基于BIM的加氣砌塊砌體工程標準化施工工法

湖北省工程建設(shè)工法申報書工法名稱：基于BIM的加氣砌塊砌體工程標準化施工工法類別：房屋建筑工程申報單位：中建三局第一建設(shè)工程有限責任公司申報時間：2014年7月湖北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳二○一四年制工法名稱基于BIM的加氣砌塊塊砌體工程標標準化施工工工法主要完成單位中建三局第一建設(shè)設(shè)工程有限責責任公司通訊地址武漢東西湖東吳大大道特1號郵編430040聯(lián)系人姜龍華電話185027533311主要完成人姓名職務(wù)職稱工作單位王能林公司技術(shù)中心研究究員助理工程師中建三局一公司劉獻偉公司技術(shù)部經(jīng)理高工中建三局一公司張欣技術(shù)中心副主任高工中建三局一公司高洪剛公司技術(shù)中心研究究室主任工程師中建三局一公司本工法應(yīng)用的工程程名稱及時間武漢英特宜家項目目2013年8月112日至2014年5月12日武漢越秀金三角項項目2012年7月222日至2014年6月30日本工法關(guān)鍵技術(shù)名名稱、企業(yè)審審定時間1、關(guān)鍵技術(shù)名稱：：基于BIM的加氣砌塊塊三維模塊化化布置及優(yōu)化化技術(shù)；基于于BIM的加氣砌塊塊車間數(shù)字化化加工技術(shù)；；基于BIM的加氣砌塊塊單元劃分和和自動歸類與與優(yōu)化技術(shù)。2、企業(yè)審定時間20014年7月本工法關(guān)鍵技術(shù)獲獲得成果獎勵勵的情況注：表中通訊地址及聯(lián)系人指第一完成單位；主要完成人數(shù)最多不得超過5人。表中內(nèi)容填寫可另加附頁。工法內(nèi)容簡述：本工法著重描述如如何將BIM技術(shù)應(yīng)用到加氣砌塊標準準化施工當中中，利用BIM軟件的三維可視化化能力在三維維模型進行砌塊塊的布置，以及對砌塊布置的協(xié)協(xié)調(diào)以及優(yōu)化化，通過軟件件自帶的自動統(tǒng)統(tǒng)計功能，統(tǒng)統(tǒng)計不同規(guī)格格砌塊的數(shù)量量，而且將砌塊的的加工由以前的樓層層加工改為在在加工車間集集中加工，提提高了施工效效率減少了砌塊的的浪費，優(yōu)化了施工工環(huán)境。關(guān)鍵技術(shù)及保密點點（有專利權(quán)權(quán)的，請注明明專利號）：：1、基于BIM的加加氣砌塊三維維模塊化布置置及優(yōu)化技術(shù)術(shù)；2、基于BIM的加加氣砌塊車間間數(shù)字化加工工技術(shù)；3、基于BIM的加加氣砌塊單元元劃分和自動動歸類與優(yōu)化化技術(shù)。技術(shù)水平和技術(shù)難難度（包括國國內(nèi)外同類技技術(shù)水平比較較）：當前，蒸壓加氣混混凝土砌塊作作為一種替代代粘土磚的新新型墻體材料料,具有優(yōu)良的的隔熱保溫性性能，長期以以來一直主要要用于各類建建筑的圍護和和填充結(jié)構(gòu)中中?，F(xiàn)場切割割隨意、凌亂亂，切割不平平整，造成廢廢料較多，沒沒有粉塵控制制措施，粉塵塵量非常大，對對工人的身體體健康有極大大危害，現(xiàn)場場切割尺寸控控制不準確，影影響整體砌體體的排版及光光感效果。據(jù)此，經(jīng)過認真研研究和探討，為為改變當前施施工現(xiàn)狀，利利用BIM技術(shù)，對墻墻體進行建模模在三維模型型中進行排版版，并導出相相關(guān)控制數(shù)據(jù)據(jù)和砌塊清單單，在加工車車間根據(jù)這些些控制數(shù)據(jù)進進行加工，分分類集中堆放放并運輸至施施工現(xiàn)場。