基于BIM的住宅樓預制裝配式凸窗施工技術研究

宿 靈

（中建四局第一建筑工程有限公司珠海分公司，廣東 珠海 519000）

本技術依托保利碧桂園海棠花園項目，總建筑面積155 104.21 m2。地下室1層，地上最高有32層，結構形式為剪力墻結構、地下室為框架剪力墻結構。其中陽臺、凸窗、樓梯、內隔墻為預制構件，預制率20%，裝配率46%。

1 技術特點

（1）運用BIM技術構建凸窗生產安裝模塊化、模數化、三維可視化，引導裝配式建筑施工；（2）相鄰凸窗采用多聯預制凸窗生產和安裝技術，節約建筑材料及勞動力，綠色環保；（3）采用連窗框凸窗構件一次生產成型技術，節約工期、成本；（4）采用該技術比傳統的工藝簡單節約成本、凸窗成型質量好，經濟和社會效益顯著。

2 工藝原理

使用BIM技術與預制裝配式生產、施工結合的方法，采用了連窗框凸窗構件，通過工廠進行建筑構件工廠化地制作，實現了住宅樓預制裝配式凸窗的施工。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

深化設計→BIM技術全程模擬→工廠化生產→預制構件出廠及運輸至施工現場→安裝前驗收→定位放線→螺栓調平→粘貼泡沫膠→預制凸窗吊裝→斜撐、角碼安裝→調平校正→固定件預埋→混凝土澆筑前驗收→砼澆筑→塞縫、打膠。

3.2 操作要點

3.2.1 深化設計

根據設計單位提供的設計圖紙，預制凸窗從頂部主體結構現澆梁的外側懸掛，錨固在結構兩側的窗邊剪力墻上，并與底部現澆梁或反坎連接。結合BIM技術和施工經驗，對相關部位進行了加固，在計算結構主體時考慮樓板和外墻板對梁剛度和主體剛度的影響。

3.2.2 BIM技術全程模擬

BIM技術串聯設計、生產、施工全過程的生命周期，可數字化仿真模擬，信息化描述系統要素，實現信息化協同設計、可視化裝配，工程量信息交互和節點連接模擬及檢驗等全新應用，整合建筑全產業鏈，實現全過程、全方位信息化集成。

3.2.3 工廠化生產

根據深化設計的圖紙，首批預制構件澆筑前，建設單位組織設計、監理、施工、構件生產單位等參建各方到場進行聯合隱蔽驗收，驗收合格后方可進行澆筑。

3.2.4 預制凸窗出廠及運輸至施工現場

（1）預制凸窗拆模后驗收。對每一件構件成品出廠前，必須進行外觀檢查。目測構件的混凝土是否振搗密實，有無露筋和影響結構使用性能的蜂窩、空洞和裂縫等，如有缺陷部位，應按照預制構件修補方案進行修補，修補完成后由質量檢驗部門檢查是否合格。

（2）預制凸窗起吊。①預制構件的混凝土達到規范強度后，方可對預制構件進行起吊，防止因吊裝造成對預制構件的破壞。②合理設定預制構件吊點位置。吊點可設預埋吊鉤（環）或可拆卸的埋置式接駁器，應確保產品所有預埋件定位裝置、拉桿及螺栓等物料全部拆卸完畢后才可進行產品起吊程序。③起吊時必須保證吊鏈與產品重心呈垂直狀態，并使產品平行脫離模具，且吊車起吊速度應均勻緩慢，以免產品拉裂、扭曲等。

（3）預制凸窗運輸。運輸前，需對預制構件廠應組織司機、安全員等相關人員對運輸道路的情況進行查勘（包括沿途上空有無障礙物，公路橋的允許負荷量，過的涵洞凈空尺寸等），規劃好最優運輸路線。

裝車運輸時應滿足下列要求：裝卸構件時應考慮車體平衡；運輸時應采取綁扎固定措施，防止構件移動或傾倒；運輸豎向薄壁構件時應根據需要設置臨時支架；對構件邊角部或鏈索接觸處的混凝土，宜采用墊襯加以保護。搬運托架、車廂板和預制構件間應放入柔性材料，構件應用鋼絲繩或者夾具與托架綁扎，構件邊角或者鎖鏈接觸部位的混凝土應采用柔性墊襯材料保護。

3.2.5 安裝前驗收

預制凸窗運輸至現場或吊裝前需對預制凸窗進行驗收。用目測法，觀察構件外觀是否因運輸而導致破損。

3.2.6 放樣定位

裝配式混凝土結構預制構件吊裝的精度控制重點在于施工測量的精度控制，測量放線的準確性是保證現場施工質量的基礎，放線遵循先整體后局部的程序，首先根據樓層預留的放線孔，使用全站儀、鉛錘儀、50 m鋼卷尺引測主控線，復核后再進行凸窗放樣，并在硬地面上彈出墨線作為標記。

