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关键词:BIM技术;施工质量;施工管理
现阶段,在施工管理过程中,由于施工单位管理目标不明确、管理手段落后,使得在施工过程中出现了各种各样的问题,比如施工人员安排不合理、材料浪费严重、施工进度缓慢、施工成本控制困难等。以上的问题不仅对施工的质量以及安全造成了一定的影响,同时也阻碍了我国建筑行业的发展。运用BIM技术可以在最大程度上对我国建筑工程施工管理模式进行创新,提高我国建筑施工管理水平。
1BIM技术的特点
BIM技术是以计算机技术为载体,通过对建筑信息进行三维创建,从而达到对建筑工程实施全过程控制和管理的目标。运用BIM技术进行建筑工程施工管理,能够有效减少施工过程中可能出现的问题,同时BIM技术还可以对工程参建单位的工作理念以及工作方式进行改变,使参建单位的工作效率得到大幅度提高,从而实现最大化的经济效益。所以在建筑工程施工管理工作当中运用BIM技术,能够有效提高施工管理水平。在BIM技术运用的过程中,对数据进行管理是开展相关工作的前提,数据可以将整体施工活动周期连接为一个整体。根据数据创建出3D模型之后,就可以按照相应的流程对各种信息进行录入,同时BIM技术还可以对相应的数据进行识别,甚至是提取。随着施工活动不断深入,之前创建的3D模型也随着工程的深入而不断细化,同时模型当中的数据也及时得到更新。在进行某一项管理活动或者是施工活动的过程中,就可以直接对相应的数据进行提取,将提取到的数据以及其他相关的信息运用到特定的环境当中,就可以得出相应的结论。这一工作流程的优点就是不仅使数据的真实性以及完整性得到了保证,同时还能够有效解决工程当中所面临的问题。
2BIM技术的运用分析
2.1对工程进行成本运算
利用BIM技术可以生成相应的运算信息,同时运算信息还可以对不同的构件进行识别,生成不一样的运算信息,同时将不同的运算信息作为前提,对每一个构件的数量以及材料额定使用量进行运算。通过创建BIM模型还可以对材料的规格、型号等信息进行直接生成。如果施工设计图进行了更改,那么更改的内容也会在BIM模型里面反映出来,模型里面构件的信息也会被修改,保证数据信息与实际的施工情况相一致。
2.2可以对施工设计进行检查
在对三维图纸进行设计的时候,如果相关联的施工图纸出现了不统一的现象,就会对后续的施工质量以及施工进度造成一定的影响。现阶段运营BIM技术就能够对整个项目进行可视化。在建筑工程施工活动开始之前就对各个设备、管线、结构等进行碰撞检查,在这样的情况下就可以将施工过程中可能出现错误的几率降到最低。不仅可以提高建筑工程施工的进度,同时建筑工程的施工质量也能够得到有效的保证。
2.3可以对施工技术进行模拟
在建筑工程施工活动当中,对施工技术进行模拟是十分重要的,不仅能够提高施工技术、施工进度以及施工质量,同时还能够缩短施工周期,减少施工成本的投入。比如在施工的过程中,由于各方面因素的影响,施工单位制定的施工进度技术与实际的进度计划不相符,在这样的情况下就使得建筑工程施工活动难以正常开展,从而对建筑工程的质量以及进度造成一定的影响。运用BIM技术可以根据施工现象以及具体的施工进度,运用4D技术构建施工模型,通过4D模型的使用,就能够对施工流程以及施工环境进行全面掌握,对施工现场的材料、人员、机械等进行合理优化分配,使建筑工程的施工活动能够顺利进行,提高建筑工程生产效率。
2.4可以对项目数据进行有效的管理
在建筑工程施工活动以及管理活动当中,需要对大量、复杂的数据尽心处理,如果全凭人工处理不仅会造成错误,数据的准确定以及可靠性得不到保证,同时也会大大降低数据处理的效率。利用BIM技术就能够对项目数据进行统一、有效的管理,同时信息平台的搭建还能够实现数据共享,建设单位、设计单位、监理单位就能够实时掌握工程开展的具体情况,进而加强建设单位、设计单位、监理单位的工作沟通,提高管理的效率。
3结束语
在建筑工程施工活动以及管理活动当中,BIN技术的作用是十分明显的。通过BIM技术在建筑工程施工活动以及管理活动当中的运用,不仅能够对工程进行成本运算、对施工设计进行检查,同时还可以对施工技术进行模拟、对项目数据进行有效的管理。在这样的情况下不仅能够使建筑工程施工活动以及管理活动更加具有针对性,同时还能够提高施工进度以及施工质量,促进我国建筑行业健康稳定发展。
参考文献
摘 要:从确保建筑施工安全上考虑,充分利用BIM虚拟技术,建立起由基础资料模块、BIM虚拟施工模块、安全监督和管理模块三部分共同组成的多维数字化安全管理体系,对其中关键施工环节进行了深入分析,如:识别危害因素、划分危险区域、管理施工空间冲突、制定安全措施等关键环节。基于此,该文分析和研究了在建筑项目施工管理中应用BIM技术的可行性,这对于推动建筑行业的进步和发展至关重要。
关键词:建筑施工管理 BIM技术 应用
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)07(a)-0056-02
当前,在建筑施工中,BIM技术被充分运用在施工、设计建筑、后期施工管理等阶段中,可以说BIM技术的应用能够增强设计图的可实施性,实现三维碰撞检查、虚拟技术施工等复杂工作。但随着建筑规模、建筑范围的扩大,再加上施工结构越发复杂化,施工阶段管理难度越来越高,因此,想要管理好建筑施工,就必须要充分应用BIM技术,通过将BIM技术应用在建筑项目施工管理过程中,有助于提高建筑工程效率,为将来建筑施工管理模式提供可靠、有效的依据。
1 概述BIM技术应用的可行性
建筑信息模型简称BIM,是以建筑工程项目中一系列信息为前提构建起的三维建筑模型。BIM不但是一种软件,并没有限制在建立建筑模型中,而且是贯穿于整个项目建设的始终,与古旧工作模式、协同管理模式有很大的区别,是将传统的、粗放型建筑行业转变成高效、精细的建筑行业,这次重大的转变被人们广泛称之为继传统手工绘图板转向CAD技术的重大技术改革。在20世纪中期,美国提出了BIM技术,在最近几年来,BIM技术在很多发达国家得到了迅速发展,据有关数据统计表明,美国建筑前三百强企业中,近75%以上都充分采用了BIM技术,并且欧美国家已颁布了实施BIM技术的标准,但在我国,才刚刚开始应用BIM技术,虽然刚刚开始应用BIM技术,但是已经取得了很显著的应用成果,可见BIM技术对于加强建筑施工管理起到不可替代的作用。统计表明,在我国应用BIM技术的企业还不足1 000。但在“十一五”国家科技支撑点计划重点研究项目中,已经明确规定要加大力度研究BIM技术,并结合我国国情,构建出与之相符的BIM技术标准,将BIM技术应用列入“十二五”期间建筑信息化发展重点。建设数字城市作为建筑科技发展的主要目标,想要实现这一目标,就必须要充分运用BIM技术。当前我国已经有很多城市成功运用了BIM技术,如:上海中心大厦、世博场馆等重大建设项目,都取得了令人满意的效果。
2 在建筑项目规划阶段应用BIM技术
2.1 动画展示中的应用
BIM技术有着很强大的渲染、建模和动画等技术,在判定项目功能上,非专业工作者也能很好地判定,以便加强判定的准确性。如果设计意图和使用功能出现变动,那么需要利用很短的时间,修改设计图,充分采用BIM技术能够在第一时间内更新和转变设计动画图,确保设计动画图能够最大程度上满足施工要求,避免返工情况的多次出现。
2.2 协同设计BIM技术
当前,我国建筑工程越发复杂,涉及到多种建筑学科,学科间互相交叉和融合,对协同设计的要求越来越高。BIM协同设计能够使三维设计优势充分发挥,以暖通排水、电气等专业同为模型基础,提高了三维实体模型生成速度。如果修改或者设计模型,能够运用中间模型处理器完成上述一系列操作,并及时注释,保障第一时间内更新和传递设计信息,提高建筑设计的工作效率。
3 建筑项目施工管理阶段中应用BIM技术
3.1 BIM的算量技术
BIM能够构建起运算信息,并利用好运算信息,自动识别不一样的构建,以不同性质信息作为主要依据,对各个构件数量进行统计。BIM模型可直接生成材料尺寸、材料数量等信息,一旦更改设计,应将所更改的内容在表内明显反映出来,其他构件信息随之更改。
3.2 BIM的三维碰撞检查
在设计二维图纸中,在汇总水暖电、暖电结构等设计图中,一旦出现不统一的情况,很难解决这一问题,会直接影响到施工质量和施工进度。当前,BIM技术得以充分利用,此技术能够实现建筑工程项目可视化,在施工前,方便碰撞检查工艺设备、工艺管线、工艺土建等,达到优化工程设计的最初目的,从最大程度上降低工程错误的发生率,从而提高了建筑施工的整体质量和水平,促使工程能够保质保量地按期完工。
3.3 BIM的虚拟技术