根根據(jù)現(xiàn)場放樣樣圖和展示模模型，進行砌砌體施工。最最終形成了基基于BIM的加氣砌塊塊砌體工程標標準化施工工工藝。該技術(shù)在國內(nèi)內(nèi)外屬于領(lǐng)先先水平，工程應(yīng)用情況及推推廣應(yīng)用前景景：該技術(shù)在武漢英特特宜家項目、武武漢越秀金三三角項目等工程得到了很很好的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展，BIM技術(shù)作為建建筑行業(yè)的前前沿技術(shù)，正正在逐步滲入入到工程的每每個階段，采采用基于BIM的加氣砌塊砌砌體工程標準準化施工將給給工程施工組組織、策劃、實實施帶來強有有力的支持，必必將成為建筑筑行業(yè)不可或或缺的工程技技術(shù)之一。經(jīng)濟效益和社會效益益：本工法模擬技術(shù)降低低施工組織難難度，信息自自動集成，工工程量提取方方便，提高了了砌塊利用率率，節(jié)省了砌砌塊用量，優(yōu)優(yōu)化施工環(huán)境境，提高現(xiàn)場工工作效率，縮縮短了整體工工期，取得了良好的經(jīng)濟效效益。采用基于BIM的的加氣砌塊砌砌體工程標準準化施工在國內(nèi)有有示范作用，作作為BIM技術(shù)的探索索有很好的前前沿借鑒作用用，給項目的的整體品牌帶帶來很好的效效應(yīng)。市管州部建門設(shè)審行查政意主見年月日（公章）評審委員會成員姓名性別工作單位專業(yè)職務(wù)職稱專家評審意見主任／組長（簽字字）：2014年月日省審住查建意廳見2014年月月日（公章）附件目錄一、工法文本二、科技查新報告三、工程應(yīng)用證明四、經(jīng)濟效益證明五、關(guān)鍵技術(shù)獲科技成果獎勵的證明一、工法文本基于BIM的加氣砌塊砌體工程標準化施工工法中建三局第一建設(shè)工程有限責任公司王能林1．前言當前，蒸壓加氣混凝土砌塊作為一種替代粘土磚的新型墻體材料,具有優(yōu)良的隔熱保溫性能，長期以來一直主要用于各類建筑的圍護和填充結(jié)構(gòu)中。長期以來存在砌塊不在加工車間施工，現(xiàn)場切割隨意、凌亂，切割不平整，造成廢料較多，沒有粉塵控制措施，粉塵量非常大，長期在此施工環(huán)境下施工，對工人的身體健康有極大危害，現(xiàn)場切割尺寸控制不準確，影響整體砌體的排版及觀感效果。據(jù)此，經(jīng)過認真研究和探討，為改變當前施工現(xiàn)狀，利用BIM技術(shù)，對墻體砌塊布置進行建模在三維模型中進行砌塊的排版，并導出相關(guān)控制數(shù)據(jù)和砌塊清單，在加工車間根據(jù)這些控制數(shù)據(jù)進行加工，分類集中堆放并運輸至施工現(xiàn)場。根據(jù)現(xiàn)場放樣圖和展示模型，進行砌體施工。最終形成了基于BIM的加氣砌塊砌體工程標準化施工工藝。2．工法特點2.1在三維BIM模型中對砌塊進行排布，可有效控制砌體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，解決灰縫不均勻，砌體觀感差等質(zhì)量通病，提高砌筑施工效率和質(zhì)量。2.2利用BIM模型進行砌塊的深化設(shè)計，可對各個設(shè)計單元進行編碼，以及相關(guān)砌塊進行編碼，相同的單元完成單個模塊布置之后便可進行模塊化布置，相同尺寸的門窗洞口也可在完成單個布置之后設(shè)置成整體模塊，加快后期砌塊布置的效率，2.3在可在完成砌塊布置之后利用revit軟件可進行用料統(tǒng)計，形成用料加工清單，為算量以及后期采購提供參考。