CN111101707B

CN111101707B - 一种基于bim技术的装配式建筑的施工方法

Info

Publication number: CN111101707B
Application number: CN201911405184.9A
Authority: CN
Inventors: 王玉进; 李英超; 亓玉政
Original assignee: Shandong Taian Construction Engineering Group Co ltd
Current assignee: Shandong Taian Construction Engineering Group Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111101707A

Abstract

一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法，包括以下步骤：基于BIM技术创建建筑工程三维模型，对建筑的设计、施工、运营方案进行设计及优化；在预制墙板的预留钢筋上注塑成型圆柱形聚氨酯树脂安装引导件；预制构件的运输、验收及放置；安装竖直构件；在预制墙板的侧面喷涂聚合物粘结砂浆薄层，然后绑扎节点钢筋并支设现浇混凝土模板；安装预制梁，形成建筑框架；安装水平构件；混凝土浇筑；预制楼梯、阳台、外挂架及其它预制构件的安装；竣工复核；成果交付及运营维护。本发明的施工方法安全、稳定，施工周期短，能够满足各种装配式建筑的需求。

Description

一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑领域，具体涉及一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法。

背景技术

BIM （Building Information Modeling）建筑模型信息系统通过对整个建筑施工项目采取全模型的创建，进行方案设计和施工过程的可视化分析、优化施工方案以及重点难点分析。从而大大降低返工成本，减少资源浪费、施工冲突以及安全问题。装配式建筑与BIM的设计方法的结合，可将建筑、结构、机电模型三者进行协同，便可发现建筑与建筑之间，建筑与结构之间，结构与机电工程之间存在的碰撞问题，结合施工进度计划，并能发现各个施工班组之间的交叉作业、节拍施工错误等问题，并及时进行综合调整。利用BIM软件三维管线图可以精确管线的布置及走向，避免交叉班组在施工过程中的碰撞，减少施工过程中出现的返工现象。在钢结构深化设计中利用BIM技术进行三维建模，对钢结构构件空间立体布置进行可视化模拟，通过提前碰撞校核，可对方案进行优化，有效解决施工图中的设计缺陷。基于BIM的装配式建筑采用标准化设计、工厂化生产、装配化实施、信息化管理以及智能化应用，极大降低了建筑能耗，实现了建筑行业的节能环保，是现代化生产方式的代表。

CN104878836B介绍了一种预制装配式房屋及其施工方法，该房屋包括房屋基础，房屋基础中预埋有基础连接件，基础连接件上设有竖直的预制柱，预制柱纵横排列，同一竖直方向的预制柱依次叠加，同层相邻的预制柱顶部间安装有水平的预制梁，形成房屋框架，房屋框架由多个单元层组成，每个单元层包括多个单元间；每个单元层的预制梁上设有预制预应力混凝土叠合楼板，预制预应力混凝土叠合楼板两端的锚固钢筋与预制梁上预留的楼板连接件牢固连接；相邻的单元间之间设有竖直的预制隔墙板，房屋框架的外侧设有预制大型外挂墙板，上下两个单元层之间设有预制楼梯板。CN105023201B介绍了一种基于BIM和大数据的装配式建筑深化设计及施工方法，该方法包括以下步骤：基于BIM的用户自定义户型；基于BIM的多专业协同设计；基于BIM的装配式建筑智能拆分；基于大数据的建造成本分析；基于大数据自动生成生产计划、施工计划以及原料采购计划；基于BIM的工厂智能装配生产；基于物联网的存储运输管理系统；基于BIM 的现场安装施工管理；基于BIM的装配式建筑运营维护管理。CN107012950A介绍了一种绿色节能装配式建筑及施工方法，包括底座以及底板组件，在底板组件上表面的侧缘设有竖直墙板，在所述竖直墙板的顶端设有框体组件，所述框体组件包括相互垂直固定连接的横梁以及竖梁，在所述框体组件所在的平面上设有一遮挡组件，所述遮挡组件包括由外向内依次设置的透明防水层、透明防辐射层以及光线调节装置，所述光线调节装置包括多个均匀设置的转动件。