BIM技术可以实现建筑项目建造的虚拟,充分运用虚拟技术,能够全面了解建筑环境功能、建筑外形等信息,对建筑设计的科学性和合理性进行有效分析,在分析中,充分发挥BIM技术的作用,进而提高建筑工程的效率。建造虚拟应反映出建筑模型物理特征,在不同角度、不同比例下,客户仔细观察建筑模型,充分采用BIM技术,能够完成上述操作,并达到具体要求。在建筑工程施工过程中,要注意整合和优化施工方案,排除施工错误和施工风险,深入分析施工方案的科学性和可行性,加强周期管理的效率。
3.4 BIM技术中的4D施工模拟技术
对于建筑项目施工来讲,施工模拟技术非常关键,其关系到施工整体水平、技术水平、材料质量、施工进度、天气情况等因素,都会影响到施工过程,并且在实际施工过程中,设计工作者制定出的施工进度,与实际施工对比而言,存在着很大的差异,在施工逐渐发展下,这样的情况出现的频率越来越高,直接阻碍着施工进展,甚至还会影响到建筑施工质量和施工安全。充分运用BIM技术,能够对4D施工进行模拟,结合施工资源和施工场地布置信息,构建出相适应的4D施工模型,从这一模型上而言,可以掌握好施工顺序、施工界面,结合专业施工分包状况,管理和协调施工过程,对配置劳动力、施工材料进入场地、机械排班等工作合理安排和计划,降低施工潜在风险,加强建筑工程质量。
3.5 BIM技术中的项目数据管理
在建筑项目工程中,有很多种数据,并且工程结构相对而言很复杂,系统功能过于强大,这对建筑项目施工提出了更高的要求。BIM技术能够构建起信息交流平台,在此交流平台之中,能够实现建筑项目信息资源的共享,保障承包单位、业主和设计院等有关主体密切联系,便于沟通和管理,促使建筑项目工程管理工作趋于简单化、快捷化,加强管理质量和管理效率。BIM技术能够导出建筑信息数据,减少现场测绘工作任务,实现集成化和模块化的管理,大大降低了建筑施工难度。充分运用BIM技术,能够及时创建造价数据,明确施工流程、施工成本,确保造价信息的顺畅性,方便工作者在第一时间内查阅和核对有关数据。BIM技术可以提供出多种建筑信息数据,保证基础数据管理自动化、信息化、智能化的实现,整合和优化BIM管理理念和管理技术,完善传统建筑工程管理中的不足之处,能够健全施工企业核心数据格局,为提高施工质量提供出可靠、有效的依据,同时还能创新建筑信息创建过程,加强共享信息、管理信息的水平。
4 结语
总而言之,BIM技术能够有效管理建筑信息数据,构建起数字化建筑信息,科学合理地管理好各项信息数据,大大降低了施工项目管理难度,在最大程度上提高管理质量和管理水平。当前,随着建筑行业市场竞争越发激烈,在充分利用BIM技术下,能够大幅度提高施工单位管理水平和施工水平。在施工中,施工企业应不断完善BIM技术,促使BIM技术满足现代施工的多样化需求,从而推动BIM技术得到更广泛的应用,促使我国施工企业获取到更多的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 程建华,王辉.项目管理中BIM技术的应用与推广[J].商业经济,2012(6):29-31.
姚杰
江苏淮阴建设工程集团有限公司 淮安市 223005
摘要:建筑信息模型英文简称BIM,作为一种新的计算机辅助设计极其广泛的在我国建筑中的应用。特别是在追求高效、经济的背景下,建筑信息建模技术已
经成为信息化建设发展的必然要求。BIM 作为我们重要的计算机辅助技术,已经发挥着越来越重要的作用。
关键词:BIM,建模,建筑施工。
引言
BIM 是建筑信息模型,它是基于三维数字化技术、集成数据模型的各
种工程建设项目信息,它可以对项目的内容进行详细介绍。建筑信息模型
是建设数字化技术的直接应用,它可以解决在建筑工程软件描述问题,允
许设计师和工程师,正确地解决建设中各种信息化的问题,并作为工作的
坚实基础。BIM 不仅是建筑信息模型,也是在数字化设计、建设和管理使
用的方法。这种方法支持建筑一体化项目管理、施工,可大大提高项目建
设的效率和降低风险。
一、BIM 技术的优点
1、可视化:BIM 提供了可视化的思路,使人们将在过去图纸线条作为
成员的形成的一个可以在成员之间三维物理图形显示直观的展现在人们面
前,BIM 可视化是交互式的、视觉反馈,不仅可以用来效果图的展示及报
表的生成,更重要的是,该项目的设计、施工、交流、讨论的运行过程中,
都可以在可视化的状态进行。
2、协调性:在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,如
各专业之间的碰撞问题,如各专业设计人员均是在各自绘制各自的施工图
纸,真正的建设过程中,可能只是在同一个部位上有结构梁或其它部件以
造成妨碍,往往是在施工中遇到这这样的问题。 BIM 建筑信息模型可以用
于碰撞检查,生成的检查数据,为设计人员提供了该建筑物的如何协调解
决碰撞问题。
3、优化性:事实上,在整个过程优化的设计,建设和运行是一个持续
的过程,没有准确的信息无法作出合理的优化结果,BIM 模型提供了有关
建筑物的实际存在,包括几何信息信息、物理信息、管制信息,而且还提
供了改变后的建筑物的实际存在。BIM 和支持各种优化工具、复杂的项目、
优化项目设计的可能性和投资回报分析相结合对投资回报的设计变更影
响,可以实时进行计算,让业主知道是什么样的项目设计更加有利于自己
的需求,进行优化设计和施工方案,能带来显著时间和成本的改善。
4、可出图性:BIM 不仅是日常常见的的建筑设计图纸。而是通过三维
模型视觉展示、协调、模拟、建筑物优化后,可以帮忙设计人员碰撞检测
和设计修改,以消除对预留孔洞图,碰撞的综合管线图相应的错误,全面
的结构检查调试报告,建议,以改善计划。
二、BIM 在实际建筑施工的应用
1、高大支模查找和模拟
关系到整个工程的质量和安全的高大模板,建设方案需要通过专家评
审,在梁板高度大于8m、梁搭设跨度大于18m、线荷载大于20kN/m 的位
置,能准确地找到所需的面积模板高大的位置。筛选出高大模板区域后,
工程人员可以为专大模板区域做特殊施工方案并为专家评审做准备。通过
对高大模板面积筛查可以在以下两个方面完成:①准确,全面,直观地找
到高大模板方便管理人员的编制专项施工方案;;②使用BIM 模型辅助技术
进行交底工作
2、二级结构施工方案仿真与控制材料
二级结构施工方案仿真是将墙壁建设编成每个编号,如有序的数字来
建立系统进入BIM 模型,并根据安排砌筑墙体尺寸、类型和灰缝大小的设
置顺序编号推导出相应各种砖石墙的数量,砌筑砂浆用量排布置。这里,
按照砌筑墙上的量来引导相应的编号砖石建筑。
3、三维可视化技术交底
对于结构柱可以在构造柱BIM 模型进行模拟,然后利用BIM 动态计
划,平面图和出口站点配置导柱定位工作。 三维可视化交底,用二维布局
图纸结合使用的BIM 软件建立全面的现场情况和材料安放的三维模型,反
映了综合场工程的施工特点,同时还利用材料堆放位置和BIM 系统合理安
排材料的用量,所以,在各级领导管理部门,业主、监理及相关工作人员
充分了解施工过程中的一部分,并采取信息化管理项目的手段优势。把重
点放在相关的专业施工人员之前,使用BIM 的将送达的技术交底通过一个
三维模型上的大屏幕的方式。BIM 三维模型可以可视化预览施工过程,建
筑面积的困难和复杂的过程,在所有方向上多角度查看模型。这不仅可以
提高交底的工作效率,也便于理解工人的工作相关的内容。
4、信息化管理项目档案
整个施工过程和材料使用的详细记录的虚拟建筑技术,它可以被用来
作为检查、改进和责任追溯,有效地提高所有建筑行业的质量意识。与此
同时,信息人员、技术人员能及时跟进与自己有关的施工进度,图纸以及
该项目的工艺和材料检测、工程质量检查验收分项工程,成本数据显示、
在工程数据的技术和管理等千余份数资料。BIM 的相关信息被上传到数据
库中,该模型可以连接一个BIM 数据管理数据库中。在这种情况下,每个
部门可以通过搜索快速查看,下载到进一步提高的场地信息及所需的信息。
在施工过程中,它可将施工记录、检验数据记入BIM 模型。通过BIM 模
型的操作对后期的维护有很大的帮助,设备管理员将能够查看有关该设备
的信息,给维护工作带来极大的方便。此外,该项目将形成参与、规范或
其他公共信息、资料模板和其他电子信息资源库的组合,让项目人员可以
在任何地方观看组合标准,并进行模型比较。
5、安全和质量监控
根据项目前期BIM 总体计划安排中所列的职责,现场施工人员可以通
过基于BIM 系统的手机移动端应用拍摄现场施工质量、安全防护、施工节
点和进度等内容。目前,数百张照片可以在比较相应内容的BIM 模型上传。
此外,安全、质量或生产会议例会上,您可以查看客户端的问题,并与现
场人员沟通,以确定处理该问题的适当的方法,以避免口头或书面说明不
清引发的不必要的争议。这不仅提高了效率,也为现场管理提供了图像形