2.4砌體在加工車間集中加工和存放，而非砌筑樓層，可以保持現(xiàn)場整潔，廢料堆放集中，減少砌筑材料運輸及廢料清理勞動量,降低工程成本，也能將粉塵類環(huán)境污染控制在可控范圍內(nèi)；2.5提高砌塊利用率，降低損耗，降低工程成本；3．適用范圍適用于各類建筑工程中,主要是住宅樓等有大量相同單元、砌體工程量大的砌塊砌體施工，特別是蒸壓加氣混凝土砌體工程施工。4．工藝原理基于BIM的加氣砌塊砌體工程施工標準化是對傳統(tǒng)砌體施工方法改進，形成一種可視化、集約化、工廠化的施工生產(chǎn)方式。將以往的根據(jù)設(shè)計圖紙在樓層現(xiàn)場切割，隨意組砌的方法變革為基于BIM的砌筑工程深化設(shè)計，導出砌體施工圖等相關(guān)施工指導文件，然后在砌塊車間根據(jù)施工圖相關(guān)控制數(shù)據(jù)對砌塊進行集中加工，把每堵墻體的砌塊加工出來后分類集中堆放再運輸至施工現(xiàn)場。在施工現(xiàn)場，根據(jù)導出的相關(guān)施工指導圖紙，工人按圖施工。5．施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程圖5.1-1施工流程圖5.2操作要點5.2.1建筑圖讀識熟悉設(shè)計圖紙，熟悉構(gòu)造柱，圈梁，過梁定位及相關(guān)具體尺寸，明確砌塊布置單元的整體位置、尺寸、以及不同砌筑單元的功能要求，確定灰縫寬度以及砌體寬度等相關(guān)信息。5.2.2單元劃分和歸類根據(jù)整個建筑模型，對相同的砌塊砌筑區(qū)域進行單元劃分，并進行編號，相同單元不僅尺寸要求相同而且對砌塊砌筑的要求也應(yīng)相同，砌筑墻體功能要求也應(yīng)相同，各項參數(shù)均相同的即可歸為統(tǒng)一單元體，在大面積墻體砌筑過程中，以構(gòu)造柱設(shè)立的位置來劃分砌筑單元。盡量將大面積砌筑墻體進行分割為小的標準化砌筑單元體。圖5.2.2-1構(gòu)造柱設(shè)置5.2.3BIM模型的建立有現(xiàn)成結(jié)構(gòu)BIM模型的可直接在BIM模型上進行砌塊布置及其深化設(shè)計，若無BIM模型，則應(yīng)根據(jù)砌體施工設(shè)計圖，利用REVIT或者其他BIM建模軟件建立結(jié)構(gòu)三維模型，模型必須全面準確地反映圖紙信息，精確反映構(gòu)造柱，圈梁，過梁等構(gòu)件的定位及尺寸。在進行砌塊布置前，先進行基本砌塊族的建立，其創(chuàng)建主要依據(jù)市場銷售砌塊的標準尺寸，以及施工中常用切割尺寸，而且各族的命名應(yīng)符合相關(guān)施工標準的要求。在砌塊布置的過程中不斷完善砌塊族的創(chuàng)建工作。圖5.2.3-1砌體族尺寸對照圖在砌塊布置布置過程中應(yīng)該按照以下布置原則進行布置：(1)砌塊的排列應(yīng)力求整齊，有規(guī)律，既考慮建筑物的立面要求，又要考慮施工方便。(2)優(yōu)先選用大砌塊，以充分發(fā)揮吊裝機具的能力。(3)用砌塊砌墻時，砌塊之間要搭接，上下皮的垂直縫要錯開。(4)盡可能少鑲磚，必須鑲磚時，則盡量分散、對稱，鑲磚不宜側(cè)砌或豎砌。(5)當構(gòu)件的布置與砌塊發(fā)生矛盾時，應(yīng)先滿足構(gòu)件的布置。在砌塊砌體上擱置梁時，應(yīng)盡量擱在砌塊長度范圍內(nèi)。(6)砌塊墻在內(nèi)縱墻與橫墻相交處沒有設(shè)置構(gòu)造柱時，應(yīng)相互搭接，如縱橫墻不能搭接，必須用鋼筋網(wǎng)片拉接，以滿足墻體的強度和剛度的要求。