为了提高施工效率，缩短施工工期，提高预制墙板与浇筑混凝土间的粘结力，本发明以提高预留钢筋与预制墙板对接准确性和效率、提高预制墙板地缝强度增长速率、预制墙板界面喷涂粘结砂浆为切入点，提出了一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法。

发明内容

本发明涉及一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法，该方法在预制墙板的预留钢筋顶端注塑成型聚氨酯树脂安装引导件；在预制墙板塞缝砂浆中加入无碱液体速凝剂以加快施工进度；在预制墙板节点界面喷涂聚合物粘结砂浆薄层，以提高预制预制墙板与现浇混凝土的界面粘聚力。

本发明的具体技术方案如下：

一种基于BIM 技术的装配式建筑的施工方法，包括以下步骤：

（1）基于 BIM 技术创建建筑工程三维模型，对建筑的设计、施工、运营方案进行优化，并以此为依据进行预制构件的设计及加工。

（2）在预制墙板的预留钢筋上注塑成型圆柱形聚氨酯树脂安装引导件。

（3）预制构件的运输、现场验收及放置。

（4）安装竖直构件：在圆柱形聚氨酯树脂安装引导件的引导下，将预留钢筋安装入预制墙板中的钢筋套管；调整安装预制墙板斜支撑，矫正预制墙板定位和垂直度；配制含有无碱液体速凝剂的塞缝砂浆，对预制墙板进行塞缝，塞缝完成2小时后采用含有减缩减水剂的灌浆料进行灌浆作业。

（5）在预制墙板的侧面喷涂聚合物粘结砂浆薄层，然后绑扎节点钢筋并支设现浇混凝土模板。

（6）安装预制梁，形成建筑框架。

（7）安装水平构件，将水平构件安装至指定位置并进行钢筋绑扎。

（8）混凝土浇筑。

（9）预制楼梯、阳台、外挂架及其它预制构件的安装。

（10）竣工复核。

（11）成果交付及运营维护。

优选的，圆柱形聚氨酯树脂安装引导件的高度为12~25mm，邵氏硬度为77D~83D，并以注塑成型方式连接到预留钢筋顶部，直径为预留钢筋直径的95~110%。

优选的，现场的预制构件按照工程种类、型号、安装顺序分区放置。

优选的，在预制墙板吊装下落过程中，预制墙板接近预留钢筋时，先将聚氨酯树脂安装引导件人工调整至钢筋套筒中，然后沿着引导件缓慢将预留钢筋安装到钢筋套筒中。

优选的，预制墙板地面塞缝砂浆中含有的无碱液体速凝剂的pH值小于7，其砂浆初凝时间≤5min，终凝时间≤12min，砂浆1d抗压强度≥7.0MPa，28d抗压强度比≥90%，其中硫酸铝的含量不高于55%。

优选的，减缩减水剂中的减缩官能团通过化学键接到减水剂分子中。制备所述减缩减水剂的原料为：丙烯基甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、衣康酸-聚丙二醇单丁醚缩聚单体、抗坏血酸、双氧水以及甲基丙烯磺酸钠，所述反应物的摩尔比例为：1.0: 1.5~3.5: 0.8~2.3: 0.05~0.10: 0.12~0.25: 0.20~0.35，反应温度为20~35℃。

优选的，预制墙板在钢筋绑扎前，在其待浇筑混凝土面喷涂3~5mm厚的聚合物粘结砂浆薄层。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明采用具有高硬度、具有一定弹性及耐老化的聚氨酯树脂作为预留钢筋安装的引导件，以注塑成型方式置于预留钢筋的顶端，克服了钢筋不易弯折的缺点，提高了预制墙板的安装速率和定位的准确率；同时提高了预制墙板安装及运输过程中的安全性。

