BIM技术在大体积筏板混凝土浇筑施工中的应用

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黄开展

山东枣建建设集团有限公司第一建设公司 山东 济南250000

摘要

改革后,我国的科学技术不断进步,并被广泛应用。目前,在建筑现代化背景下,施工技术不断更新与发展,传统的施工技术已不能满足现代施工项目的需要。因此,有必要对以往的施工管理方法进行改进,以提高施工管理效率。为寻求更有效的施工管理方法,文章依据某公共建筑项目,将BIM技术应用于筏板混凝土浇筑施工中,对施工过程进行模拟,帮助施工人员优化施工方案、详细掌握施工进度、统计工程量和材料,深入探究BIM技术在筏板基础大体积混凝土浇筑施工中的成功应用。


关键词

BIM技术;筏板;混凝土;施工

正文


引言

体积混凝土浇筑施工一直以来都是工程项目施工的难点之一.为保证施工质量,不仅需要良好的施工工艺,还要制定缜密的施工进度计划,以确保在合理的时间内完成预定的混凝土浇筑量.在传统的大体积混凝土浇筑施工过程中,受管理人员工程经验的影响,对混凝土浇筑进度的把控可能会有所偏差,从而影响施工质量.运用BIM技术对工程项目进行进度管理,能很好地避免此类问题对施工进度造成的影响。

1大体积混凝土施工的特点

在建筑工程中的混凝土是由胶凝材料和集料组成的复合型工程材料。其中所用的胶凝材料通常是水泥,集料通常用砂石,上述两种材料与一定比例的水混合搅拌可制成工程所用的混凝土。大体积的混凝土施工,由于混凝土体积庞大且数量较多,因此要求大体积混凝土施工就地完成搅拌、浇筑、定型以及后期养护,这其中的每一步都是不可或缺的。在大体积混凝土施工过程当中,工作人员应该根据大体积混凝土的施工特点,制定相应的施工计划,并且能够把握好施工技术及工艺。在大体积混凝土的浇筑过程中,务必强调充分的振捣作业,最大限度保证混凝土整体的结构强度。

2 BIM技术

BIM(建筑信息模型,BuildingInformationModeling)技术是以信息为基础,在3D模型中输入、整合项目的各种施工信息,通过施工模型模拟项目施工过程,便于施工管理人员合理决策,整体控制施工进度和质量。BIM技术是从2005年开始被国内建筑业逐渐了解,目前,BIM技术已被广泛应用。例如,在建设上海中心大厦时就应用了BIM技术,这也是我国早期的一个BIM技术实际应用案例,该项目的成功为建筑业应用BIM技术提供了丰富的实践经验,对建筑行业的发展起到了积极的作用。近年来,国家也颁布了许多BIM技术相关政策,有国家政策的扶持,国内BIM技术应用研究的热情高涨。随着BIM技术的发展,国内建筑行业在BIM技术上的实践经验也越来越丰富,BIM技术逐步成熟,软件应用更方便、更快捷,给使用者带来了便利。实践表明,BIM技术的应用对提高施工效率、降低风险、减少损耗具有重大意义。因此,在大型建筑项目建设中,采用先进的BIM技术能有效提高施工水平和质量,建筑业应重视BIM技术的应用。

3 BIM技术在项目中的具体应用

3.1施工方案的优化

施工方案对工程施工具有指导性作用.传统的施工方案编制过程中,项目各参与方之间的交流都是基于纸介质,随着项目规模的增大,所用的纸质文档及图纸也越多.这样一来,对施工方案进行论证、优化时,各方需花费大量精力阅读纸质文档,也无法直观地看出问题所在,效率低下.运用BIM技术能有效地提高项目各参与方的沟通效率,可直观分析施工过程中存在的问题,为项目各参与方提供了极大便利。本工程的筏板基础施工具有结构整体性要求高、混凝土体量大、结构体积大等特点.完备的施工方案是对筏板基础施工质量的有力保障.项目部在优化施工方案的过程中,先使用预先建立好的施工现场场地布置BIM模型向各方动态展示施工场地情况,随后将拟定的施工方案采用BIM技术进行施工过程的动态模拟,以此检验在各区域浇筑混凝土时人员、机械安排以及各测温点布置的合理性.通过施工模拟可以发现施工过程中可能存在的问题,帮助施工决策人员对可能存在的问题做出有效的预防和解决方案。在使用BIM技术对施工方案进行优化时,首先,需要BIM团队根据施工图,运用Revit软件建立BIM模型;其次,BIM技术人员依照拟定的施工方案,将Revit建立的模型导入NavisworksManage软件中进行施工模拟;接着,施工决策人员根据施工模拟结果进行分析总结,对存在问题进行解决;最后,将优化后的施工方案再通过BIM技术进行施工模拟,直至完成施工方案的优化。施工方案优化过程如图1所示。

 

1施工方案优化流程图

本项目施工方案编制过程中,由于筏板占地面积和混凝土浇筑体量大,施工方案编制人员根据设计图纸在结构伸缩后浇带、筏板厚度变化边界部位划分混凝土浇筑分区,提出了将筏板混凝土浇筑分为五区域和八区域两种施工方案.通过BIM技术进行施工模拟后,结合现场人员、设备、场地等具体情况得出以下结果:在分五区域施工时各区域间浇筑量相差较大,人员、机械安排不够均衡没有足够的弹性;分八区域施工各施工区域浇筑量比较均衡,能更合理地安排施工,可灵活处置现场突发情况.所以项目部最终决定采用分八区域浇筑的方案,由A区到H区依次施工,筏板具体分区如图2所示。

