一、背景
1.1BIM技术的发展现状
BIM (Building Information Modeling) 既建筑信息模型, 目前, BIM的应用在欧美发达国家正在迅速推进, 并得到政府和行业的大力支持。在我国, 住建部公布的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中, 明确提出建筑企业应积极推进企业信息化, 探索“互联网+”形势下管理、生产的新模式, 深入研究BIM、物联网等新技术, 以增强企业的核心竞争力。
BIM技术的应用可以提升项目生产效率、提高建筑质量、缩短工期、降低建造成本等等, 所以众多建筑企业纷纷成立BIM团队, 更进一步研究及探讨其应用价值。
1.2青岛市高新区发展概况
青岛市高新技术产业开发区, 简称青岛市高新区, 作为青岛北部门户, 同时在“全域统筹、三城联动”的规划利好政策下, 经济建设正在飞速发展。青岛市高新区已有青岛市民健康中心、青岛会展中心、青岛中学、红岛铁路枢纽站、青岛市科技馆、青岛文化馆、青岛东方伊甸园、红岛绿洲湿地公园、青岛市残疾人康复中心九大市级重点项目已陆续开工或已接近完工。
青岛市高新区由于地质原因, 大部分属于淤泥地质, 在桩基施工阶段, 大多使用预制方桩。所以在2014年8月19日, 青岛市高新技术产业开发区管理委员会下发了《高新区建设局关于加强混凝土预制桩质量管理的通知》青高新建[2014]47号, 以便加强预制桩的施工过程控制。
二、工程概况
2.1工程概况
青岛市残疾人康复中心项目, 位于青岛市城阳区环胶州湾高速西侧, 火炬路河套段南侧。整个项目基地面积66684.78㎡, 建筑占地面积17955.98㎡, 总建筑面积99997.35㎡, 其中地下建筑面积19997.78㎡, 地上建筑面积79999.57㎡, 总投资约7.34亿元。该项目建成后, 提高了青岛市残疾人综合服务设施水平, 有助于提高残疾人的生活质量。
2.2预制桩的基本情况
青岛市残疾人康复中心项目包括康复医疗楼、综合楼及聋儿语训部三个单体。该项目体量大, 方桩数量多, 三个单体共2183根 (其中康复医疗楼1543根、综合楼515根、聋儿语训部125根) 。目前拟建场区位于原养殖虾池中, 原地貌为滨海浅滩, 主要由全新统人工填土、海相沼泽化层及上更新统洪冲积层组成, 场区揭露基岩主要为白垩系青山群安山岩。
该工程方桩按照设计要求采用《预应力混凝土实心方桩》L13SG410图集, 分别上下两节, 采用锤击沉桩法施工, 主要施工流程为:平整场地→放线定桩位→桩机就位→吊桩喂桩→校正→锤击沉桩→接桩→再锤击沉桩→送桩→收锤→切割桩头→检查验收。
在正式施工前, 按图纸及相关规定进行试桩, 试桩后发现, 平均每根桩的施工用时为40分钟左右, 加上桩机移位及衔接时间, 该项目部无法达到业主要求的工期目标。为完成工期目标, 该项目部在施工过程中应用BIM技术, 借助BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性等优势, 提高方桩的施工效率。
三、BIM的具体应用
3.1成立专项BIM小组
为保证BIM工作的顺利实施, 首先该项目部成立了专项BIM小组, 并且为后期项目全面应用BIM打下良好的基础。该小组由项目经理直接负责, 小组由BIM工程师、总工和生产经理三人为核心, 将相关工程信息相互共享和传达, 以保证工程的顺利进行。
总工将图纸、材料工艺、施工方案部署等信息传递给BIM工程师;同时, 生产经理将进度、现场概况、安全等信息传递给BIM工程师;BIM工程师将收集的相关信息完成信息模型, 再反馈给总工及生产经理, 让他们进行具体实施。这样的动态循环, 就保证了BIM小组的成员之间的信息完备性和信息时效性, 避免了信息传递停滞。