(7)在砌塊布置過程中對于新增加的砌塊族應(yīng)該嚴格按照要求進行命名。在利用revit進行砌塊布置過程中，應(yīng)嚴格按照以上原則進行，在三維布置過程中實時檢查砌塊布置的平整度、灰縫的設(shè)置，在項目中有多處參數(shù)相同的砌體墻時，完成其中一個單元的砌體布置之后，通過軟件的成組功能，形成砌塊布置的模塊，在后續(xù)相同單元砌體布置時，直接選用砌塊組進行布置即可，大大加快砌塊布置的效率。如下圖所示均可設(shè)置為砌塊族，形成布置模塊。圖5.2.3-2砌體排版設(shè)計圖5.2.4砌塊模型校核和評審優(yōu)化在完成模型布置后，應(yīng)針對模型布置情況進行校核，校核砌塊布置是否滿足相關(guān)開洞等要求，在滿足相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，對砌塊布置進行優(yōu)化，盡量減少砌塊切割加工，減少砌塊浪費，提高砌塊利用率。5.2.5輸出加工料表/施工指導文件(1)加工構(gòu)件料表對每個墻單元完成排版后，利用revit導出明細表的功能，可以選擇導出某個墻單元所需的各種規(guī)格的砌塊的數(shù)目，還可選擇建筑的某一層或者整棟建筑進行所需砌塊數(shù)量的統(tǒng)計，以滿足不同的需求。圖5.2.5-1砌體構(gòu)件料表（2）砌塊布置圖在砌塊完成后，利用revit軟件通過對設(shè)置模型圖元的尺寸標注以及注釋說明，選擇添加相關(guān)必要的數(shù)據(jù)信息，完成所有設(shè)置，而且命名正確，即可導出CAD文件或者直接將BIM模型用于指導車間加工和現(xiàn)場施工。圖5.2.5-2導出砌體施工圖5.2.6砌塊車間加工車間布置按相關(guān)標準及安全文明施工要求搭設(shè)標準砌塊加工車間，標準砌塊加工車間大小規(guī)模應(yīng)該滿足砌塊加工器具的使用級砌塊周轉(zhuǎn)的需求，車間位置的設(shè)置應(yīng)該遠離項目生活區(qū)，減少噪音及粉塵對生活區(qū)的影響，還應(yīng)綜合考慮砌塊入場以及在后期運輸，盡量使場內(nèi)運輸線路最短，盡量減少二次搬運，車間場地設(shè)置有足夠的場地，方便成品砌塊的堆放以及砌塊后期的運輸?shù)踹\。圖5.2.6-1砌塊車間機具選擇在機具選擇過程中，應(yīng)盡量選擇噪音較小，帶相關(guān)降塵措施的切割機，但由于一般切割機在切割砌塊時粉塵較大，對周邊環(huán)境影響較大，在砌塊加工過程中，可在切割鋸片安裝細水管，使得切割過程在濕潤條件下進行，可有效防止粉塵過大。降低對環(huán)境的影響。如果項目過程較小，設(shè)計砌塊不多，可采用人工切割加工砌塊，當項目工程比較大，工程砌塊加工量比較大時，可選用數(shù)控切割機，在車間對砌塊進行數(shù)字化加工。圖5.2.6-2數(shù)控砌塊加工機具圖5.2.6-3人工加工器具(3）砌塊車間加工在砌塊加工前，應(yīng)對工人進行培訓和交底，提高砌塊車間加工操作工人的操作技能。選用人工加工器具時，工人根據(jù)砌塊車間加工翻樣料單和明細表,工人應(yīng)嚴格按照圖紙在砌塊上劃線切割，選擇數(shù)控切割機時，操作工人應(yīng)接受專業(yè)的操作培訓，應(yīng)持證上崗，在數(shù)控切割機中輸入加工控制參數(shù)，利用機械進行劃線切割。用于加工主規(guī)格砌塊剩下的零散砌塊合理安排用于加工副規(guī)格砌塊，減少砌塊的浪費。在加工完成后應(yīng)根據(jù)放樣圖進行質(zhì)量驗收，確保砌塊加工出來的砌塊符合設(shè)計施工要求。