BIM模型优化，确定留洞的位置准确，并检测砌体与管道的碰撞，解决了后期管线安装时二次开洞破坏墙体的问题。 图4 机电管线本专业自行碰撞检查 运用BIM技术，通过设置构造柱、过梁和砌块参数，对需要排砖的墙体进行布置，完成砌体排布。然后对已经排布好的墙体，进行检查。三维的砌体模型，直观展示了砌体及构造柱的位置尺寸。 2.6 材料用量，精细化管理，降低损耗 根据优化后的模型生成材料明细表，材料明细表包含各种材料的型号、数量、长度等信息，为后期施工提供材料进场依据。并且可以准确的分时段、分楼栋、分层、分施工段统生成材料明细表，现场施工人员按照材料明细表对砌块集中进行切割，既提高了切割的效率和精准度，又杜绝了现场施工砌块切割随意的现象，减少材料的损耗和浪费，最大化的利用了资源实现了施工过程精细化管理。 图5 砌体与机电碰撞检查确定墙体留洞 2.4 建立构造柱、砌体墙模型 根据图纸和规范要求，建立Revit砌体墙族和构造柱族。由于墙体厚度不同，会出现多种截面尺寸的构造柱，而且构造柱按照十字形墙体、转角墙体、J字墙体、端部墙体等部位，分为多种构造柱族形式。通过建好构造柱族及族参数的设置，通过调整参数完成构造柱深化，大大减少了工作量。设置标准砌块、非标准砌块等参数，依据砌体砌筑的规范要求，建立砌体墙族文件及设置族参数，通过参数调整布置墙体。 图7 材料明细表 2.7 三维技术交底及导出施工图纸。 在砌体施工之前，通过BIM技术进行施工过程的三维展示，有利于提前发现施工过程中的难点，辅助方案交底，形象生动，保证了施工质量。对深化的砌体模型进行排砖图导出，现场施工人员按照排砖图施工，保质、保量的完成施工任务。项目部的验收管理人员，依据排砖图对现场砌体进行验收。 图6 构造柱马牙槎族 图8 排砖图 2.5 智能化布置排砖 154

图9 验收人员对砌体墙进行验收 3 BIM技术的效益分析 BIM技术的运用极大地改善了企业的管理模式，推动企业向标准化、集成化发展，同时提高了生产效益，降低了成本，节约了工期。针对本项目砌体工程中BIM应用产生的效益，分别从技术、生产、和成本三方面分析。 3.1 技术方面 施工过程中，运用BIM技术建立三维模型，对施工过程中的技术质量问题进行可视化管理。虚拟三维砌体样板比实体样板减少了投入和后期的处理。砌体排布阶段，运用BIM技术突破了传统CAD二维的局限性，排砖更加直观、准确。而且大大缩短了排砖所需的时间。运用BIM技术实现了精细化管理，施工质量得到保证。 3.2 生产方面 通过运用BIM技术，精准提供砌体需求量，实现物资材料的准确投放，减少了二次搬运，提高了工作效率。砌体排砖过程中，通过预先的各专业的碰撞检查，提前优化，避免了不同专业的施工冲突与二次开洞的现象，节约了工期。 3.3 成本方面 砌体工程中运用BIM技术，减少了砌体的材料损耗，节约了材料成本。材料的准确投放，减少了二次搬运，节约了人工成本。运用BIM技术避免了砌体墙体二次开洞，减少了材料的浪费和垃圾的清理，节约了成本。 4 结论 BIM技术在智能化砌体工程中的应用，改变了传统的砌体施工方式，减少了材料浪费，提升了工程质量，缩短了工期，增加了经济效益，实现了砌体精细化施工。通过BIM技术的应用，材料用量得到控制，周转更加灵活，成本的投入减少。同时BIM技术在智能化砌体工程中的应用研究也为BIM技术的应用推广提供了可靠的实验数据。 参考文献 [1]BIM技术在砌体工程排砖深化设计中的应用，孙佳星、唐毅，2017.12 [2] 利用BIM技术进行二次结构深化王志珑，彭飞，梅晓丽，高峰，2016.10 [3]《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203-2011 __________________________________ 作者简介：乔业成，助理工程师。1126094180@qq.com155