CN114411945A - 基于bim技术的跳仓法施工工法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土施工技术领域，特别是涉及一种基于BIM技术的跳仓法施工工法，包括以下步骤：A.创建大体积混凝土仓位划分BIM模型，仓位划分BIM模型优化，输出仓位划分图纸，确定仓位施工顺序；B.按照仓位划分图纸定位放线，进行钢筋制安和模板支设；C.根据仓位施工顺序对所有仓位按照跳仓法进行浇筑和养护；D.所有仓位浇筑完毕后，对施工缝进行处理并封仓。通过BIM技术划分仓位，可以有效的优化施工工艺。而通过跳仓法施工，“抗放兼施”，取消温度后浇带，可以加快工期、提高结构整体质量和稳定性、抗渗效果良好。
Description
技术领域
本发明实施例涉及混凝土施工技术领域，特别涉及一种基于BIM技术的跳仓法施工工法。
背景技术
现代建筑造型与结构复杂化，多样的建筑使得大体积、大面积的钢筋混凝土构件越来越多，建筑施工中常采取设置后浇带的方法来解决结构的混凝土温度、收缩和因沉降导致的混凝土裂缝问题，但是后浇带需要凿毛，并进行人工清理，存在清理工作难、周期长、施工效率低的问题，且在后浇带两侧支撑楼板的模板支架长期不能拆除，会导致人、机、材的消耗增加，影响正常周转，不符合当前节材环保的要求，成本较高；同时，设置后浇带的方法，也难以进一步提高结构整体质量、稳定性和抗渗效果；此外，随着社会的发展，跳仓法应运而生，跳仓法是指在大体积混凝土结构施工中，在早期温度收缩应力较大的阶段，将超长的混凝土块体分为若干小块体间隔施工，经过短期的应力释放，在后期收缩应力较小的阶段再将若干小块体连成整体，依靠混凝土抗拉强度抵抗下一阶段的温度收缩应力的施工方法，但是，现有的跳仓法施工工艺往往因分仓不合理，而导致过多的分仓施工缝需要处理。有介于此，本发明提出一种基于BIM技术的跳仓法施工工法，以优化施工工艺。
发明内容
本发明旨在提出一种基于BIM技术的跳仓法施工工法，以解决后浇带方法存在的清理工作难、周期长、施工效率低的问题，以及现有的跳仓法施工工艺存在过多的分仓施工缝需要处理的问题，以优化施工工艺。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：
基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，包括以下步骤：
A.创建大体积混凝土仓位划分BIM模型，仓位划分BIM模型优化，输出仓位划分图纸，确定仓位施工顺序；B.按照仓位划分图纸定位放线，进行钢筋制安和模板支设；C.根据仓位施工顺序对所有仓位按照跳仓法进行浇筑和养护；D.所有仓位浇筑完毕后，对施工缝进行处理并封仓。
进一步的，所述仓位划分BIM模型优化是利用BIM技术对仓位划分后的仓位浇筑进行预模拟，根据浇筑量、凝固速率、浇筑时长对仓位划分的可行性和合理性进行分析验证，进行仓位划分的智能优化设计。
进一步的，所述定位放线包括：根据输出的仓位划分图纸上的位置、尺寸数据，进行仓位的现场测量、定位和放线工作。
进一步的，所述钢筋制安包括：分析仓位划分BIM模型的受力条件和应力状态，按照20-65mm的厚度预留钢筋保护层，进行筏板基础的整体面筋支撑体系的钢筋架构的制作和安装。
进一步的，在钢筋架构内部设置降温管，并在降温管内设置用于检测混凝土内部温度的测温探头；混凝土养护过程中根据内部温度适时导入和控制水流进行温度调节，并根据混凝土的里外温差和降温速率实时调整表面湿度。
进一步的，所述降温管使用金属管，安装时绑扎在钢筋上，所述降温管的进水口和出水口密封处理，并设置为至少高于混凝土表面500mm。
