基于BIM的加气砌块砌体工程标准化施工工法

湖北省工程建设工法申报书工法名称：基于BIM的加气砌块砌体工程标准化施工工法类别：房屋建筑工程申报单位：中建三局第一建设工程有限责任公司申报时间：2014年7月湖北省住房和城乡建设厅二○一四年制工法名称基于BIM的加气砌块块砌体工程标标准化施工工工法主要完成单位中建三局第一建设设工程有限责责任公司通讯地址武汉东西湖东吴大大道特1号邮编430040联系人姜龙华电话185027533311主要完成人姓名职务职称工作单位王能林公司技术中心研究究员助理工程师中建三局一公司刘献伟公司技术部经理高工中建三局一公司张欣技术中心副主任高工中建三局一公司高洪刚公司技术中心研究究室主任工程师中建三局一公司本工法应用的工程程名称及时间武汉英特宜家项目目2013年8月112日至2014年5月12日武汉越秀金三角项项目2012年7月222日至2014年6月30日本工法关键技术名名称、企业审审定时间1、关键技术名称：：基于BIM的加气砌块块三维模块化化布置及优化化技术；基于于BIM的加气砌块块车间数字化化加工技术；；基于BIM的加气砌块块单元划分和和自动归类与与优化技术。2、企业审定时间20014年7月本工法关键技术获获得成果奖励励的情况注：表中通讯地址及联系人指第一完成单位；主要完成人数最多不得超过5人。表中内容填写可另加附页。工法内容简述：本工法着重描述如如何将BIM技术应用到加气砌块标准准化施工当中中，利用BIM软件的三维可视化化能力在三维维模型进行砌块块的布置，以及对砌块布置的协协调以及优化化，通过软件件自带的自动统统计功能，统统计不同规格格砌块的数量量，而且将砌块的的加工由以前的楼层层加工改为在在加工车间集集中加工，提提高了施工效效率减少了砌块的的浪费，优化了施工工环境。关键技术及保密点点（有专利权权的，请注明明专利号）：：1、基于BIM的加加气砌块三维维模块化布置置及优化技术术；2、基于BIM的加加气砌块车间间数字化加工工技术；3、基于BIM的加加气砌块单元元划分和自动动归类与优化化技术。技术水平和技术难难度（包括国国内外同类技技术水平比较较）：当前，蒸压加气混混凝土砌块作作为一种替代代粘土砖的新新型墙体材料料,具有优良的的隔热保温性性能，长期以以来一直主要要用于各类建建筑的围护和和填充结构中中。现场切割割随意、凌乱乱，切割不平平整，造成废废料较多，没没有粉尘控制制措施，粉尘尘量非常大，对对工人的身体体健康有极大大危害，现场场切割尺寸控控制不准确，影影响整体砌体体的排版及光光感效果。据此，经过认真研研究和探讨，为为改变当前施施工现状，利利用BIM技术，对墙墙体进行建模模在三维模型型中进行排版版，并导出相相关控制数据据和砌块清单单，在加工车车间根据这些些控制数据进进行加工，分分类集中堆放放并运输至施施工现场。根根据现场放样样图和展示模模型，进行砌砌体施工。最最终形成了基基于BIM的加气砌块块砌体工程标标准化施工工工艺。该技术在国内内外属于领先先水平，工程应用情况及推推广应用前景景：该技术在武汉英特特宜家项目、武武汉越秀金三三角项目等工程得到了很很好的应用。随着社会的发展，BIM技术作为建建筑行业的前前沿技术，正正在逐步渗入入到工程的每每个阶段，采采用基于BIM的加气砌块砌砌体工程标准准化施工将给给工程施工组组织、策划、实实施带来强有有力的支持，必必将成为建筑筑行业不可或或缺的工程技技术之一。经济效益和社会效益益：本工法模拟技术降低低施工组织难难度，信息自自动集成，工工程量提取方方便，提高了了砌块利用率率，节省了砌砌块用量，优优化施工环境境，提高现场工工作效率，缩缩短了整体工工期，取得了良好的经济效效益。