成工程质量、安全和数据库等方面的重要依据。
6、项目成本控制的量
使用BIM 模型可以为工程数据提供项目规划项目预算,还可以快速提
供数据支持各行所需要的项目管理。在操作过程中,该项目将有项目数据
也就是招标,施工BIM 模型数据和实际数据三部分组成。如果这些数据不
能准确地检查,它会阻碍施工过程的顺利进行,提高最后工程结算的工作
量。鉴于此,必须合理利用数据BIM 模型,并通过该部的工作检查招标名
单的差异量,减少了预算部门的计算错误,遗漏等问题,比较实际的现场
剂量和工程、控制材料的计划,同时,还提供了使用BIM 模型数据保护,
各部门的问题可以通过提前检查来解决,从而使数据的应用程序的统一的
构建过程。经过全专业的多算对比、核查,在确保数据准确度的基础上,
整理、归纳出招标清单工程数据错、漏、少算的问题,为项目签证提供依
据。
三、分析与结论
近年来,BIM 技术因具有自可视化、协调性、优化性和可出图性等优
点,已经被广泛的应用于工程设计、施工及后期运行维护中。这项技术对
房屋建筑施工管理有非常大的指导作用,是建筑行业未来发展的趋势。随
着社会的不断发展和BIM 技术的提高,我们将能够掀起建筑行业革命的新
热潮。施工企业为了应对竞争压力,更好地生存和发展,我们必须用BIM
这样的新的技术来提高项目管理水平和技术。我们有理由相信,BIM 技术
可以为施工企业创造更多的利润,他可以成为一个非常实用的项目管理和
有效的工具。
参考文献
[1] 张建平.BIM 技术的应用与研究[J].清华大学,2012.
关键词:BIM技术;建筑工程;施工;应用
中图分类号:O434文献标识码: A
BIM 技术在近年来得到了飞速的发展,它能够有效表达建筑施工的信息资源,以及相互之间的联系,使得建筑施工的信息资源能形成一个有效的整体,易于管理。为此,要深化IBM技术在施工管理领域的应用,通过对施工企业信息资源以及相关决策需求的的综合分析,有助于施工单位的管理决策水平的提高,在更深层次上提升施工企业的竞争力,促进我国建筑事业的更快、更好发展。
一、BIM技术概述
BIM技术即buding information mode,全称为建筑信息模型的简称,是在建筑工程项目中各项信息的基础上构建起来的一种。BIM技术不只是一种或者一类软件,也不仅仅局限在建筑模型的构建上,而是一种贯穿于全部建设生命周期的信息集合。和传统的协同管理模式不同,BIM技术实现了建筑行业由传统粗放型向高效、精细化的转变,因而被称为是建筑行业自继手工绘图板向CAD迈进后的又一次新型技术革命。BIM技术具有以下几方面特征:
1、模拟性及执行性。在我国当前的BIM技术在建筑施工的运用中,在设计阶段,可针对设计需要,进行一些模拟实验,比如紧急疏散模拟、热能传导模拟等等;在设计完成后的招标阶段和施工阶段,则可进行4D模拟,即对项目工程进行项目时间加3D模型的模拟,通过4D模拟确定施工方案和施工指导等,BIM技术的运用,让三维模型与施工进度安排实现可视化,便于相关方面的沟通交流,项目工程的项目经理也可以经过视觉比较施工进度与预测进度避免进度疏漏,能对项目的进行有全方位的把握和了解,确保施工进度如期进行。与此同时,BIM技术也可以进行5D模拟,所谓的5D模拟,就是基于3D模拟的造价控制,通过这种模拟,实现对项目施工成本的控制;在项目施工的后期运营阶段,可通过使用BIM技术,模拟日常项目施工对紧急情况的处理,比如,对于消防人员的疏散以及地震人员的逃生等等场景。
2、项目可视化。近几年,BIM技术的发展为使用者提供了可视化的思路,实现了往前线条式构建向三位立体实物图的转变,使人们一目了然,并且这种可视化,是具有反馈性和互动性的全过程可视化,有利于报表的生成和效果图的展示,更可以促进施工项目的设计、建造以及后续运营中的沟通决策,使整个过程都具有可视化状态。在投标过程中,这种可视化可以对施工企业的业务能力进行具有说服力的展示,获得外部的认同,加大了企业的竞争优势。BIM技术在建筑施工中的应用,也有助于建筑施工的策略清晰化,加大了业主对建筑企业的信任度,有利于建筑企业客户的发展。此外,项目的可视化也帮施工企业确定了项目的范围,加大了对空间的利用和协调,减少了建筑单位规划中的流程问题,促进了建筑企业的全面进步。
3、协调性及优化性。对于复杂建筑项目的管理,一直是建筑单位比较困惑的问题,而BIM技术的应用则解决了这一问题,BIM技术将格式以及大小不一的数据进行整合,综合整理到一个可视图内,提高了施工过程中空间和时间的协调利用率,明确了施工设计中的冲突与问题,在施工前期就进行协调处理,并将协调过程生成相应数据,进行公开明示。BIM技术也可以解决建筑施工过程中诸如电梯井布置与建筑的其他布置之间的相关协调问题等,运用BIM技术进行更好的优化协调处理。BIM模型也为用户提供了建筑物实际存在的信息,这类信息主要包括建筑物的规划信息、建筑物的几何信息以及建筑物变化的未来存在信息等,满足了用户对建筑物信息的了解,随着现代建筑业的不断发展,其复杂程度已经超过了参与人员的能力极限,而BIM技术在建筑行业的运用,使得该技术的优化工具为使用者以及背后的庞大用户团体提供了项目优化的具体措施,减轻了建筑行业人员的工作压力,有利于用户更好地了解到相关信息。
二、建筑工程施工中BIM技术的应用
无锡节能环保大厦项目建设中,在不同阶段采用了适当的 BIM 软件,从而有助于设计与施工。极大地解决了项目本身空间关系复杂、三维协同设计以及管线综合等难点问题。通过建筑信息模型的建立,更好地完善了设计、施工等多家项目参与方之间的数据共享与传输,提升了 BIM 理念在我国典型工程中的应用水平。
1、三维碰撞检查。在建筑项目的施工前,其设计人员一般都要进行施工前的管线设计,并在此基础上解决大量的构件碰撞问题,但是传统的2D图纸往往在使用过程中不能有效地反映个体以及系统之间的碰撞可能,它的离散行为具有很大的不可预见性,使得设计人员很容易疏漏掉部分碰撞问题,所以,这就很需要运用BIM技术中的可视化功能进行三维碰撞检测,这种监测的进行,不仅能消除施工过程中的硬碰撞和软碰撞,更能优化项目工程的设计,减少建筑施工过程中的返工问题和错误损失,进而优化构件挂布方案,建筑施工人员也可用BIM技术碰撞优化后的3D结构方案进一步进行施工模拟和施工交底模拟,促进建筑施工的质量。如下图1所示。
图13D碰撞检测
2、4D施工模拟。作为一种高度动态的工程,建筑的施工会伴随着项目施工规模不断扩大,会造成施工项目管理的极其复杂。在建筑工程的建造过程中,施工顺序是不可逆的,这就决定了建筑施工的过程一旦出现错误就得砸掉重来,在这种循环往复中,既浪费人力物力,又降低了工程的质量,而BIM技术中4D模拟施工技术的运用,则可以通过施工现场3D模型与施工进度的链接,集成施工场地资源等信息,进一步建立4D施工信息模型,实现施工过程中人力、资料以及设备场地布置等的可视化模拟,将施工各团体之间的协调运作变得清晰明了;再者,将施工组织方案与BIM技术中的4D施工模拟相结合,进行最有效最合理的劳动力配置、建筑设备材料进场等安排,使建筑施工的过程合理且一目了然。
3、虚拟施工过程。在当前我国建筑业的发展中,施工安全等问题严重困扰着建筑企业的管理人员,而BIM中虚拟施工技术的应用,则为建筑施工的进行创造了一个虚拟的平台和执行过程。通过对虚拟模型的模拟,找出了建筑施工中潜在的问题,优化了建筑施工的施工方案,并对方案进行对比分析,在虚拟安环境里执行,并结合现场视屏检测等措施,减少了建筑施工的安全问题以及建筑施工返工整改,为提高施工质量和施工安全提供了有力保障,促进了建筑行业的发展。如下图2所示:
图2 虚拟施工图
4、施工精细化管理。BIM技术在建筑施工项目管理中的运用,可以将量、价等工程基础数据进行准确透密的管理,并实现数据共享,实现短周期对资金盈利目标以及风险的控制。经过BIM数据和实际项目造价的对比,可以对施工项目的算量、造价等进行合理管理。建筑项目进行前,运用BIM技术的工程造价软件对建筑项目的投标书以及结算书、进度审核预算书进行数据对比下的统一管理,为成本测算、签证管理以及招投标等过程进行合理高效管理(如图3),加强了对工程造价的过程管控,方便相关数据信息的统计和筛选,有利于后期的资源调配和施工决策。
图3项目部信息枢纽
三、结束语
随着近年来BIM技术在建筑施工中的运用,实现了建筑工程施工的信息化管理,为建筑的施工进行了全过程和全方位的施工分析,通过对工程造价等的精细化管理,为建筑施工提供了最优决策方案的制定依据,并经过施工过程的模拟,提高了建筑施工的安全,为建筑事业的不断发展进步提供了有力的保障。
参考文献:
[1]桑培东,肖立周,李春燕等.BIM在设计-施工一体化中的应用[J].施工技术,2012,41(16):25-26,106.