3.2原材改进
该工程主要有15米、16米及17米三种桩长, 试桩统计结果显示接桩工艺占到了单根桩施工时间的30%以上, 如果能改用单节桩, 可以大大提高施工效率。
通过BIM模型模拟施工, 单节桩可以在不更换机械的情况下正常施工。同时单节桩在生产过程中一次性成型, 不但能省去接桩时间, 还能提高整桩的施工质量。项目部与设计单位及生产厂家共同分析讨论确定, 将厂家库存先运输到现场, 以保证施工的连续性, 还未生产的方桩通过图纸会审的方式改为单节桩。
3.3场地布置优化
桩基施工阶段的场地布置, 首先要考虑安全防护措施的优化, 如消防水池、灭火器及防护栏的布置等。其次是材料堆放区的位置及数量的优化, 不但要达到方便施工的目的, 还要减少运输距离和二次倒运。布置完成后, 可召集施工队伍在模型上进行二次平面布置的讨论, 继续优化方案
3.4机械数量和施工顺序的确定
以往进行施工顺序排布只能利用平面图纸或者CAD的2D图纸进行施工排布, 只能根据现场管理人员的施工经验来排布, 不但不能精确的模拟, 还费时费力, 效率低下。通过BIM技术, 可以直观的进行模拟, 得出最佳的机械数量和施工顺序。
BIM小组成员充分考虑机械的位移、行走路径及预制桩的运输起吊等因素, 通过对三个单体的施工模拟, 得出安排8台打桩机同时施工的结论, 可以在最经济的情况下完成工期目标。
3.5可视化交底
施工技术交底, 在施工过程中起着非常重要的作用。交底的主要目的是让施工人员及队伍看到明确的施工步骤及方法, 而且要有明确的数据作为指导。
在预制桩施工之前, 对预制桩的起吊位置、接桩工艺、截桩工艺、施工顺序排布、场地布置等BIM成果进行可视化交底, 加强项目管理人员及施工班组对施工工艺、施工部署的理解, 节省施工时间, 提高工作效率及施工质量。
3.6形成预制桩的三维图集
在桩基工程完成的同时, BIM小组完成了《预应力混凝土实心方桩》L13SG410图集的三维模型图集, 以revit软件结构族的方式保存, 在今后其他同类型桩基施工时可以直接调出数据和模型进行模拟及计算工程量, 避免了重复工作。
四、总结
4.1施工效果检查
通过BIM手段进行一系列优化后, 方桩施工效率明显提升, 最终提前25天完成了桩基施工;同时, 获得了良好的经济效益, 为项目部节省了约28万元费用。
青岛市残疾人康复中心项目为青岛市重点项目, 提前竣工可以提前为青岛市残疾人事业服务, 提高残疾人生活质量, 并且为高新区同类型或相似类型的桩基工程提供了BIM应用的参考依据。
4.2BIM应用总结
BIM给予项目更直观、更精确、更快捷的施工信息, 在工程形式复杂、工期越紧、工程信息量大的工程条件下, BIM的价值就体现得越明显。
本次在桩基工程应用, 充分利用了BIM技术的可视化, 可模拟化, 可优化的特点, 也为建筑企业成立BIM团队建设提供了参考, BIM技术还有进一步的研究空间。
摘要：青岛市高新区, 作为青岛市新一轮经济发展的重点区域, 目前已有青岛市民健身中心、青岛会展中心、青岛中学、青岛文化中心、青岛市残疾人康复中心等市级重点项目陆续开工或已完工。高新区大部分工程处于淤泥地质, 在桩基施工阶段, 大多使用预应力混凝土方桩。目前, 各个工程中对预应力混凝土方桩的施工效率普遍不高, 由于桩基工程占项目总施工工期的比重较高, 为社会及经济效益考虑, 需要提高预应力混凝土方桩的施工效率。传统方法提高方桩的施工效率有限, 考虑综合因素, 青岛市残疾人康复中心项目部在桩基施工过程中应用BIM技术, 以此提高方桩的施工效率。
关键词：BIM,预制桩,施工效率
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