采用基于BIM的的加气砌块砌砌体工程标准准化施工在国内有有示范作用，作作为BIM技术的探索索有很好的前前沿借鉴作用用，给项目的的整体品牌带带来很好的效效应。市管州部建门设审行查政意主见年月日（公章）评审委员会成员姓名性别工作单位专业职务职称专家评审意见主任／组长（签字字）：2014年月日省审住查建意厅见2014年月月日（公章）附件目录一、工法文本二、科技查新报告三、工程应用证明四、经济效益证明五、关键技术获科技成果奖励的证明一、工法文本基于BIM的加气砌块砌体工程标准化施工工法中建三局第一建设工程有限责任公司王能林1．前言当前，蒸压加气混凝土砌块作为一种替代粘土砖的新型墙体材料,具有优良的隔热保温性能，长期以来一直主要用于各类建筑的围护和填充结构中。长期以来存在砌块不在加工车间施工，现场切割随意、凌乱，切割不平整，造成废料较多，没有粉尘控制措施，粉尘量非常大，长期在此施工环境下施工，对工人的身体健康有极大危害，现场切割尺寸控制不准确，影响整体砌体的排版及观感效果。据此，经过认真研究和探讨，为改变当前施工现状，利用BIM技术，对墙体砌块布置进行建模在三维模型中进行砌块的排版，并导出相关控制数据和砌块清单，在加工车间根据这些控制数据进行加工，分类集中堆放并运输至施工现场。根据现场放样图和展示模型，进行砌体施工。最终形成了基于BIM的加气砌块砌体工程标准化施工工艺。2．工法特点2.1在三维BIM模型中对砌块进行排布，可有效控制砌体结构的施工质量，解决灰缝不均匀，砌体观感差等质量通病，提高砌筑施工效率和质量。2.2利用BIM模型进行砌块的深化设计，可对各个设计单元进行编码，以及相关砌块进行编码，相同的单元完成单个模块布置之后便可进行模块化布置，相同尺寸的门窗洞口也可在完成单个布置之后设置成整体模块，加快后期砌块布置的效率，2.3在可在完成砌块布置之后利用revit软件可进行用料统计，形成用料加工清单，为算量以及后期采购提供参考。2.4砌体在加工车间集中加工和存放，而非砌筑楼层，可以保持现场整洁，废料堆放集中，减少砌筑材料运输及废料清理劳动量,降低工程成本，也能将粉尘类环境污染控制在可控范围内；2.5提高砌块利用率，降低损耗，降低工程成本；3．适用范围适用于各类建筑工程中,主要是住宅楼等有大量相同单元、砌体工程量大的砌块砌体施工，特别是蒸压加气混凝土砌体工程施工。4．工艺原理基于BIM的加气砌块砌体工程施工标准化是对传统砌体施工方法改进，形成一种可视化、集约化、工厂化的施工生产方式。将以往的根据设计图纸在楼层现场切割，随意组砌的方法变革为基于BIM的砌筑工程深化设计，导出砌体施工图等相关施工指导文件，然后在砌块车间根据施工图相关控制数据对砌块进行集中加工，把每堵墙体的砌块加工出来后分类集中堆放再运输至施工现场。在施工现场，根据导出的相关施工指导图纸，工人按图施工。5．施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5.1-1施工流程图5.2操作要点5.2.1建筑图读识熟悉设计图纸，熟悉构造柱，圈梁，过梁定位及相关具体尺寸，明确砌块布置单元的整体位置、尺寸、以及不同砌筑单元的功能要求，确定灰缝宽度以及砌体宽度等相关信息。5.2.2单元划分和归类根据整个建筑模型，对相同的砌块砌筑区域进行单元划分，并进行编号，相同单元不仅尺寸要求相同而且对砌块砌筑的要求也应相同，砌筑墙体功能要求也应相同，各项参数均相同的即可归为统一单元体，在大面积墙体砌筑过程中，以构造柱设立的位置来划分砌筑单元。