（2）本发明配制了含有无碱液体速凝剂的塞缝砂浆，对预制墙板进行塞缝，加快了砂浆的凝结时间，塞缝及分仓后2小时便可进行灌浆施工，缩短了施工周期。

（3）本发明使用减缩型减水剂配制灌浆料，该减水剂的减缩基团以化学键连的形式连接到减水剂分子中，非复配添加。与普通减水剂相比，本发明中的减缩型减水剂砂浆的7天收缩率降低9.3%，28天收缩率降低15.6%。有效提高了灌浆材料的体积稳定性，避免了灌浆料在套管中的体积收缩造成的应力集中。

（4）本发明中预制墙板与浇筑混凝土界面喷涂了薄层聚合物粘结砂浆，增强了界面的粘结力，而且可吸收一定的界面拉力和剪切力，降低了预制墙板与现浇混凝土之间开裂的风险。

具体实施方式

以下结合实例对本发明加以说明，但不应理解为本发明上述主体的范围仅限于此。

实施例1

（1）基于 BIM 技术创建建筑工程三维模型，对建筑的设计、施工、运营方案进行优化，并以此为依据进行预制构件的设计及加工，并对整个工程过程实施动态管理。（2）在预制墙板的预留钢筋上注塑成型圆柱形聚氨酯树脂安装引导件，其高度为17mm，邵氏硬度为77D，直径为预留钢筋直径的95%。（3）预制构件的运输、现场验收及放置。预制构件按照工程种类、型号、安装顺序分区放置。（4）安装竖直构件：在预制墙板吊装下落过程中，预制墙板接近预留钢筋时，先将聚氨酯树脂安装引导件人工调整至钢筋套筒中，然后沿着引导件缓慢将预留钢筋安装到钢筋套筒中。安装调整预制墙板斜支撑，矫正预制墙板定位和垂直度。配制含有无碱液体速凝剂的塞缝砂浆，对预制墙板进行塞缝，无碱液体速凝剂的pH值为3.6，其砂浆初凝时间4.7min，终凝时间10.3min，砂浆1d抗压强度7.9MPa，28d抗压强度比93%，其中硫酸铝的含量为52%。塞缝完成2小时后采用加入减缩减水剂的灌浆料进行灌浆作业。制备所述减缩减水剂的原料为：丙烯基甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、衣康酸-聚丙二醇单丁醚缩聚单体、抗坏血酸、双氧水：甲基丙烯磺酸钠，上述原料的摩尔比为：1.0: 1.5: 2.3:0.07: 0.23: 0.35，反应温度为25℃。（5）在预制墙板的待浇混凝土面喷涂3mm厚的聚合物粘结砂浆薄层，然后绑扎节点钢筋并支设现浇混凝土模板。（6）安装预制梁，形成建筑框架。（7）安装水平构件：将水平构件安装至指定位置并进行钢筋绑扎。（8）浇筑混凝土。（9）预制楼梯、阳台、外挂架及其它预制构件的安装。（10）竣工复核。（11）成果交付及运营维护。