[2]张建平,李丁,林佳瑞等.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术,2012,41(16):10-17.
关键词:BIM技术;建筑工程设计;应用
中图分类号:TU198 文献标识码:A
BIM技术是一种现代化、数字化技术,近年来,在建筑行业中的应用越来越广泛,极大地促进了建筑行业的改革发展。在建筑行业中,BIM技术的应用一方面可以提高建筑工程设计的可视化、可行性、准确性,另一方面还可以加强工程师、设计人员、用户之间的沟通交流,有利于建筑工程设计的有序进行。
1. BIM技术的概述
BIM 是Building In form ation Modeling 的简称,也就是建筑信息模型的意思。伴随我国建筑行业的发展BIM技术也相应发展起来,属于一种数字化技术,且该种技术逐渐应用到各种项目协作方式中,这对我国工程建设具有重要的改革作用。BIM技术主要是在计算机中通过虚拟的方法建设一个三维模型,这样将传统的二维模型带入现代的三维模型中,之后通过数字化技术,对整个工程建设提供相应的信息库。
2. BIM技术在建筑工程设计中的优势
在建筑工程设计中,BIM技术存在很强的优势,主要包括:
(1)深化设计,在以往的建筑工程设计中,经常会出现设计深度不足的情况,建筑工程模型只能从一个角度进行观察。在BIM技术下,通过碰撞检查的方式,对施工图纸设计中存在的不足进行检测,这样设计人员就能针对不足,及时进行调整,使得建筑工程设计更加深入。
(2)修改图纸功能,将BIM技术应用在建筑工程设计活动中,可以通过信息、视图对建筑工程模型进行优化,实现图纸修改。设计人员可以在BIM技术中直接找到施工设计图纸中的关键,节省了设计时间,避免了以往繁杂的修改。
3. BIM技术在建筑工程设计中的应用
在以往的建筑工程设计中,设计人员大多是从自身专业方面对建筑结构模型进行设计,使得工程设计中有很多不足,BIM技术的应用有效改变了这种情况。在建筑工程设计中,BIM技术可以提供一个良好的协作体系平台,让各专业设计人员在平台工具中进行设计,实现了设计信息共享,加强了工程设计的沟通交流。
3.1 工程概况
本工程地处中山市南区。总建筑面积为26466.25m2,其中地上21230.46m2,地下5235.79m2。项目为1栋综合楼建筑,由东西塔及裙楼组成其中下部裙楼为3层商业建筑,西塔为17层商住楼,东塔为9层旅馆,地下1层为停车场。首层基底占地面积3008.84m2;建筑高度其中东塔商住楼为59.650m,西塔旅馆为39.85m。本工程结构体系采用框架剪力墙结构,设计使用年限为50年,耐火等级为一级,抗震设防烈度为7度(0.1g)地震分组为第一组,基本风压0.65,体型系数1.3,场地类别为3;框架、剪力墙抗震等级为二级。基础设计等级为乙级,选用ф400、ф500PHC钢筋混凝土高强预应力静压管桩。其中东塔结构平面图如图1所示。
3.2 BIM技术的应用
在本次设计中,设计人员给出的施工初步设计图中,3#楼梯侧的结构剪力墙与楼梯防火门洞之间发生了矛盾,通过BIM技术的应用,对剪力墙结构进行重新设计,消除了设计中的不足。在本设计中,通过BIM技术,将各个专业图纸、视图、明细表呈现在一个数据库中。在对建筑工程项目进行处理时,利用BIM技术中的Autodesk Revit Structure平台,将工程设计中的各项参数变化,如平面、立面、剖面、模型视图等,及时反馈到工程总体视图中,对参数的变化进行全面管理,从而实现了设计、文档的一致性。同时在本次建筑工程设计中,BIM技术的应用,改变了以往各专业设计之间的沟通方式,减少了各专业图之间的提资工作的重复进行,降低了人为因素引起的设计误差,提高了设计的深度。在BIM技术下,建筑工程设计绘图的时间得到极大缩短,有效地提高建筑工程设计效率。
结语
综上所述,在建筑工程设计中,注重BIM技术的应用具有十分重要的意义,也具有很强的优势,因此,在实际中,设计人员要加强BIM技术的应用,充分发挥BIM技术的优势,不断提高建筑工程设计质量,从而全面促进建筑工程施工质量的提升。
参考文献
[1]杨彦明.浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].建筑工程技术与设计,2015(26):75.
[2]朱丽影.浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].商品与质量,2015(29):13-14.
Abstract: In recent years, building decoration engineering as an emerging industry in China is developing rapidly, the project cost under effective control, is the key to realize sustainable healthy development of building decoration engineering. This paper summarizes the key factors of cost control in building decoration engineering, introduces BIM technology which is suitable for the whole life cycle of construction projects, and thinks the decoration engineering construction plays an important role in the same. Then the paper analyzes the application of BIM technology to the feasibility of building decoration stage and puts forward five aspects of cost control in decoration engineering based on BIM technology, expecting to offer reference for the cost control in building decoration engineering based on BIM technology.