不合格砌塊應(yīng)用于加工生產(chǎn)小尺寸的砌塊，提供砌塊利用率減少浪費。5.2.7按單元編碼堆放砌塊加工完成后，根據(jù)編碼將加工的構(gòu)件進行集中堆放，便于調(diào)用和查看。可按照砌筑單元進行堆放，并在砌塊附件粘貼該堆砌塊所屬樓層位置，也可將砌塊按照相同規(guī)格進行標記堆放，在選用時按照單元墻體所需各種規(guī)格砌塊數(shù)量進行調(diào)配。圖5.2.7-1砌體堆放圖5.2.8吊運及砌筑施工砌塊吊裝可以以砌筑單元墻所需砌塊為吊裝單元，根據(jù)revit導出的所要砌筑的單元墻所需的砌塊種類和數(shù)量進行調(diào)配然后進行整體吊裝，吊運到樓層相應(yīng)砌筑點進行集中堆放。砌塊施工前，利用CAD圖紙或者直接利用三維模型以及相應(yīng)的交底動畫對工人進行交底，工人在施工過程中應(yīng)嚴格按照設(shè)計布置圖紙施工，不得隨意砌筑，在砌筑過程中可將砌塊布置圖紙粘貼于砌筑墻體附近，工人按圖紙施工，邊施工邊進行對比校核，保證按圖施工，確保施工質(zhì)量。圖5.2.8-1三維動畫施工流程交底5.2.9質(zhì)量驗收在進行驗收時，檢查現(xiàn)場砌塊布置位置以及灰縫寬度等砌筑情況與三位模型砌塊排版圖布置是否一致，檢查在轉(zhuǎn)角位置布置的拉結(jié)鋼筋是否符合要求，砂漿強度等級是否滿足設(shè)計要求。圖5.2.9-1BIM模型圖5.2.9-2現(xiàn)場實物圖6．材料與設(shè)備6.1材料（見表6.1）表6.1材料表材料名稱規(guī)格數(shù)量備注（用途）蒸壓加氣混凝土砌塊200*200**600200*200**600——砌筑材料模板1830*9155*18——預(yù)制件加工木方50*100*22000——預(yù)制件加工6.2機具設(shè)備表6.2機具設(shè)備表設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量備注（用途）數(shù)控切割機ZDQ95-9型型1-2臺砌塊加工水管Φ2530米砌塊加工除塵7．質(zhì)量控制7.1在砌塊布置過程中應(yīng)該嚴格按照相關(guān)原則進行布置，使得砌塊整體的布置安全，美觀7.2加強對項目技術(shù)管理人員的培訓，以達到熟練應(yīng)用，建立BIM模過程中應(yīng)嚴格控制各構(gòu)件的尺寸精度、灰縫寬度，對各砌塊尺寸，命名進行嚴格要求。7.3確定構(gòu)造柱、頂磚及門窗洞口等大樣做法并編制統(tǒng)一的大樣做法標準化圖集。通過對不同部位、尺寸的砌塊施工圖優(yōu)化和翻樣的研究，確定最優(yōu)的標準化翻樣圖。7.4對砌體加工車間切割工人進行培訓，利用導出的施工圖紙或者BIM模型對切割工人進行交底，提高砌塊車間加工操作工人的操作技能。7.5根據(jù)砌塊車間加工翻樣料單，在砌塊上劃線切割，砌塊切割尺寸控制準確，邊角整齊。按規(guī)格堆放在指定的堆放地點。7.6在施工現(xiàn)場，將放樣圖粘貼在要砌筑的位置或者直接利用BIM模型，對工人進行交底，工人根據(jù)放樣圖進行施工。嚴格控制砌體灰縫大小并雙面勾縫。7.7根據(jù)砌筑排版圖及砌塊施工驗收規(guī)范進行驗收。8．安全措施8.1施工應(yīng)遵守國家的《建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)程》等國家和地方有關(guān)施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理規(guī)定。8.2根據(jù)施工