尽量将大面积砌筑墙体进行分割为小的标准化砌筑单元体。图5.2.2-1构造柱设置5.2.3BIM模型的建立有现成结构BIM模型的可直接在BIM模型上进行砌块布置及其深化设计，若无BIM模型，则应根据砌体施工设计图，利用REVIT或者其他BIM建模软件建立结构三维模型，模型必须全面准确地反映图纸信息，精确反映构造柱，圈梁，过梁等构件的定位及尺寸。在进行砌块布置前，先进行基本砌块族的建立，其创建主要依据市场销售砌块的标准尺寸，以及施工中常用切割尺寸，而且各族的命名应符合相关施工标准的要求。在砌块布置的过程中不断完善砌块族的创建工作。图5.2.3-1砌体族尺寸对照图在砌块布置布置过程中应该按照以下布置原则进行布置：(1)砌块的排列应力求整齐，有规律，既考虑建筑物的立面要求，又要考虑施工方便。(2)优先选用大砌块，以充分发挥吊装机具的能力。(3)用砌块砌墙时，砌块之间要搭接，上下皮的垂直缝要错开。(4)尽可能少镶砖，必须镶砖时，则尽量分散、对称，镶砖不宜侧砌或竖砌。(5)当构件的布置与砌块发生矛盾时，应先满足构件的布置。在砌块砌体上搁置梁时，应尽量搁在砌块长度范围内。(6)砌块墙在内纵墙与横墙相交处没有设置构造柱时，应相互搭接，如纵横墙不能搭接，必须用钢筋网片拉接，以满足墙体的强度和刚度的要求。(7)在砌块布置过程中对于新增加的砌块族应该严格按照要求进行命名。在利用revit进行砌块布置过程中，应严格按照以上原则进行，在三维布置过程中实时检查砌块布置的平整度、灰缝的设置，在项目中有多处参数相同的砌体墙时，完成其中一个单元的砌体布置之后，通过软件的成组功能，形成砌块布置的模块，在后续相同单元砌体布置时，直接选用砌块组进行布置即可，大大加快砌块布置的效率。如下图所示均可设置为砌块族，形成布置模块。图5.2.3-2砌体排版设计图5.2.4砌块模型校核和评审优化在完成模型布置后，应针对模型布置情况进行校核，校核砌块布置是否满足相关开洞等要求，在满足相关要求的基础上，对砌块布置进行优化，尽量减少砌块切割加工，减少砌块浪费，提高砌块利用率。5.2.5输出加工料表/施工指导文件(1)加工构件料表对每个墙单元完成排版后，利用revit导出明细表的功能，可以选择导出某个墙单元所需的各种规格的砌块的数目，还可选择建筑的某一层或者整栋建筑进行所需砌块数量的统计，以满足不同的需求。图5.2.5-1砌体构件料表（2）砌块布置图在砌块完成后，利用revit软件通过对设置模型图元的尺寸标注以及注释说明，选择添加相关必要的数据信息，完成所有设置，而且命名正确，即可导出CAD文件或者直接将BIM模型用于指导车间加工和现场施工。图5.2.5-2导出砌体施工图5.2.6砌块车间加工车间布置按相关标准及安全文明施工要求搭设标准砌块加工车间，标准砌块加工车间大小规模应该满足砌块加工器具的使用级砌块周转的需求，车间位置的设置应该远离项目生活区，减少噪音及粉尘对生活区的影响，还应综合考虑砌块入场以及在后期运输，尽量使场内运输线路最短，尽量减少二次搬运，车间场地设置有足够的场地，方便成品砌块的堆放以及砌块后期的运输吊运。图5.2.6-1砌块车间机具选择在机具选择过程中，应尽量选择噪音较小，带相关降尘措施的切割机，但由于一般切割机在切割砌块时粉尘较大，对周边环境影响较大，在砌块加工过程中，可在切割锯片安装细水管，使得切割过程在湿润条件下进行，可有效防止粉尘过大。降低对环境的影响。