3.2.7 螺栓調平

預制凸窗采用三個方向的調節設備和相應的預埋件組合而成，調節設備包括標高及水平度調平螺栓、垂直度調節斜拉桿及進出位“一字碼”調節器組成，每個調節器預埋2個，呈對稱設置。凸窗側板頂部設置一組調平螺栓，通過松緊該螺栓，可精確調整凸窗的安裝標高，同時通過兩個螺栓的反向調節，可調整凸窗的安裝水平度。監測方法為采用全站儀和卡尺對調平螺栓進行調平校正，擰動調節螺栓來調節構件的標高，確保凸窗標高在同一水平面。

3.2.8 粘貼泡沫膠

在預制凸窗與現澆剪力墻鋁模板拼縫部位，沿拼縫部位粘貼一圈雙面膠進行封閉，目測檢查是否貼牢、密實，預防混凝土振搗時漏漿。

3.2.9 預制凸窗吊裝

吊裝前由專人核對構件型號、尺寸，用自制鋼筋定位控制鋼板對鋼筋的垂直度、定位及高度進行復核，對不符合要求的鋼筋進行矯正，確保上層預制凸窗內的套筒與下一層的預留插筋能夠順利對孔。

檢查預制凸窗的質量是否正確后，將有專人負責吊鉤。當吊鉤人員撤離到安全區域時，以下指揮人員將確認組件周圍的安全狀況，并在確認無誤后嘗試將其提起。命令將其緩慢提升，提升動作應該平穩。當板的下端離地面500 mm時，將在原位暫停片刻，然后在觀察并確認沒有問題后繼續提升并移動到安裝現場。

吊裝時，樓下應設置一個掛鉤和指揮人員，樓層上應配備并固定五名人員。凸窗下降到離地面1m后，根據預先定位的導向架和控制線進行微調，微調后減慢下降速度。著陸由兩名專業操作人員指導，一名工人利用鏡子觀察連接鋼筋是否對孔。工作面上吊裝人員提前放出構件就位線和標高控制線及調整好預埋插筋位置，放置墊片并復核標高。擰入M16螺栓，在凸窗下端通長放置PE棒，用水泥釘固定在地面上。

3.2.1 0 斜撐、角碼安裝

預制凸窗安裝就位后，及時安裝斜支撐，利用斜支撐固定并調整預制凸窗，確保凸窗安裝垂直度。復核凸窗定位及標高無誤后，由專人負責摘鉤，斜支撐最終固定前，不得摘除吊鉤。七字碼設置于預制凸窗底部，主要用于加強預制凸窗與主體結構的連接，確保灌漿和暗柱砼澆筑時，凸窗不產生位移。

3.2.1 1 調平、校正

使用靠尺檢測構件垂直度，同時旋轉撐桿兩端設有的可調螺紋裝置，對預制構件頂部形成推拉作用，起到對板塊垂直度的調節作用。在預制凸窗校正過程中，斜撐桿以一根調整垂直度為準，待校正完畢后再緊固另一根，不可兩根均在緊固狀態下進行調整。同時通過預制凸窗外側設置一組“一字碼”，“一字碼”頂部設置有調節螺絲，通過該螺栓可進行平整度調節。兩者結合對預制凸窗的平整度、垂直度進行微調校正，然后繼續下一構件安裝，BIM技術模擬微調凸窗垂直度如圖1所示。

圖1 BIM技術模擬微調凸窗垂直度

3.2.1 2 固定件預埋

構件垂直度調節采用可調節斜撐桿，每一塊預制構件左右兩端各設置1根斜撐桿，撐桿端部與結構樓板埋件和構件上的埋件牢固連接?；炷翝仓?，按照凸窗斜撐的定位點在樓面板上提前預埋固定凸窗斜撐的預埋件。

3.2.1 3 混凝土澆筑前驗收

混凝土澆筑前應對模具、支架、鋼筋和埋件等做檢查，樓板鋼筋綁扎完成并經驗收合格后，再次復核凸窗預埋件埋設是否準確，并填寫隱蔽工程驗收單。

3.2.1 4 砼澆筑

每道工序驗收完成后，澆注混凝土，并對混凝土的坍落度進行檢測。不合格的混凝土將不被澆注。當混凝土振動時，混凝土將停止下沉，不再冒出氣泡，表面將是平坦的白色。澆筑完成后，混凝土應進行養護。

3.2.1 5 塞縫、打膠

在堵塞凸窗之前，應清理混凝土表面，PE棒應安裝到位，并在膠合界面兩側用膠帶覆蓋，以確保密封的工作線整潔、完美。在結皮密封劑表面之前，用硬塑料條將其制成凸形工具，平滑密封劑表面，并在完成后撕下保護帶。

4 結語

隨著人們生活水平的提高，對建筑安全性、美觀性、智能性的要求上來說，裝配式建筑中預制構件的工業化生產屬性，確保了構件質量的以裝配為主的建造方式，也保證了建筑施工組件的精確度。隨著人們收入水平的提高，對于住房安全性、舒適性、環保性以及智能性的要求漸高，裝配式建筑是未來房地產企業發揮發展的主要方向。

通過對本技術的研究與應用，提高了成品質量，且在安全文明、成本節約、節能環保、工業化建筑等方面有著比傳統住宅的施工方式無可比擬的優勢。同時為裝配式建筑發展提供系統性的施工參考數據。