实施例2

（1）基于 BIM 技术创建建筑工程三维模型，对建筑的设计、施工、运营方案进行优化，并以此为依据进行预制构件的设计及加工，并对整个工程过程实施动态管理。（2）在预制墙板的预留钢筋上注塑成型圆柱形聚氨酯树脂安装引导件，其高度为23mm，邵氏硬度为80D，直径为预留钢筋直径的90%。（3）预制构件的运输、现场验收及放置。预制构件按照工程种类、型号、安装顺序分区放置。（4）安装竖直构件：在预制墙板吊装下落过程中，预制墙板接近预留钢筋时，先将聚氨酯树脂安装引导件人工调整至钢筋套筒中，然后沿着引导件缓慢将预留钢筋安装到钢筋套筒中。安装调整墙板斜支撑，矫正预制墙板定位和垂直度。配制含有无碱液体速凝剂的塞缝砂浆，对预制墙板进行塞缝，无碱液体速凝剂的pH值为2.9，其砂浆初凝时间4.3min，终凝时间11.2min，砂浆1d抗压强度8.3MPa，28d抗压强度比92%，其中硫酸铝的含量为47%。塞缝完成2小时后采用加入减缩减水剂的灌浆料进行灌浆作业。制备所述减缩减水剂的原料为：丙烯基甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、衣康酸-聚丙二醇单丁醚缩聚单体、抗坏血酸、双氧水：甲基丙烯磺酸钠，上述原料的摩尔比为：1.0: 3.5: 0.8: 0.05:0.12: 0.25，反应温度为35℃。（5）在预制墙板的待浇混凝土面喷涂4.5mm厚的聚合物粘结砂浆薄层，然后绑扎节点钢筋并支设现浇混凝土模板。（6）安装预制梁，形成建筑框架。（7）安装水平构件：将水平构件安装至指定位置并进行钢筋绑扎。（8）浇筑混凝土。（9）预制楼梯、阳台、外挂架及其它预制构件的安装。（10）竣工复核。（11）成果交付及运营维护。

实施例3

（1）基于 BIM 技术创建建筑工程三维模型，对建筑的设计、施工、运营方案进行优化，并以此为依据进行预制构件的设计及加工，并对整个工程过程实施动态管理。（2）在预制墙板的预留钢筋上注塑成型圆柱形聚氨酯树脂安装引导件，其高度为13mm，邵氏硬度为83D，直径为预留钢筋直径的100%。（3）预制构件的运输、现场验收及放置。预制构件按照工程种类、型号、安装顺序分区放置。（4）安装竖直构件：在预制墙板吊装下落过程中，预制墙板接近预留钢筋时，先将聚氨酯树脂安装引导件人工调整至钢筋套筒中，然后沿着引导件缓慢将预留钢筋安装到钢筋套筒中。安装调整预制墙板斜支撑，矫正预制墙板定位和垂直度。配制含有无碱液体速凝剂的塞缝砂浆，对预制墙板进行塞缝，无碱液体速凝剂的pH值为3.2，其砂浆初凝时间3.9min，终凝时间10.9min，砂浆1d抗压强度8.9MPa，28d抗压强度比96%，其中硫酸铝的含量为55%。塞缝完成2小时后采用加入减缩减水剂的灌浆料进行灌浆作业。制备所述减缩减水剂的原料为：丙烯基甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、衣康酸-聚丙二醇单丁醚缩聚单体、抗坏血酸、双氧水：甲基丙烯磺酸钠，上述原料的摩尔比为：1.0: 2.0: 3.5:0.10: 0.17: 0.27，反应温度为30℃。（5）在预制墙板的待浇混凝土面喷涂5mm厚的聚合物粘结砂浆薄层，然后绑扎节点钢筋并支设现浇混凝土模板。（6）安装预制梁，形成建筑框架。（7）安装水平构件：将水平构件安装至指定位置并进行钢筋绑扎。（8）浇筑混凝土。（9）预制楼梯、阳台、外挂架及其它预制构件的安装。（10）竣工复核。（11）成果交付及运营维护。