如果项目过程较小，设计砌块不多，可采用人工切割加工砌块，当项目工程比较大，工程砌块加工量比较大时，可选用数控切割机，在车间对砌块进行数字化加工。图5.2.6-2数控砌块加工机具图5.2.6-3人工加工器具(3）砌块车间加工在砌块加工前，应对工人进行培训和交底，提高砌块车间加工操作工人的操作技能。选用人工加工器具时，工人根据砌块车间加工翻样料单和明细表,工人应严格按照图纸在砌块上划线切割，选择数控切割机时，操作工人应接受专业的操作培训，应持证上岗，在数控切割机中输入加工控制参数，利用机械进行划线切割。用于加工主规格砌块剩下的零散砌块合理安排用于加工副规格砌块，减少砌块的浪费。在加工完成后应根据放样图进行质量验收，确保砌块加工出来的砌块符合设计施工要求。不合格砌块应用于加工生产小尺寸的砌块，提供砌块利用率减少浪费。5.2.7按单元编码堆放砌块加工完成后，根据编码将加工的构件进行集中堆放，便于调用和查看。可按照砌筑单元进行堆放，并在砌块附件粘贴该堆砌块所属楼层位置，也可将砌块按照相同规格进行标记堆放，在选用时按照单元墙体所需各种规格砌块数量进行调配。图5.2.7-1砌体堆放图5.2.8吊运及砌筑施工砌块吊装可以以砌筑单元墙所需砌块为吊装单元，根据revit导出的所要砌筑的单元墙所需的砌块种类和数量进行调配然后进行整体吊装，吊运到楼层相应砌筑点进行集中堆放。砌块施工前，利用CAD图纸或者直接利用三维模型以及相应的交底动画对工人进行交底，工人在施工过程中应严格按照设计布置图纸施工，不得随意砌筑，在砌筑过程中可将砌块布置图纸粘贴于砌筑墙体附近，工人按图纸施工，边施工边进行对比校核，保证按图施工，确保施工质量。图5.2.8-1三维动画施工流程交底5.2.9质量验收在进行验收时，检查现场砌块布置位置以及灰缝宽度等砌筑情况与三位模型砌块排版图布置是否一致，检查在转角位置布置的拉结钢筋是否符合要求，砂浆强度等级是否满足设计要求。图5.2.9-1BIM模型图5.2.9-2现场实物图6．材料与设备6.1材料（见表6.1）表6.1材料表材料名称规格数量备注（用途）蒸压加气混凝土砌块200*200**600200*200**600——砌筑材料模板1830*9155*18——预制件加工木方50*100*22000——预制件加工6.2机具设备表6.2机具设备表设备名称规格数量备注（用途）数控切割机ZDQ95-9型型1-2台砌块加工水管Φ2530米砌块加工除尘7．质量控制7.1在砌块布置过程中应该严格按照相关原则进行布置，使得砌块整体的布置安全，美观7.2加强对项目技术管理人员的培训，以达到熟练应用，建立BIM模过程中应严格控制各构件的尺寸精度、灰缝宽度，对各砌块尺寸，命名进行严格要求。7.3确定构造柱、顶砖及门窗洞口等大样做法并编制统一的大样做法标准化图集。通过对不同部位、尺寸的砌块施工图优化和翻样的研究，确定最优的标准化翻样图。7.4对砌体加工车间切割工人进行培训，利用导出的施工图纸或者BIM模型对切割工人进行交底，提高砌块车间加工操作工人的操作技能。7.5根据砌块车间加工翻样料单，在砌块上划线切割，砌块切割尺寸控制准确，边角整齐。按规格堆放在指定的堆放地点。7.6在施工现场，将放样图粘贴在要砌筑的位置或者直接利用BIM模型，对工人进行交底，工人根据放样图进行施工。严格控制砌体灰缝大小并双面勾缝。7.7根据砌筑排版图及砌块施工验收规范进行验收。8．安全措施8.1施工应遵守国家的《建筑安装工程安全技术规程》等国家和地方有关施工现场安全生产管理规定。8.2根据施工