BIM技術在裝配式住宅項目施工中的應用實踐分析

林長勝，于丹，張繼魯，劉寧，劉廣蘊，付東偉

（中建二局第四建筑工程有限公司）

1 引言

融創·宜和園項目位于湖北省宜昌市西陵區唐家灣路，總建筑面積27.34萬m2，結構形式有裝配式結構、框剪結構。建筑組成：A1地塊洋房；C1、C2地塊洋房+高層；C3地塊高層（裝配式建筑）。地上住宅29個單元，住宅戶數為1693戶；地下車庫局部二層，項目計劃分四期實施。總投資約13億元，裝配率52%，總工期600日歷天（見圖1）。

圖1 項目照片

施工中主要應用BIM軟件：建模軟件Revit、SketchUp，裝配式插件Beepc、Rlite‐APP，常規插件橄欖山、紅瓦族庫大師，平臺軟件BIM5D、CCBIM、PCMES數字化工廠，視頻制作軟件Lumion、Fuzor、AE、PR。

2 場地規劃

2.1 整體規劃

對項目內環境及周邊環境進行考察，確定不利因素，及時把控；利用BIM技術輔助進行現場場地三維策劃。現場大型機械設備、安全體驗區、質量樣板區、預制構件堆放區、物資倉庫、加工區，臨建辦公區、生活區等合理布置，有效減少二次搬運，提高場地利用率［1］。

2.2 機械設備

利用BIM技術，對塔吊的覆蓋范圍、塔吊防碰撞可視化模擬，驗證可行性。現配有A1地塊3臺施工電梯、4臺塔吊；C1、C2地塊7臺施工電梯、10臺塔吊；C3地塊5臺施工電梯、8臺塔吊。施工電梯型號為SC200，塔 吊 型 號 為：TC6012A、TC7525、TC7030。

根據項目所在區域大型塔吊規格，吊運參數，構件堆場位置等，提前確定最大吊重，拆分PC構件，其中D5#最大構件質量為4.10t，D3#、D6#最大構件質量為4.53t。

根據構件質量及現場情況，三棟裝配一臺TC7525、兩臺TC7030塔吊。

運輸車尺寸約20m×4m，通過液壓升降機，在停車區域原地卸貨。堆場控制在塔吊35m范圍內，卸貨后直接開始吊裝，盡量減少不必要的堆場面積（見圖2）［2］。

圖2 PC構件

3 PC（Precast Concrete）構件

3.1 PC構件拆分

項目在進場前就與設計院共同協作完成了采用裝配式樓棟的建筑、結構、機電建模，并結合項目塔吊型號、位置，總平規劃、行車路線等實際工況，提出PC構件拆分策劃。通過設計符合驗算后確定拆分方案［3］。

通過詳細地計算、模擬，最終將裝配式結構拆分為：疊合板（45種）、預制剪力墻（19種）、預制外填充墻（20種）、預制樓梯（4種）、預制空調板（4種）、預制凸窗板（8種）、預制內墻板（15種）、預制設備平臺（2種）等構件。

3.2 PC構件深化

在完成PC構件的拆分后，項目根據各類施工圖搭建三維模型，組織開展構件拆分后的二次深化，并將裝配式結構與現澆結構進行結合比對，模擬進行現場施工，達到傳統式拼裝的效果，盡可能在深化設計階段解決可能出現的施工問題。對機電模型細化到插座等末端，預制構件留孔及預埋管線位置（強弱電箱，線盒，水管壓槽，空調排氣、燃氣、水管、電氣埋管）沖突等進行碰撞檢測、優化調整。采用預制疊合樓板60mm+80mm現澆技術，線盒、PVC管件均在工廠內預留完成。利用BIM技術深化預制構件，包括煙風道洞口、吊點預埋、電盒預埋及板邊企口設計等，避免在施工過程中再進行整改。工廠流水線生產，現場安裝節約工期30%以上。

