郭志勇，游成林（中國建筑第八工程局有限公司上海分公司，上海 200082）

BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑項目場地平面布置中的應(yīng)用

Application of BIM technology in Pre-fabricated Building Siteplan

郭志勇，游成林（中國建筑第八工程局有限公司上海分公司，上海 200082）

目前我國尤其是上海地區(qū)，為實現(xiàn)建筑工業(yè)化發(fā)展發(fā)布各種政策，大力推廣預(yù)制裝配式建筑。此類項目對施工現(xiàn)場的場地平面布置有極高的要求。以上海某住宅小區(qū)項目為例，對預(yù)制裝配式建筑施工的場地平面布置重、難點和BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場的應(yīng)用進(jìn)行分析。

BIM；預(yù)制裝配式建筑；場地平面布置

目前我國尤其是上海地區(qū)，為實現(xiàn)建筑工業(yè)化發(fā)展，大力推廣預(yù)制裝配式建筑。此類項目對施工現(xiàn)場的場地平面布置有極高的要求。合理布置起重設(shè)備和各項施工設(shè)施，科學(xué)規(guī)劃施工道路以及劃分堆場，減少專業(yè)工種之間交叉作業(yè)和二次搬運等，對項目的順利運行有著重要的作用。BIM 作為一種先進(jìn)的工具和工作方式，符合建筑業(yè)的發(fā)展趨勢。使用 BIM 技術(shù)進(jìn)行場地平面布置管理，能夠更好地提高項目的生產(chǎn)效率，降低成本。本文以上海某住宅小區(qū)項目為例，對預(yù)制裝配式建筑施工的場地平面布置的重難點和 BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 項目概況

上海某裝配式住宅項目總建筑面積約 12 萬 m2，其中：地上總建筑面積 8.6 萬 m2，地下總建筑面積 3.3 萬m2。框剪結(jié)構(gòu)(1 號、2 號、3 號、5 號樓為現(xiàn)澆混凝土住宅，4 號、6號、7 號、8 號、9 號 樓為裝配式住宅)。地下1 層，局部地下 2 層；地上：1 號～6 號、9 號樓為 23 層，7 號、8 號樓 24 層。項目總占地面積為 3.3 萬 m2，地處上海市內(nèi)環(huán)線以內(nèi)，臨建面積狹小；場地布置次數(shù)多，難度大；項目緊鄰學(xué)校和居民小區(qū)，周邊情況復(fù)雜，場地平面布置影響因素多(圖1)。

項目分兩期施工：一期施工現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)住宅；一期主體結(jié)構(gòu)封頂后，再進(jìn)行二期裝配式結(jié)構(gòu)住宅的施工。本文主要分析二期的場地面積布置(圖1)。

圖1 項目平面圖

2 預(yù)制裝配式建筑施工分析

預(yù)制裝配式建筑施工有別于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土項目。本工程的預(yù)制構(gòu)件有外墻板、飄窗、樓梯、陽臺板。預(yù)制構(gòu)件在構(gòu)件廠制作養(yǎng)護完畢后，通過拖車運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，并放置在構(gòu)件堆場。由于預(yù)制構(gòu)件的重量較大，每個構(gòu)件平均5 t 左右，最大的轉(zhuǎn)角飄窗構(gòu)件重達(dá) 9.8 t，而且一個標(biāo)準(zhǔn)層的構(gòu)件有 24 個之多，所以施工時運輸一層的構(gòu)件放置在堆場，吊裝完一層的構(gòu)件后再運下一層的構(gòu)件進(jìn)場。這對場內(nèi)交通、塔吊布置、堆場布置、地下室頂板的承載力等有極高的要求。

3 平面布置分析

3.1 塔吊布置

塔吊的布置，不僅要考慮現(xiàn)場的空間把握，還要考慮吊裝運力的安排。利用 Revit 軟件的機械設(shè)備族，建立塔吊模型，充分考慮其占地面積和高度。在傳統(tǒng)的二維場平布置中往往由于對機械高度的忽視，導(dǎo)致塔吊回轉(zhuǎn)受到影響。而在三維模型下，通過精確建模，可以以動態(tài)的方式展現(xiàn)設(shè)備吊裝工作的過程，從而進(jìn)行合理的布置。