进一步的，所述模板支设包括：创建模板BIM模型，进行浇筑预模拟，根据浇筑厚度、侧压力对模板的可行性和合理性进行分析验证，进行模板BIM模型的智能优化设计，输出模板工程图纸，根据模板工程图纸进行模板的支设。
进一步的，步骤B中还包括：在相邻仓位之间的跳仓施工缝处安装止水钢板，并安装分仓模板，使用不锈钢丝网收口。
进一步的，，根据混凝土浇筑后预计产生的侧压力，验算出用于止水钢板和不锈钢丝网的加固钢筋的直径及间距，使用加固钢筋加固安装止水钢板，再将钢筋焊接成钢筋网片，并与止水钢板牢固连接，钢筋网片上再绑扎不锈钢丝网。
进一步的，步骤C中在进行每个仓位浇筑时，沿仓位的短边按照斜面分层法向两头来回推进，整体浇筑方向为沿浇筑仓位的长边从一头向另一头推进。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：通过创建和优化仓位划分BIM模型，应用BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性的特点，可以提前解决因分仓不合理而导致过多的分仓施工缝处理等相关问题，有效的优化施工工艺。而通过跳仓法施工，“抗放兼施”，实现混凝土结构温度裂缝控制，取消温度后浇带，同时通过合理控制各道工序的持续时间，使得取消温度后浇带的混凝土结构仍可按传统后浇带结构流水施工的要求组织施工，可以加快工期、提高结构整体质量和稳定性、抗渗效果良好；并可有效减少后浇带凿毛和人工清理工作，便于缩短工期，提高施工效率；此外，还可避免后浇带二次浇筑的人、机、材的消耗，可加速材料周转，节材环保，降低项目成本。
附图说明
图1是本发明实施例的流程图；
图2是本发明实施例中的BIM模拟施工图；
图3是本发明另一实施例的流程图；
图4是本发明另一实施例中优化后的仓位划分BIM模型示意图；
图5是本发明另一实施例中不锈钢丝网与钢筋网片的连接结构示意图；
图6是本发明另一实施例中的浇筑路径图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
参照图1-2，本实施例涉及一种基于BIM技术的跳仓法施工工法，包括以下步骤：
A.创建大体积混凝土仓位划分BIM模型，仓位划分BIM模型优化，输出仓位划分图纸，确定仓位施工顺序。
B.按照仓位划分图纸定位放线，进行钢筋制安和模板支设。
C.根据仓位施工顺序对所有仓位按照跳仓法进行浇筑和养护。
D.所有仓位浇筑完毕后，对施工缝进行处理并封仓。
通过创建和优化仓位划分BIM模型，应用BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性的特点，可提前解决了因分仓不合理而导致过多的分仓施工缝处理等相关问题，有效的优化施工工艺。而通过跳仓法施工，“抗放兼施”，实现混凝土结构温度裂缝控制，取消温度后浇带，同时通过合理控制各道工序的持续时间，使得取消温度后浇带的混凝土结构仍可按传统后浇带结构流水施工的要求组织施工，可以加快工期、提高结构整体质量和稳定性、抗渗效果良好；并可有效减少后浇带凿毛和人工清理工作，便于缩短工期，提高施工效率；此外，还可避免后浇带二次浇筑的人、机、材的消耗，可加速材料周转，节材环保，降低项目成本。
参照图3，在另一个实施例中，本发明的施工工法包括以下步骤：
S1，施工准备：
制定专项施工方案：施工前编制跳仓法专项施工方案，经技术负责人审核批准后，报监理审批。
选择质量可靠的商品混凝土搅拌站：商品混凝土搅拌站应根据项目对原材料要求，结合《普通混凝土配合比设计规范》以及大体积混凝土施工工艺特性进行混凝土配合比试配，最后得出优化的配合比，且商品混凝土搅拌站应在混凝土浇筑前，把试配结果及记录提前报项目部审查，合格后方可使用。采用商品混凝土可以减少水泥、砂、石等造成的现场扬尘污染，使扬尘指标控制在规定范围内，有利于生态恢复。