实施例4

（1）基于 BIM 技术创建建筑工程三维模型，对建筑的设计、施工、运营方案进行优化，并以此为依据进行预制构件的设计及加工，并对整个工程过程实施动态管理。（2）在预制墙板的预留钢筋上注塑成型圆柱形聚氨酯树脂安装引导件，其高度为25mm，邵氏硬度为77D，直径为预留钢筋直径的110%。（3）预制构件的运输、现场验收及放置。预制构件按照工程种类、型号、安装顺序分区放置。（4）安装竖直构件：在预制墙板吊装下落过程中，预制墙板接近预留钢筋时，先将聚氨酯树脂安装引导件人工调整至钢筋套筒中，然后沿着引导件缓慢将预留钢筋安装到钢筋套筒中。安装调整预制墙板斜支撑，矫正预制墙板定位和垂直度。配制含有无碱液体速凝剂的塞缝砂浆，对预制墙板进行塞缝，无碱液体速凝剂的pH值为2.7，其砂浆初凝时间4.9min，终凝时间10.1min，砂浆1d抗压强度8.3MPa，28d抗压强度比97%，其中硫酸铝的含量为55%。塞缝完成2小时后采用加入减缩减水剂的灌浆料进行灌浆作业。制备所述减缩减水剂的原料为：丙烯基甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、衣康酸-聚丙二醇单丁醚缩聚单体、抗坏血酸、双氧水：甲基丙烯磺酸钠，上述原料的摩尔比为：1.0: 1.8: 1.5:0.06: 0.22: 0.29，反应温度为20℃。（5）在预制墙板的待浇混凝土面喷涂4.5mm厚的聚合物粘结砂浆薄层，然后绑扎节点钢筋并支设现浇混凝土模板。（6）安装预制梁，形成建筑框架。（7）安装水平构件：将水平构件安装至指定位置并进行钢筋绑扎。（8）浇筑混凝土。（9）预制楼梯、阳台、外挂架及其它预制构件的安装。（10）竣工复核。（11）成果交付及运营维护。

尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。

Claims

1.一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）基于BIM技术创建建筑工程的三维模型，通过三维模型对建筑的设计、施工、运营方案进行优化，并以此为依据进行预制构件的设计及加工；

（2）在预制墙板的预留钢筋上注塑成型圆柱形聚氨酯树脂安装引导件；圆柱形聚氨酯树脂安装引导件的高度为12~25mm，直径为预留钢筋直径的95~110%，邵氏硬度为77~83D；

（3）预制构件的运输、现场验收及放置；

（4）安装竖直构件：在圆柱形聚氨酯树脂安装引导件的引导下，将预留钢筋安装入预制墙板中的钢筋套管；安装调整预制墙板斜支撑，矫正预制墙体定位和垂直度；

配制含有无碱液体速凝剂的塞缝砂浆，对预制墙体进行塞缝；该无碱液体速凝剂的pH值小于7，其砂浆初凝时间≤5min，终凝时间≤12min，砂浆1d抗压强度≥7.0MPa，28d抗压强度比≥90%，其中硫酸铝的含量不高于55%；

塞缝完成2小时后采用加入减缩减水剂的灌浆料进行灌浆作业；减缩减水剂中的减缩官能团通过化学键连接到减水剂分子中，制备所述减缩减水剂的原料为：丙烯基甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、衣康酸-聚丙二醇单丁醚缩聚单体、抗坏血酸、双氧水以及甲基丙烯磺酸钠，上述原料的摩尔比为：1.0: 1.5~3.5: 0.8~2.3: 0.05~0.10: 0.12~0.25: 0.20~0.35，反应温度为20~35℃；

（5）在预制墙板的侧面喷涂聚合物粘结砂浆薄层，然后绑扎节点钢筋并支设现浇混凝土模板；

（6）安装预制梁，形成建筑框架；

（7）安装水平构件，将水平构件安装至指定位置并进行钢筋绑扎；

（8）浇筑混凝土；

（9）预制楼梯、阳台、外挂架及其它预制构件的安装；

（10）竣工复核；

（11）成果交付及运营维护。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，现场的预制构件按照工程种类、型号、安装顺序分区放置。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在预制墙板吊装下落过程中，预制墙板接近预留钢筋时，先将聚氨酯树脂安装引导件人工调整至钢筋套筒中，然后沿着引导件缓慢将预留钢筋安装到钢筋套筒中。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤（5）中，预制墙板在钢筋绑扎前，在其待浇筑混凝土面喷涂3~5mm厚的聚合物粘结砂浆薄层。