关键词:建筑装饰工程;BIM技术;全生命周期;造价控制
Key words: building decoration engineering;BIM technology;the whole life cycle;cost control
中图分类号:0TU723.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)35-0223-04
0 引言
随着我国经济的快速发展,生活水平不断提高,人们除了满足最基本的生存需求外,更加追求生活环境的舒适、美观,由此推动了建筑装饰工程在我国的迅速发展。建筑装饰工程是在满足使用功能的前提下,运用工程技术与美学设计知识,利用多种材料对建筑物或构筑物进行修饰,以达到一定的美观效果,使居住环境更加舒适。建筑装饰工程在我国作为一门新兴行业,独立于建筑工程,其投资额占工程建设成本的比重越来越大,有些高档装饰造价甚至超过土建造价[1],对装饰工程造价的控制作为建设工程管理的重要组成部分,是实现装饰工程良性发展的必然途径。
传统的建筑装饰工程多依靠二维设计图来进行施工,预算必须经造价师手工算量,不仅耗费时间和人力,其准确性也较低[2]。随着BIM技术在建筑行业的应用,实现了建筑设计从二维向三维的转变,使设计模型更加如实地显示建筑对象,同时三维几何模型包含构件的建筑信息,可对建设过程实行全寿命周期的智能化管理。建筑装饰工程作为建筑交付使用前的最后一个环节,其建设成果的好坏直接影响建筑物的使用功能和舒适度,对建筑物的交付使用发挥着举足轻重的作用,随着建筑装饰投资额的日益增加,装饰施工复杂性不断升级,探索BIM技术在建筑装饰工程中的运用,实现装饰工程的智能化建设及管理,可以有效控制装饰造价。
1 建筑装饰工程造价的特点及影响因素分析
建筑装饰工程造价是对装饰工程建设中所产生的成本进行预测、计划、控制、核算、分析、考核和检查等管理工作,主要包括人工费、材料费、施工机械使用费等[3]。建筑装饰工程由于涉及专业多、所用材料不断翻新、施工工艺繁琐,使其造价也具有专业性、动态性、复杂性等特点,从而决定了对建筑装饰造价的控制管理相当困难,通过对建筑装饰工程造价的关键影响因素进行分析,试图找到控制装饰工程造价的有效途径。
1.1 建筑装饰工程造价的特点
1.1.1 专业性
建筑装饰工程是建筑工程与设计艺术相结合的行业,要求设计和施工人员同时具备建筑及设计专业知识,对其工程造价的计算除了要掌握一般的算量和计价方法外,还应充分掌握装饰工程的施工工艺,对装饰工程中出现的隐蔽工程、新材料等能准确进行计算,这就需要造价人员具备丰富的专业知识和实际操作经验。
1.1.2 动态性
装饰工程具有很强的时代性,受新材料、新工艺、新技术的影响较大,当装饰工程的材料及施工工艺发生变化,必然会导致装饰工程造价的变动,目前市场上装饰材料种类和价格不断翻新,也使装饰工程造价不断变化;另外,装饰工程受业主影响较大,其投资水平、个人偏好都会影响装饰效果,使装饰造价千差万别。
1.1.3 复杂性
建筑装饰工程涉及建筑、弱电、消防等多个专业交叉施工,造价控制必须考虑其他专业施工的影响,例如隐蔽管线的敷设如果事先预留沟槽,在装饰施工时就不需重新开挖,如此形成的装饰工程造价就会不同。同时装饰工程作为一个系统工程,需要多个环节配合,对其造价控制也涉及不同方面,例如装饰施工设计工种较多,对人工费进行计价时要分别计算,装饰工程采用的装饰材料种类多、形状各异,这些都增加了装饰工程造价的复杂性。
1.2 建筑装饰工程造价关键影响因素分析
1.2.1 材料费
建筑装饰工程施工材料不同于主体工程施工时所使用的材料,其涉及材料种类繁多,且材料价格各异,装饰材料的选择对装饰工程造价将产生较大的影响,同时材料费对装饰工程造价的影响最大,几乎占装饰工程总造价的50%以上[4]。在进行装饰材料选择时,除了应考虑材料的装饰效果外,应根据业主对装饰工程质量及投资额的要求,选择相应的装饰材料。
1.2.2 人工费
装饰工程施工工艺复杂,涉及多个不同专业交叉施工,这就要求装饰工程需要较多的人员投入,施工人员的人工费由有效工作时间及单位时间的人工费共同决定,其中有效工作时间可通过控制施工人员的工作效率实现,单位时间人工费取决于国家颁布的标准定额,不受个别企业的影响。施工企业在进行装饰施工前,应合理协调不同专业间的施工顺序,选择施工技术良好的工人进行施工,从而有效控制人工费[5]。
1.2.3 机械费
装饰工程的机械费指装饰施工过程中因使用机械而产生的使用费和租赁费的总和,装饰工程施工过程中使用机械越多,所需的人工数量相应地越少,在施工机械使用程度确定的情况下,机械的租赁费一般由租用时间来决定,因此企业在制定施工方案时,应充分验证机械使用和人工数量的比例,确定施工工序,合理安排施工机械的租用时间,从而降低施工机械费。
2 我国建筑装饰工程造价存在的问题
2.1 装饰设计与建筑设计相割裂,造成重复施工
目前我国建筑装饰工程的设计施工一般在建筑主体结构完成以后,重新进行招标选择装饰公司进行设计施工,为了满足业主的使用功能及风格偏好,装饰施工经常出现拆除冲凿现象,不仅造成重复施工,资源浪费,一些结构的拆除还会破坏房屋的稳定性,造成墙体开裂等质量问题。同时,装饰工程与土建工程施工界线不清晰,导致一些施工工序在土建和装饰中交叉或重复施工的现象,这些都会影响装饰工程造价费用的计算。
2.2 设计图不完整,施工变更多
建筑装饰设计需要在土建工程完成之后进行,存在工期短、任务重的特点,设计师为加快施工进度,往往只给出设计效果图,经业主审定后就开始施工,并没有给出详细的施工图,造成施工操作过程没有依据,不能实现设计意图,而且设计图的二维表达方式往往不易发现设计错误,增加了设计变更风险;另外装饰设计图一般都是由专业的建筑符号来表示,业主并不能完全理解,设计师只能在设计图的基础上对其渲染后让业主审核,往往造成实际施工效果没有达到渲染的结果,业主在施工过程中要求变更。这些变更常常需要对已完工程的修改,浪费人力、物力资源,造成工期延误,从而导致装饰工程造价的改变。
2.3 装饰材料种类多,市场价格混乱
近年来装饰工程的快速发展,带动了装饰材料市场的繁荣,据不完全统计,建筑装饰材料已达一万多种[6],建筑装饰市场的大量需求及高科技的发展,新的装饰材料不断出现,更新换代周期短。与此同时,装饰材料的价格参差不齐,同种规格不同品牌的材料可能就出现多种价格,加之一些商家以次充好,使装饰材料的市场价格十分混乱。装饰材料作为装饰工程造价的重要组成部分,对其种类的选择及价格的确定直接影响装饰造价的大小。
2.4 定额缺项多,计价依据不规范
装饰定额作为工程造价管理的重要组成部分,是一定计量单位的装饰工程中人力、材料、机械等的消耗数量标准,是装饰工程计价的主要依据。由于装饰工程材料种类多、更新速度快,相关部门不能及时对各种材料颁布定额,造成装饰定额缺项较多,使计价依据不确定,有些企业利用这个漏洞,对装饰工程中的材料进行随意报价;此外定额是结合社会平均劳动成本原则制定的,不能真实反映工程的实际成本,违反了市场价值规律,无法满足装饰工程造价的计价需求。
2.5 施工企业资质低,缺乏监督管理
建筑装饰行业在我国迅速发展,很多企业为谋取利润,纷纷加入其中,而我国又缺乏装饰工程的准入机制和行业标准,使一些质量差、素质低的施工队伍也混入其中,他们甚至没有接受专业的培训,造成设计、施工过程中出现返工、拖延工期等问题;同时装饰工程造价专业性较强,要求预算人员具备建筑、设计、施工、算量计价等多方面知识,而有些预算人员并不具备这些专业知识且缺乏经验,不了解新材料、新技术的计量方法,造成预算错误。建筑装饰行业的专业技术性强,也造成业主无法对其施工工序、材料选择、造价管理进行核查,使装饰工程在实际操作中缺乏行之有效的监督。
3 BIM技术应用于建筑装饰工程的可行性分析
BIM(Building information modeling)即建筑信息模型,以基于三维几何模型、包含其他信息和支持开放式标准的建筑信息为基础,提供更加强有力的软件,提高建筑工程的规划、设计、施工管理及运营维护的效率和水平,实现全生命期信息共享,从而优化建筑全生命周期成本等关键方面[7]。目前,我国BIM技术主要应用于土建及安装工程中,很少有将BIM技术单独应用到建筑装饰工程中的研究,但装饰工程作为建筑工程交付使用前的最后一个环节,是BIM实现建筑全生命周期运用的关键。BIM技术在装饰行业的应用,不仅可以实现BIM技术在建筑工程的全生命周期应用目标,也可以解决装饰工程中的诸多难题,有效控制装饰工程造价成本。BIM技术在建筑装饰工程中的应用主要体现在设计、招投标、施工三个阶段。
3.1 基于BIM的建筑装饰设计管理
采用BIM技术进行建筑装饰设计,是在土建、结构、机电等工程的设计审核完成基础上进行的,实现了与其他专业的有效衔接,可在依据已有的结构进行装饰设计,减少施工过程中的变更;BIM的三维立体模型能更真实地反映最终的装饰效果,使设计师避免传统二维设计中不易发现的错误;通过最终建立的三维装饰效果图可以提前预知装饰效果,及时与业主协商修改效果不佳的设计,避免业主看不懂设计图的难题。同时,设计师在设计时通过存储和调用族中的构件信息可快速实现对装饰构件的设计,极大地提高了设计效率。BIM技术在装饰工程中的应用使设计成果在交付前消除设计错误,最大限度的减少了设计变更,从源头上减少因设计变更带来的工期和成本的增加。