方案、安全、技术交底：施工前应向施工现场管理人员和作业人员进行方案交底和安全技术交底，并形成记录，签字后纳入档案管理
S2.应用BIM技术划分仓位，确定施工顺序：
创建大体积混凝土仓位划分BIM模型，仓位划分BIM模型优化，输出仓位划分图纸，模拟按照跳仓法进行仓位间隔分阶段浇筑的施工过程，优化并确定仓位施工顺序。具体可采用AutoDesk Revit软件进行BIM模型的建立和优化，其中，仓位划分BIM模型优化是利用BIM技术对仓位划分后的仓位浇筑进行预模拟，根据浇筑量、凝固速率、浇筑时长对仓位划分的可行性和合理性进行分析验证，进行仓位划分的智能优化设计；最终输出仓位划分图纸和和记载仓位施工顺序的施工时序文件，以便进行后续定位放线、钢筋制安、模板支设和浇筑施工等工作。通过BIM划分的仓位如图4所示。
S3.定位放线：
根据输出的仓位划分图纸上的位置、尺寸数据，进行仓位的现场测量、定位和放线工作。在进行仓位的现场测量前，先校验测量仪器，确保测量仪器校验合格，且在有效期内，并由专人负责测量定位放线工作。
S4.钢筋制安：
分析仓位划分BIM模型的受力条件和应力状态，按照35-45mm的厚度预留钢筋保护层厚度，进行筏板基础的整体面筋支撑体系的钢筋架构的制作和安装。其中预留的钢筋保护层的厚度优选40mm，以便达到良好的抗裂效果。筏板基础的整体面筋支撑体系的钢筋架构在混凝土楼板中起抵抗外荷载所产生的效应，以及防止和控制混凝土收缩裂缝发生与裂缝宽度的双重作用，而钢筋保护层的合理设置可以确保这一双重作用有效。立柱及水平支撑受力钢筋采用直径介于20mm-25mm之间的大直径螺纹钢，以确保筏板面筋稳定性。通过加强钢筋架构配筋设置，在不增加胶凝材料用量的基础上，利用混凝土的约束减小应变，提高浇筑后混凝土的抗拉强度，此措施可简称“抗”。
此外，在模拟按照跳仓法进行仓位间隔分阶段浇筑的施工过程结束后，得到浇筑之后的混凝土BIM模型，根据施工时间的气候情况，在混凝土BIM模型上模拟其温度变化条件，分析温度变化状态，在钢筋架构内部设置降温管，并在降温管内设置用于检测混凝土内部温度的测温探头；混凝土养护过程中根据内部温度适时导入和控制水流进行温度调节，并根据混凝土的里外温差和降温速率实时调整表面湿度。通过降温管可以在控制混凝土内外温差，便于更好的对高大厚体积的混凝土构件进行保温、保湿养护和对其应力变化进行控制。
其中，降温管使用金属管，以便加快热传递，安装时将降温管绑扎在钢筋上，并绑扎牢固，降温管的进水口和出水口密封处理，并设置为至少高于混凝土表面500mm，以避免浇筑时有混凝土进入，防止降温管堵塞。同时，可将降温管的进水口和出水口设置在混凝土上建筑物设计的柱体或墙体结构空间内，以便在浇筑完成后使用砂浆或砖对四周封堵，将其隐藏。
另外，在进行钢筋制安后架设专门施工马道和钢筋小马撑，并进行严格的教育和管理，确保全体操作人员行走时在专门施工马道和钢筋小马撑上通行，不得随意踩踏中间架空部位钢筋，避免因钢筋位置不正确导致混凝土出现裂缝。
S5.加固止水钢板及钢丝网：
参照图5，在相邻仓位之间的跳仓施工缝处安装止水钢板，并安装分仓模板，使用不锈钢丝网100收口。具体的，根据混凝土浇筑后的侧压力，验算出用于止水钢板和不锈钢丝网100的加固钢筋200的直径及间距，以保证其强度不会爆模；使用加固钢筋200加固安装止水钢板，再将钢筋焊接成钢筋网片，并与止水钢板牢固连接，钢筋网片上再绑扎不锈钢丝网100。其中，止水钢板安装时，其凹面居中并朝向迎水面。通过在跳仓施工缝采取钢筋网片+不锈钢丝网，施工缝表面粗糙，仅需要凿除上下边缘部分钢丝网，清洗后即可进行第2次砼浇筑，接缝处两次浇筑混凝土粘接紧密，既可以保证质量，又方便施工。