項目在塔吊布置過程中，根據(jù)不同的工況，對各施工區(qū)域垂直運輸需求以及材料堆場的安排進(jìn)行了綜合考慮。由于有 5 棟裝配式單體，若使用普通小型塔吊配合汽車吊的方案，根據(jù)現(xiàn)場工況，至少需要 3 臺汽車吊長駐現(xiàn)場；而且現(xiàn)場場地狹小，汽車吊的起升高度也不足。通過三維模擬和計算，確定了為每棟裝配式結(jié)構(gòu)單體配 1 臺塔吊的方案，塔吊型號選用了 STT293，保證能夠滿足吊裝需求?？紤]到塔吊布置較為密集，相應(yīng)地縮短塔吊臂長；同時，相鄰塔吊的高度保持一定的落差，以防塔吊回轉(zhuǎn)受到影響甚至發(fā)生碰撞。除此之外，利用三維模型的優(yōu)勢，模擬塔吊的位置是否與地下室的支撐梁、結(jié)構(gòu)主梁等位置沖突。BIM技術(shù)的運用，讓塔吊方案既滿足了施工要求又實現(xiàn)了經(jīng)濟、高效的目標(biāo)。

3.2 場地交通道路布置

項目二期一個標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制構(gòu)件需要 6 個車次運輸，5 棟樓每個標(biāo)準(zhǔn)層要多達(dá) 30 車次進(jìn)出現(xiàn)場，場內(nèi)交通壓力極大，傳統(tǒng)的二維平面布置無法滿足項目的需求。

BIM 技術(shù)的運用主要體現(xiàn)在地上結(jié)構(gòu)施工階段。在此階段，行車道路和堆場布置在地下室頂板上，場地內(nèi)主要車輛有預(yù)制構(gòu)件運輸車、混凝土車、泵車、鋼筋運輸車等。通過 BIM 技術(shù)，模擬車輛的行進(jìn)路線、材料運輸車輛進(jìn)出場和卸貨位置以及不同車輛會車的過程。對于最關(guān)鍵的交通路線，嚴(yán)格控制車輛占用時間，尤其是混凝土泵車和鋼筋進(jìn)貨車等。通過 BIM 技術(shù)的提前模擬規(guī)劃，保證了場地內(nèi)交通的流暢。

3.3 堆場布置

在場地交通規(guī)劃好后，根據(jù)交通規(guī)劃和機械布置劃分材料堆場，尤其是預(yù)制構(gòu)件堆場。

通過計算，塔吊運輸預(yù)制構(gòu)件的水平距離不超過 30 m，因此每棟樓附件均布置一個預(yù)制構(gòu)件堆場。BIM 技術(shù)的運用，不僅僅使整個現(xiàn)場三維可視化，還成為了一個巨大的數(shù)據(jù)庫。利用已經(jīng)建立的模型，可以準(zhǔn)確地布置堆場的大小和每一塊預(yù)制構(gòu)件的具體堆放位置，既節(jié)省了場地，也方便了規(guī)范管理。預(yù)制樓梯和預(yù)制陽臺板采用層疊方式堆放，預(yù)制外墻板則放置在專用的堆放架上。飄窗由于本身的結(jié)構(gòu)，可以安全地直立在地面上。其他的材料堆場和加工廠根據(jù)每個區(qū)域的材料用量進(jìn)行科學(xué)合理的布置，減少材料的二次搬運，從而有效提高了場地利用率和施工效率。

4 結(jié) 語

傳統(tǒng)的二維場地平面布置需要進(jìn)行大量的繪圖工作，費時費力且信息不全面，導(dǎo)致施工技術(shù)人員難以設(shè)計多種方案并進(jìn)行對比。BIM 技術(shù)雖也存在需要花費時間收集構(gòu)件族庫并建立模型的情況，但是 BIM 技術(shù)建立的三維模型除了可以為項目整個施工周期服務(wù)，還有快速建模和信息共享的特點，能快速進(jìn)行方案對比，節(jié)省大量時間和精力，為進(jìn)行施工全過程考量提供可能。

通過 BIM 模型進(jìn)行輔助施工的效果十分明顯。在決策過程中如果有不同的方案和意見，也可以迅速進(jìn)行調(diào)整和對比。利用 BIM 技術(shù)進(jìn)行檢測，可以綜合分析可能產(chǎn)生的碰撞問題。通過不同角度查看現(xiàn)場布置的整體情況，對平面布置方案中難以體現(xiàn)的潛在空間進(jìn)行量化分析，精準(zhǔn)表達(dá)施工空間的三維指標(biāo)，進(jìn)一步完善場地布置方案，使工程管理變得更加科學(xué)高效。

TU50

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2016-09-15

郭志勇，主要從事工程管理工作，現(xiàn)供職于中國建筑第八工程局有限公司上海分公司公司。作者通信地址：上海市楊浦區(qū)國賓路18號A座22樓。郵編：200082 。