3.2 基于BIM的建筑装饰施工招投标管理
一般装饰工程招投标项目工期短、任务重,要求投标单位在较短的时间内完成招标项目的工程量计算,而单靠手工是很难按时、按质、保量完成的,现代建筑装饰工程造型趋于复杂化、异型化,人工计算工程量的难度越来越大,快速准确地形成工程量清单成为招投标阶段的难点和瓶颈,一旦工程项目产生设计变更,工程量又要重新进行计算,极易产生错误。采用BIM技术建立的装饰设计模型,各构件包含多种的数据信息,投标单位可以根据设计单位提供的富含数据信息的BIM模型快速抽调出工程量信息,结合项目具体特征编制准确的工程量清单,有效地避免漏项和错算等情况。
3.3 基于BIM的建筑装饰施工管理
采用BIM技术创建的虚拟建筑模型,可以同资源、进度、成本进行结合,在施工开始之前对项目进行模拟施工,优化施工场地布置、安排材料的预制及进场、合理安排劳动力资源,从而对建设项目进行事先的规划;在施工过程中,对于复杂工序的施工可通过提前在BIM模型中进行操作流程模拟,使施工人员快速掌握施工方法,实现技术交底;同时在施工过程中可实现不同专业间的协调管理,制定合理的施工顺序,另外在施工过程中可借助手持移动设备对实际施工情况进行检查,对照BIM模型发现偏差,及时进行改进,从而对建设项目进行直观的施工管理。
4 采用BIM技术控制建筑装饰工程造价过程分析
4.1 多专业协调建立模型,减少不同专业间的冲突
在BIM模型中,装饰工程的设计建立在已审核完成的建筑、结构、机电模型之上,设计师可准确把握各专业信息及已形成的空间形态,据此建立装饰工程设计模型并设置模型的材质,减少了二维平面装饰设计中各专业间的冲突,实现装饰与结构的良好结合[8]。BIM模型中的碰撞检测功能可以实现不同专业间的冲突检测,从而减少设计变更、工期延误造成的成本增加,在装饰模型中,通过建立装饰面层与结构、机电等专业的碰撞检测发现问题,及时修改设计减少冲突,例如按要求设置天花板标高后,与相邻机电管线间进行碰撞检测,据此来调整天花板的高度。
4.2 模型的可视化和模拟性,减少设计变更,指导现场施工
通过BIM技术建立的三维模型,能真实模拟出建筑装饰成果,实现所见即所得,在设计过程中可利用模型的可视化进行各方的协调、沟通,例如装饰设计师通过模型展示出的形态与结构工程师进行更直观的协商。BIM模型的模拟性可实现日照、通风等条件的模拟分析,可结合这些模拟分析结果设计出更加宜居的装饰效果,除此之外,也可将进度、成本等信息加入到BIM模型中,实现装饰阶段施工程序、设备材料消耗、施工场地布置等动态模拟,从而有效控制装饰施工的进度和成本。同时BIM中的漫游功能是以第三人的视角对装饰成果进行查看,仿佛自己置身于建筑物中,更容易发现设计中存在的问题并及时解决。
4.3 模型参数化设计,实现复杂构件预制
BIM模型中的图元以构件的形式存在,这些构件利用参数存储建筑信息,通过调整参数可形成不同的构件,利用BIM模型的参数化设计,可实现装饰材料信息的存储,为各专业调用工程信息提供便利,另外装饰模型的参数化设计使设计师对其中任意构件或程序进行修改,就会自动在其相关联处表现出来,不需要像传统设计那样去修改每张图纸或图表,从而减少了修改次数,保证模型设计的一致性[9]。BIM模型也可创建筑构件图元,设计师可以随时在模型软件附带族库中调用存储的构件图元,待装饰建模完成后,便可自动生成室内设计表达所需的各种设计图样。另外,装饰工程中存在较多异型构件,二维设计时通常事先制造出模具,再进行施工,不仅耗时且极易返工,利用BIM模型的参数化,直接将构件的数字信息提交给工厂,实现对复杂构件的数字化制造[10]。
4.4 全生命周期信息集成,智能化输出工程量
BIM模型不仅包含了建筑的几何模型,同时也包含建筑构件的物理特征、材质等信息,实现了不同专业工程数据的有机集成,改变了传统项目管理收据收集、存储、整理、分析难的困境,例如BIM模型可利用存储的信息自动计算工程量,并统计相关构件的数量、厂家、价格等信息,为设计师控制装修报价或投标报价提供了精确的数量依据。除此之外,建筑装饰工程构件多、造型复杂,采用传统算量方法极易产生漏算、错算,BIM自动计算工程量不仅提高了造价人员的效率,更增强了准确性。BIM技术在建筑全生命周期过程中能发挥更大效益,通过在同一个模型中不断添加进度、成本、施工方案等信息,实现建筑模型的信息共享和积累,有利于各专业间的协调及日后对其他类似项目的指导,更有利于企业造价控制的可持续性管理。
4.5 建立图档协同平台,实现高效施工及质量检测
在工程建设过程中,项目相关资料成千上万,种类繁多,传统施工管理主要依靠纸质资料进行信息传递和交流,极大地影响项目进展和工程建设的准确度,BIM技术可通过建立图档协同平台,将图纸、合同、变更、结算等各专业信息于模型构建进行有效关联,实现图档的精细化管理。同时BIM模型结合云技术和移动技术,可将模型信息和相关图档文件保存至云端,便于随时随地浏览工程信息,从而为图纸会审、现场审查提供了极大地便利。现场质量检测作为施工管理的组成部分,是有效控制工程返工,保证工程质量的重要环节,采用BIM技术图档协同平台、移动终端及三维扫描等技术,在现场对比三维模型和已完工部位的差别,直观发现问题;针对装饰工程中的重要材料,可通过二维扫码复核其实际材料信息,与BIM模型中的设计信息进行对照,检测其质量情况。
5 结论
建筑装饰工程作为我国的一个新兴行业,在建筑市场中发挥越来越重要的作用,对其造价的有效控制,是实现建筑装饰行业持续健康发展的关键。由于建筑装饰工程涉及材料多、施工工序复杂、异型构件多、不同专业间交叉施工等原因,使其工程造价成本控制变得异常复杂。BIM技术在建筑装饰工程中的运用,极大地改善了传统装饰工程建设存在的问题,通过对建筑装饰工程全生命周期的过程应用,更加高效、准确地对其造价进行了控制。目前,由于种种原因,我国采用BIM技术进行装饰工程建设的企业较少,但随着BIM技术在建筑行业的迅速发展,其带来的品质和效益将逐渐被人们所接受,成为建筑行业新的主流趋势。除了采用BIM技术对建筑装饰工程造价进行控制外,还需对建筑装饰工程加强定额管理、建立装饰材料价格体系、完善企业准入制度、实行施工过程监督等多种措施,从而更有效地控制装饰工程造价成本。
参考文献:
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关键词:泥浆护壁 灌注桩 回转钻机 密封
钻孔灌注桩按其不同的成桩工艺,可以分为干作业法、泥浆护壁法和套管护壁法三种。其中泥浆护壁主要应用于建筑施工位置地下水位较高的各种土层,其成桩方法是利用原土自然造浆或人工造浆浆进行护壁,通过循环泥浆将被钻头切下的土块携带排出孔外成孔,然后安装绑扎好的钢筋笼,导管法水下灌注混凝土沉桩。泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法按成孔机械分类有回转钻机成孔、潜水钻机成孔、冲击钻机成孔、冲抓锥成孔等。灌注桩是在施工现场根据施工需要直接使用机械在桩位上打孔,之后在孔内安置钢筋笼,最后向其灌注混凝土而成的一种桩基础。灌注桩根据成孔方法的不同可以分为不同的方式。其中钻孔灌注桩在科技发展的带动下,在其成孔施工工艺和机械设备上都有了很大的改进,目前被广泛应用在各种建筑工程中。
一、回转钻机成孔
回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动,再由其带动带有钻头的钻杆移动,有钻头切割土层。适用于地下水位较高的软、硬土层,如淤泥、黏性土、砂土和软质岩层。
正循环回转钻机成孔,由空心钻杆内部通入泥浆或高压水。从钻杆底部喷出,携带钻下的土渣沿孔壁向上流动,由孔口将土渣带出流入泥浆池。反循环回转钻机成孔,泥浆带渣流动的方向与正循环回转钻机成孔的情形相反。反循环工艺的泥浆上流的速度较高,能携带较大的土渣。
二、潜水钻机成孔
潜水钻机成孔是一种将动力、变速机构、钻头连载一起加以密封,潜入水中工作的一种体积小而轻的钻机。在不同的施工地势、不同的施工对象以及不同的施工技术要求下,所要选择的钻机的钻头也各有不同。在进行钻孔之前,一定要根据不同桩径和不同土层的需要,经过科学的勘探,周密的计算,因地制宜的制定成孔方案,选择合适的钻头进行施工作业,从而保证施工进度以及工程质量。钻头可带有合金刀齿,靠电机带动刀齿旋转切削土层或岩层。钻头靠桩架悬吊吊杆定位,钻孔时钻杆不旋转,仅钻头部分放置切削下来的泥渣通过泥浆循环排出孔外。
三、冲击钻机成孔
冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度,靠自有下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。此法设备简单,操作方便,对于有孤石的砂卵石岩、坚质岩、岩层均可成孔。冲孔前应埋设钢护筒,并准备好护壁材料。
在具体的施工操作过程中,常常会因为施工人员的疏忽大意而发生一些小故障,这样不仅耽误了施工进度,而且也可能引发更大的事故发生。这是我们需要重视的细节问题,因此,在施工作业中,不仅要严格按照技术规范操作,还要时刻注意施工进度中施工对象或机械器具的一些细节变化。例如在冲击钻孔成孔的施工中,应经常检查钢丝绳损坏情况,卡机松紧程度和专项装置是否灵活,以免掉钻。如果冲孔发生偏斜,应回填片石(厚300~500mm)后重新冲孔。
四、冲抓锥成孔