S6.模板支设：
创建模板BIM模型，进行浇筑预模拟，根据浇筑厚度、侧压力对模板的可行性和合理性进行分析验证，进行模板BIM模型的智能优化设计，输出模板工程图纸，根据模板工程图纸进行模板的支设，以确保模板具有足够的承载力、刚度和稳定性，输出模板工程图纸，根据优化后的模板工程图纸进行模板的支设，以便可靠的承受预计浇筑混凝土的自重及施工荷载。
S7.混凝土浇筑、养护：
浇筑前，明确混凝土输送泵位置和泵管布置，并计算泵管输送动荷载，加设泵管支撑架体，避免泵管直接放置于面筋或模板上，防止扰动钢筋或模板支撑体系引起架体变形进而引发质量安全事故；混凝土输送车场内路线，尤其是浇筑块较多时，要做好现场施工平面与运输布置工作，加快施工进度减小坍落度损失保证浇筑持续顺畅。
浇筑时，根据确定的仓位施工顺序，按照跳仓法进行所有仓位的间隔仓位分阶段浇筑、振捣和养护，对图4所示仓位编号，按照先间隔浇筑1、3、8、9、12、13、5，后浇筑2、4、6、10、11、14、7的顺序进行间隔浇筑，先浇筑的间隔仓位混凝土养护结束后再进行与先浇筑仓位相邻的仓位的浇筑、振捣和养护。跳仓缝处振捣要小心细致，不要踫撞坏收口的不锈钢丝网，以保证混凝土与不锈钢丝网的粘接质量。养护工作包括初凝后多次细致的压光抹平和保温保湿，养护持续时间为14天。所有仓位浇筑并养护结束后，对施工缝进行处理并封仓。
养护时，安排专人负责保温保湿养护，并做好测温记录，同时着重观测内外温度差和降温速率，当参数不满足温控指标时，及时调整循环降温水流量，并及时调整养护措施。最后在养护结束后，在封仓前对施工缝进行处理。
施工时先将超长结构划分为若干仓，相邻仓混凝土需要间隔14天后才能浇筑相连，通过跳仓间隔释放混凝土前期大部分温度变形与干燥收缩变形引起的约束应力，此措施可简称“放”。此外，“放”的措施还包括初凝后多次细致的压光抹平，消除混凝土塑性阶段由大数量级的塑性收缩而产生的原始缺陷；浇筑后及时保温、保湿养护，让混凝土缓慢降温、缓慢干燥，从而利用混凝土的松弛性能，减小叠加应力。
此外，在进行超大、超厚、抗渗要求高的底板外围结构混凝土施工时，还可添加微膨胀抗裂防水外加剂，通过富含纤维和其他抗渗抗裂外加剂的添加增加混凝土抗裂性能，并使用其具有的微膨胀性能抵消混凝土的收缩已达到防止开裂及抗渗作用。此措施可简称“加”。
还可通过调整混凝土配合比中胶凝材料的掺量，合理的延长混凝土强度提升周期，以降低水化热快速升高带来的温度裂缝。次措施可简称“减”。
参照图6，在进行每个仓位内浇筑时，从梁柱节点处或预应力张拉加腋处开始下料，沿浇筑仓位的短边按照斜面分层法向两头来回推进，推进至梁跨中间部位后再把下料口移到梁柱节点处，整体浇筑方向为沿浇筑仓位的长边从一头向另一头推进。具体的，斜面分层法浇筑方向为沿浇筑仓位的短边来回浇筑，浇筑的斜面叠加方向沿浇筑仓位的仓边推进，即为整体浇筑方向。如浇筑构件厚度厚或高度较高，则采用分层顺序浇筑，并确保每层的浇筑厚度不超过400mm。
本实施例的施工工法应用BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性的特点，对混凝土结构分仓浇筑进行模拟施工，提前解决了因分仓不合理而导致过多的分仓施工缝处理等相关问题。由于混凝土的开裂是一个涉及设计、施工、材料、环境及管理等的综合性问题，通过采取跳仓法施工“抗”、“放”、“加”、“减”结合，有效预防混凝土结构产生有害裂缝。
S8.封仓前施工缝处理：