 

2筏板分区图

3.2施工进度控制

以往的施工进度管理方法主要是:管理人员编制项目进度计划案,向现场施工人员下达进度计划,根据进度计划实时记录施工进度,并将进度记录实时上报施工决策人员。尽管以往的施工进度管理形式也能有效把握施工进度情况,但对于施工决策人员,收到进度记录存在滞后现象。另外,由于个人的主观性,在调整施工人员、材料、机械等方面,容易受到人为因素的影响,导致决策方案不合理,进而影响施工进度。采用BIM技术模拟施工的优点是:BIM技术具有可视化、可模拟性,可以用不同颜色标注筏板基础各个施工阶段,展现不同形态的施工进度,减少传统施工管理中人为因素的消极影响。将BIM技术与施工进度管理相结合,可以在施工前先在NavisworksManage软件中导入建立好的施工模型,然后以施工进度计划案为基础,分解各关键节点,在软件中输入各施工阶段名称、施工起止时间等关键信息。施工开始后,在软件中实时更新现场施工情况和进度,使施工进度直观化,便于施工决策人员及时、详细地掌握整体施工进度,并可及时对现场施工计划外偏差采取项目调整和弥补措施,保证施工按计划顺利实施。目前,BIM技术已广泛应用于工程项目中的施工进度管理,从而提高项目的经济效益。与其他上部结构施工进度控制不同的是,筏板基础由于需要不间断施工,因此,要严格管理、控制进度时间。筏板混凝土浇筑施工前,需铺设基础垫层、钢筋绑扎、支模等施工工序,各道工序要紧密联系、相互配合,确保每道工序顺利完成。大体积混凝土浇筑施工不能间断进行,分层浇筑时不能忽略混凝土的初凝时间,要严格控制每层浇筑的间隔时间。另外,浇筑速度不可忽视,浇筑速度过慢会造成浇筑工期延长,速度过快会引起混凝土振捣不到位。如果因浇筑施工而造成进度滞后或项目施工中断,将严重影响施工质量。因此,严格控制施工进度十分必要。在筏板浇筑施工前,用NavisworksManage软件输入各段的施工过程,根据施工计划精确每段施工过程的进度,以分钟为单位计时,以精确管理浇筑过程进度。筏板浇筑过程中,可能会出现泵送机械损坏,施工机械需要整修或更换,将影响正常的施工进度。对于此类施工时的突发情况,必须上报BIM技术人员,根据施工进度计划,对现场实际施工进行调整,加快后续施工进度,从而减少突发情况对施工总进度的影响。利用BIM技术对施工进度进行实时管理和控制,有利于筏板浇筑施工计划按时完成。

3.3通过温度控制法防治混凝土裂缝

在建筑工程中,工作人员之所以要对大体积混凝土的浇筑温度进行严格的控制,是因为浇筑温度对于大体积混凝土的质量具有直接的影响。大体积混凝土浇筑过程中出现裂缝是十分常见的,因此,对于混凝土浇筑段的裂缝的防治也是混凝土施工行业最重要的研究方向之一。混凝土浇筑段的裂缝产生原因主要是混凝土表层的干燥以及混凝土内部降温收缩。通过对混凝土浇筑断裂缝产生原因的科学分析可以知道,如果能对混凝土浇筑作业整体温度进行有效地调控,就可以规避在大体积混凝土浇筑施工之后所产生的混凝土浇筑段裂缝问题。一般情况下,在浇筑过程完成后,混凝土会因为水化热作用使得温度升高,而如果不加以调整,在一定时间过后,温度下降,而后就会造成混凝土浇筑段的降温收缩和变形现象。假设浇筑的温度过高,施工人员也未能及时对大体积混凝土浇筑段进行降温处理,水泥的水化反应就会愈发严重。在这种情况下,大体积混凝土内部的温度就会突发性大幅度提升,进而导致裂缝的生成。所以在混凝土浇筑过程完成后,需要运用某些手段对混凝土浇筑段进行人为干预降温,包括控制混凝土的入模温度、使用冷却管通水,或是利用冷却水、骨料等途径使得大体积混凝土出机口的温度在短时间内大幅度下降,或者使用预冷石子等相应的降温材料达到同样的效果,从而使得混凝土浇筑段在合理的温度环境中实现定型,进而有效避免混凝土浇筑段的裂缝问题。

结语

大体积混凝土浇筑施工在项目施工中占有重要地位,也是施工的难点。在实际施工时,如果只有优良的施工工艺,没有制定合理、详细的施工进度计划,就不能保证施工质量,甚至不能按时完工。以往的大体积混凝土浇筑施工受人为因素的影响,很难在混凝土浇筑过程中严格控制施工进度,BIM技术与项目进度管理相结合,可较好地减少人为因素,加快施工进度。调查结果显示,BIM技术应用于大面积筏板混凝土浇筑,可提高施工管理效率、保证项目实施顺利,同时,也为国内大体积混凝土浇筑施工管理提供了实践经验。

参考文献

[1]傅峰,王威.建筑工程筏板基础大体积混凝土施工管理研究[J].越野世界,2020,15(8):52+54.

[2]彭武.上海中心大厦的数字化设计与施工[J].时代建筑,2012(5):82-89.

 

 


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