冲抓锥锥头有一重铁块和活动抓片,通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度,下落时松开卷筒刹车,抓片张开,锥头边自由下落冲入土中,然后开动卷扬机提升锥头,这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣,依次循环成孔。
冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。适用于松软土层(砂土、黏土)中冲孔,但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。
五、施工范围及准备工作
适用于工业与民用建筑中地下水位高的软、硬土层泥浆护壁成孔灌注桩工程。
准备工作:325~425号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥;中砂或粗砂;粒径为0.5~3.2cm的卵石或碎石;不含有害物质的洁净水或自来水;塑性指数IP≥17的黏土;通过检验的外加早强剂;符合施工设计要求的钢筋;需要准备的机械机具有:回旋钻孔机、翻斗车或手推车、混凝土导管、套管、水泵、水箱、泥浆池、混凝土搅拌机、平尖头铁锹和胶皮管等。
六、施工工艺流程。
钻孔机就位钻孔注泥浆下套管继续钻孔排渣清孔吊放钢筋笼射水清底插入混凝土导管浇筑混凝土拔出导管插桩顶钢筋。
钻孔机就位:在施工作业中,我们要科学合理的使用机械来完成施工任务,机械的使用必须严格按照操作规范执行,在钻孔机就位时,要使钻孔机保持绝对平稳,不能在使用的过程中发生倾斜位移,引起操作失误,导致事故的发生。为控制钻孔深度,应在机架上或机管上做出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。
钻孔及注泥浆:调直机挺杆,对号桩位(用对位圈),开动机器钻进,出土,达到一定深度(视土质和地下水情况)停钻,孔内注入实现调制好的泥浆,然后继续进钻。钻孔深度达到5m左右时,提钻下套管。在钻孔过程中,要注意观察泥浆的相对密度,不能使泥浆水位下降,以保证表层土受震动后不会坍塌。
孔底清理及排渣:如果所施工的土质层是黏土和粉质黏土时,就可以直接向孔内加入合格的洁净水,利用空中原来的黏土或粉质黏土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度应控制在1.1~1.2。
在砂土和较厚的夹砂层中成孔时,泥浆相对密度应控制在1.1~1.3;在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时,泥浆的相抵密度应控制在1.3~1.5。
吊放钢筋笼:钢筋笼放前应绑好砂浆垫块;吊放时要对准孔位,吊直扶稳,缓慢下沉,钢筋笼放到设计位置时,应立即固定,防止上浮。
射水清底:在钢筋笼内插入混凝土导管(管内有射水装置),通过软管与高压泵连接,开动泵机水即射出,射水后孔底的沉渣即悬浮与泥浆之中。
浇筑混凝土:停止射水后,应立即浇筑混凝土,随着混凝土不断增高,孔内沉渣将浮在混凝土上面,并同泥浆一同排回贮浆槽内。
拔出导管:混凝土浇筑到桩顶时,应及时拔出导管。但混凝土的上顶标高一定要符合设计要求。
关键词:超高层建筑;钢结构;伸臂桁架;施工技术;质量控制
现如今,建筑工程中多数都是以钢结构为主,其中伸臂桁架结构的重要性日益突出。伸臂桁架结构在应用的过程中具有一定的特殊性,其主要的功能就是保证建筑结构的稳固性。接下来,笔者主要以具体的工程为例,对钢结构中的伸臂桁架施工技术进行全面地介绍和分析,仅供参考。
1 工程概况
此工程位于某市的国际广场,属于超高层建筑。起重地上为50层,地下为3层。总体高度为220米,其核心筒主要是以混凝土剪力墙的形式为主,其外筒则是钢管混凝土柱,无论是内筒还是外筒都是借助钢梁桁架承板来进行支撑和连接。然后将其接在不同的楼层上,在伸臂桁架结层之间设置带状的桁架结构。
2 施工技术分析
在实际的施工中,施工人员需要对伸臂桁架结构形式进行全面地优化,同时对施工经验以及应用的技术进行全面地分析,使得伸臂桁架结构在安装的过程中更加简化和合理。具体来说主要表现在以下几个方面:
2.1 在原设计中,伸臂桁架主要采用的是高强螺栓连接的形式。核心筒剪力墙的施工主要是以钢结构的施工形式为主,在施工的过程中需要进行科学地预埋。另外,在考虑剪力墙本身刚度的过程中,预埋的混凝土达到了标准的强度,就可以进行节点的连接。一般情况下,预埋段伸臂桁架节点的连接方式从栓接变为焊接。主要是由于焊接的精准度比较高,而且对质量也可以进行全面地控制。
2.2 混凝土核心筒内部的伸臂桁架上弦和下弦都需要进行预埋。在对钢骨柱进行预埋时,剪力墙内部的钢筋结构需要进行牢固地绑扎和支模。因此,在对混凝土进行浇筑的过程中安装结构会出现一定的偏差。这就会使得伸臂桁架结构出现严重地错位问题。通过对这种情况进行全面地技术分析之后,技术人员将接头取消,预埋的钢骨柱被重新设置了标高。进行通高通长的设置,然后将伸臂桁架下弦落入到钢骨柱的焊接处。经过优化处理之后,可以减少钢骨柱的错位现象。
2.3 通常情况下,原设计中的螺栓的等级都比较高,其直径可以达到30,通过对这一等级螺栓进行全面地分析可以看出,存在的主要问题如下所示:如果是单个节点,螺栓的数量需要在已有钢筋结构的截面上进行布置,否则就需要提升螺栓的直径和强度等级。一般来说,伸臂桁架节点栓接作用主要是呈现的是连接作用。这种方式并不是十分可行,因此,需要规定设计的上限。另外,在施工的过程中,工作人员还需要按照施工的特点来调整预拉力,需要注意的是,在解决技术问题的同时,必须要减少现场螺栓的数量。一般来说,螺栓的强度需要达到12.9S,预应力拉力为410KN,扭矩系数的平均值需要被控制在0.11-0.15的范围内。这些参考数据都需要符合技术论证会的标准,同时还要经得起扭矩系数试验,做好螺栓拉力试验,尽量满足施工的要求。
3 伸臂桁架加工预拼装质量控制
对于超高层建筑钢结构中伸臂桁架的设计来说,高强螺栓直径需要被控制在30mm以内,螺栓孔径可以超出1.5mm。超出的部分就是最大的误差值。经过加工、制作和安装之后,构件会出现各种不同类型的误差。要将偏差形式控制在标准的误差范围内具有一定的难度。严重的话还会导致螺栓无法正常穿入到孔位当中。基于以上的分析,施工人员对构件进行预拼装具有一定的的现实意义。在预拼装工程符合标准之后,工作人员要对构件进行全面地检查,将安装方向和安装顺序进行明确,提升构件加工的精准度。
3.1 预拼装目的预拼装的目的在于检验构件加工能否保证现场拼装、安装的质量要求,确保下道工序的正常运转和安装质量达到规范、设计要求,能满足现场一次吊装成功率,减少现场安装误差,所以预拼装在本工程加工过程中,显得尤为重要。
3.2 预拼装内容预拼装主要内容为桁架所有的弦杆、腹杆和节点的接口拼装以及钢柱连接接口的预拼,切割弦杆余量、钻孔,标记。
3.3 预拼装细则。预拼装胎架底线必须严格按要求画线,并提交检查员验收后方可使用;先定位弦杆的中间段,定位纵横向中心线及节点角度线,切割端面余量,切割余量时必须注意焊缝间隙尺寸;吊上所有节点和腹杆、用安装螺栓与连接板紧固,检查所有的眼孔是否正确,否则进行补孔,或重新钻孔;把两侧钢柱吊上胎架定位,注意定对钢柱的母线方向和楼层标高线及侧面母线的左右水平度,然后与胎架定位,检查与桁架弦杆、腹杆的连接接口,焊缝隙间隙尺寸;用钻模配钻弦杆、腹板的高强度螺栓孔;为配合现场的安装方便,必须做好各连接接口处的对合标识、中心线、对合线、标高线、水平线标记,并用洋冲标识,提交监理验收,同时做好各种数据的测量记录表,提供现场安装用。
4 伸臂桁架现场安装质量控制
4.1 桁架构件进入施工现场,检查工程出厂合格证,探伤检测报告。
4.2 工程师会同施工单位质检人员,核对构件尺寸,是否满足设计要求。
4.3 现场采用动臂塔吊吊装伸臂桁架下弦杆,下弦杆就位校正后,安装连接板,校核、校正后安装高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.4 吊装伸臂桁架上弦杆,安装就位后,安装连接板,校核、校正后安装高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.5 吊装伸臂桁架腹杆,安装就位后,安装连接板,校核、校正后安高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.6 检查校正伸臂桁架,检查高强螺栓初拧情况。
4.7 伸臂桁架连接高强螺栓待主体结构封顶后终拧,用扭矩扳检查。
结束语
为了加强结构的侧向刚度,提高其抗震性能,超高层建筑都会沿竖向高度设置几道水平加强层,钢桁架加强层便是代表。为了使提高施工水平,使钢桁架加强层达到设计要求,需要对其施工方法进行深入研究,并对其施工期进行结构分析,从而保证施工质量。在建筑的建造过程中,如果施工控制不当,就会容易引起安全问题,因此深入研究结构在施工过程中的受力性能,模拟结构的施工过程,对结构设计和指导施工都具有重要意义。
参考文献
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[2]黄愿,汪梦甫,宋兴禹.带钢桁架水平加强层的高层混合结构抗震性能分析[J].钢结构,2010(9).