所有仓位浇筑完毕后，对施工缝进行处理并封仓，完成施工。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的，技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但上述实施例是示例性的，并不用于限定本发明的保护范围，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对上述实施例进行的任何变化、修改、替换和变型，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，包括以下步骤：
A.创建大体积混凝土仓位划分BIM模型，仓位划分BIM模型优化，输出仓位划分图纸，确定仓位施工顺序；
B.按照仓位划分图纸定位放线，进行钢筋制安和模板支设；
C.根据仓位施工顺序对所有仓位按照跳仓法进行浇筑和养护；
D.所有仓位浇筑完毕后，对施工缝进行处理并封仓。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，所述仓位划分BIM模型优化是利用BIM技术对仓位划分后的仓位浇筑进行预模拟，根据浇筑量、凝固速率、浇筑时长对仓位划分的可行性和合理性进行分析验证，进行仓位划分的智能优化设计。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，所述定位放线包括：根据输出的仓位划分图纸上的位置、尺寸数据，进行仓位的现场测量、定位和放线工作。
4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，所述钢筋制安包括：分析仓位划分BIM模型的受力条件和应力状态，按照20-65mm的厚度预留钢筋保护层，进行筏板基础的整体面筋支撑体系的钢筋架构的制作和安装。
5.根据权利要求4所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，在钢筋架构内部设置降温管，并在降温管内设置用于检测混凝土内部温度的测温探头；混凝土养护过程中根据内部温度适时导入和控制水流进行温度调节，并根据混凝土的里外温差和降温速率实时调整表面湿度。
6.根据权利要求5所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，所述降温管使用金属管，安装时绑扎在钢筋上，所述降温管的进水口和出水口密封处理，并设置为至少高于混凝土表面500mm。
7.根据权利要求1所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，所述模板支设包括：创建模板BIM模型，进行浇筑预模拟，根据浇筑厚度、侧压力对模板的可行性和合理性进行分析验证，进行模板BIM模型的智能优化设计，输出模板工程图纸，根据模板工程图纸进行模板的支设。
8.根据权利要求1所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，步骤B中还包括：在相邻仓位之间的跳仓施工缝处安装止水钢板，并安装分仓模板，使用不锈钢丝网收口。
9.根据权利要求8所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，根据混凝土浇筑后预计产生的侧压力，验算出用于止水钢板和不锈钢丝网的加固钢筋的直径及间距，使用加固钢筋加固安装止水钢板，再将钢筋焊接成钢筋网片，并与止水钢板牢固连接，钢筋网片上再绑扎不锈钢丝网。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的基于BIM技术的跳仓法施工工法，其特征在于，步骤C中在进行每个仓位浇筑时，沿仓位的短边按照斜面分层法向两头来回推进，整体浇筑方向为沿浇筑仓位的长边从一头向另一头推进。
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