3.3 PC構件運輸優化

運輸車尺寸約20m×4m，使用草圖大師軟件模擬飄窗、墻板、疊合板等構件固定位置、角度，運輸車輛車速等因素，最終確定裝車、運輸方案，確保車輛各部位受力均衡，保障運輸安全。

3.4 PC構件定位安裝

轉化層采用槽鋼輔助定位，槽鋼尺寸規格根據BIM深化后的圖紙進行加工生產，以達到完全符合現場多種剪力墻類型的定位槽鋼。

3.5 PC構件斜撐優化

在工廠加工前進行PC構件模擬拼裝，確定各構件位置，提前進行斜撐位置確定，避免后期現場安裝時斜撐碰撞，灌漿套筒連接是預制構件豎向連接的主要方式，項目利用BIM技術，解決套筒與剪力墻內鋼筋沖突問題，避免豎向鋼筋堵孔，提升構件質量。

4 機械設備

4.1 塔吊附墻優化

通過BIM建立模型，明確塔吊附墻位置，檢查塔吊附墻桿與爬架主框架、塔吊附墻位置與爬架附墻位置沖突是否碰撞相互影響，如有沖突，建議調整此部位爬架附墻支座間距，并提前規避。提前與設計溝通，塔吊附墻位置采用現澆結構，輔助設計院做好PC構件拆分。

4.2 爬架優化

進行爬架建模并與結構主體進行檢查，發現不利附著位置及時優化（結構凹陷處、邊緣缺失、邊緣上反、飄窗板位置、屋檐懸挑等），在PC構件上準確預留附墻支座穿墻螺桿位置；根據BIM模型提前優化特殊部位（陰陽角、飄窗、陽臺）翻板，做到現場安裝封閉美觀；優化第三道附墻支座位置，避免爬架懸臂端超規范要求。

5 PC構件信息化管理

5.1 BIM+數字化生產管理

為了確保PC構件的生產加工及運輸安裝，確保項目工期，延伸BIM模型所包含信息的使用價值，項目聯合PC構件生產廠家，使用數字化生產管理平臺統一管理PC構件，將BIM模型的信息導入平臺中，借助平臺數據驅動、靈活可配置的優勢，實現實時協同系統。通過一物一碼、構件溯源、堆場管控、自動報表，用輕量高效的方式幫助PC構件廠家提高生產效率、降低制造成本。

使用BIM+數字化生產管理平臺，通過對構件存放堆場、運輸車輛、施工現場的數字化管理，確保從生產到安裝的實時監控（包括構件數量、構件型號庫、訂單列表顯示、生產訂單維護、發運信息、堆場庫存量、進度統計、不合格產品統計等），從而省掉構件現場堆放、二次吊運環節，實現卸車吊裝一次完成。

項目通過二維碼從構件加工、運輸、安裝進行全流程跟蹤，各參與方可以通過PC構件上的二維碼獲取相應構件設計、加工、運輸、施工全流程信息。

①裝配式施工總包提前介入設計，及時與設計、裝配式廠家溝通進行構件深化（結構、建筑、機電、裝修），避免后期各種不可控問題，影響施工進度。

②PC構件拆分盡可能少規格、多組合，減少構件種類，降低建造成本，考慮機械設備吊運能力。

③利用BIM技術提前將土建模型、塔吊、施工電梯、爬架等綜合在一起，優化考慮，將沖突解決在施工之前。

④利用BIM技術對鋁模進行深化，并模擬拼裝，將過梁、墻垛、反坎、抹灰企口、門窗企口、滴水線一次澆筑成型，減少二次結構工程量，提高施工效率。

⑤利用revit軟件，在進行機電管理綜合前，需提前進行二次砌筑深化（構造柱、墻垛、過梁），方便后期機電預留洞深化出圖（地下室）。

⑥BIM技術應用軟件操作重插件、重技巧、重環節流程；提前發現問題、解決問題，重技術、重溝通。