[3]邱文雄.钢结构施工技术在高层建筑中的应用[J].科技资讯,2011(19).
关键词:细读图;多检查;多沟通;领会设计及规范意图;要诚信;接地监理;过程控制;
中图分类号:TU248.1文献标识码: A 文章编号:
随着铁路不断地发展,一幢幢现代风格的站房拔地而起,这都是铁路建设者们辛勤劳动的结果,其中也有我们中铁济南工程建设监理有限公司监理人员的一分汗水。几年来,通过对唐山车站的监理,获得了一些经验和体会。以下结合唐山车站站房接地施工,从对工程全过程监理的角度,谈谈在金属屋面及钢砼结构建筑避雷接地施工监理中的一些做法。一、审图、学习有关规范,制定监理实施细则仔细研读施工图,特别是设计说明,我这里说是“研读”,重点是对设计图的接地做法要读懂意图。通过设计说明,结合具体的接地施工图,理解设计的意图、接地设置的目的和具体特定的用途;了解目的和用途后,才能制定出根据设计及施工规范要求,以及怎样有目的地去监督施工人员实际作业的措施和检查其作业结果的有关数据信息,即制定监理实施细则。二、理解有关接地说明,读通图纸,实施过程控制设计说明中有类似如:防雷引下线利用柱内两根直径不小于16mm的对角主筋;接地极利用桩内主筋,连接时将柱内、梁内、基础承台内及桩内对角主筋相互焊接;大楼距地45M以上,外墙上的梁柱内的主筋、钢构架及栏杆、门窗等较大金属物应相互连接,并与防雷引下线连接;楼内竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端应与防雷引下线连接等说明。这些说明是文字概括性的表达,在图中不一定会用详细的图表示出来,这就需要结合图纸认真仔细的分析思考。
在所有基础梁和承台钢筋绑扎的过程中或承台钢筋绑扎完成后,根据接地平面图分别进行焊接连接,要求引出测试点的部位,应用符合要求的镀锌圆钢或镀锌扁钢引出。在各交叉点和分支点都应用各梁交叉点的交叉角度分别弯出连接钢筋。而对于利用柱钢筋做接地引上点的部位,根据设计说明的要求,利用对角钢筋,并用弯成90°角的Φ12mm钢筋进行连接焊接。而对于基础梁的对角钢筋,因为施工时很不方便焊接作业,在这一点上笔者认为,可利用梁上面的两侧主筋作为接地钢筋连接。在监理检查接地时,根据图纸在现场逐点逐段进行核对检查,并要求对引上接地的对角主筋做好适当的标记,以便下步引上或焊接时辩认。笔者在监理过程中遇到最多的几个问题是:a. 焊接时错筋。b. 焊接部位与平面图不一致。c. 基础梁钢筋由于作业关系,局部采用绑扎而没有采用焊接的,施工人员在焊接地时没有注意和检查出来,而没有实施焊接的。d. 柱筋引上点焊接错筋。e.漏焊。f. 焊接电流太小,而焊接宽度不够和假焊。g. 焊缝不饱满,焊接长度不够等。施工质量的控制主要是过程中的检查、督促;要根据施工通病和易出现差错、容易忽视等问题进行着重检查,在施工过程中指出,并及时要求整改。在钢筋验收时,主要是对已提出的问题进行复查,要求整改的是否已经整改。三、等电位接地,防雷接地,高层建筑门窗、栏杆接地的监理楼房的防雷接地是利用柱筋的对角钢筋引上,一般柱钢筋的接长都用电碴压力焊,这种情况下随着房子的升高,防雷引下利用的钢筋也就自然引上了,而外墙上的梁的防雷接地则用弯成90°角的φ12mm钢筋与防雷引下利用的柱筋进行焊接。如果是塑钢门窗,则不存在接地问题;至于铝合金门窗、栏杆等的接地,如果是先装法工艺的话,是将窗门栏杆先固定到位,后做墙体和窗门框之间嵌缝和粉刷,即后做窗套。
在监理过程中所遇到的是铝合金门窗后装法,后装法的特点是门窗套先完成,门窗框根据门窗套尺寸一次安装到位,不需土建第二次嵌缝;为了做好本项工作,安装施工人员需预先在梁柱、剪力墙扎钢筋或砌砖墙时从梁柱的接地钢筋处引到窗门、栏杆旁,放一个过渡盒,盒内做接地连接端子,在土建做门窗套栏杆前,用软接地线与过渡盒内接地端子连接好;在安装门窗栏杆时配合门窗栏杆安装,及时将接地软线(软线必须压线鼻搪锡)与门窗栏杆用螺丝进行连接。监理检查要点为:在梁柱浇砼和砌砖前,接地过渡端子盒须预埋到位,软线连接必须用不小于4mm2的多股软导线,两端压线鼻并搪锡,特别注意的是门窗用铝合金材料的,在所钻连接孔处必须括去保护层或保护膜,以保证螺栓与线鼻的有效接触面,并拧紧螺栓,确保门窗栏杆的良好接地。四、屋顶防雷、接地屋顶防雷接地是楼房建筑过程中,层层升高,利用柱主筋引上,到最后接顶时,必须用Φ12mm的镀锌钢筋引出。在监理过程中要注意的是:必须提醒施工人员,将所有柱筋进行合并连接一次,主要防止引上时可能错筋,防止引出的不是桩基引上的接地钢筋。还要特别注意,由于屋顶露台的出现,结构的变化、柱子缩小,而造成接地钢筋引上点轴线变化移位,要及时提醒施工人员注意过渡连接。
在监理实际过程中,遇到过这样一种情况:审图时避雷平面图中没有发现设计不足之处,但到实际屋面看,在屋顶的最高处机房及库房的小屋面上有风机和风道,其中风机高出屋面1.6米,风道高出屋面约1.7米,原设计只有一圈屋面避雷带。从安全防雷角度出发,认为一圈避雷带对风机和风道起不到防雷保护作用。为了解决这个问题,监理提出了在四个角增加避雷针,高度在2.5米左右,并通过正常手续办理了工程联系单,解决了设计不足问题。五、接地电阻的测试我们唐山市区范围内的接地电阻测试结果一般都在0.1~0.3Ω左右,都能符合要求。施工单位测试接地电阻一般都用接地摇表,但对接地电阻用接地摇表测试的具体操作可能会存在着不太清楚的情况。测试接地电阻的接地极测试线为5米,测试的电位探测针线为20米,电流探测针线为40米,要求探测针为插入400mm,摇表的速度应为120r/min,测试时务必要清楚,测试线的距离、探针都应到位,否则会造成误差;还要注意接地极测试点的表面要干净,否则钳夹的接触电阻很大。