孫文進(jìn)　馬顯通

摘要：BIM技術(shù)自傳入中國(guó)以來(lái)，給建筑業(yè)帶來(lái)了巨大變革，同時(shí)伴隨著B(niǎo)IM技術(shù)理念在建筑行業(yè)內(nèi)不斷被認(rèn)知和認(rèn)可，BIM技術(shù)的應(yīng)用將對(duì)施工企業(yè)的建設(shè)產(chǎn)生更為重要的影響。文章基于BIM技術(shù)的品茗模板工程設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用中的實(shí)踐和體會(huì)，探討了BIM技術(shù)在模板工程方面的具體實(shí)施和應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；模板工程；高支模；安全管理；建筑行業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU201 文章編號(hào)：1009-2374（2016）03-0039-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.020

1 BIM施工技術(shù)概念

BIM施工技術(shù)英語(yǔ)全稱為Building Information Modeling，譯成漢語(yǔ)就是建筑信息模型。BIM施工技術(shù)充分利用了幾何學(xué)原理、空間位置關(guān)系理論以及地理信息系統(tǒng)包括建筑物之間的構(gòu)架、組件的性質(zhì)與數(shù)量。BIM施工技術(shù)能夠較好地用來(lái)展現(xiàn)整個(gè)建筑物的生命周期，涵蓋了肇建與施工營(yíng)運(yùn)過(guò)程，能隨時(shí)隨地提取建筑物內(nèi)材料的諸多信息，且方便快捷，能把整體建筑內(nèi)所處部位、多種系統(tǒng)予以展現(xiàn)。其建筑模型具備仿真模擬建筑物的真實(shí)信息，其優(yōu)勢(shì)在于它有可視、模擬、優(yōu)化、出圖等特性，對(duì)建筑物的質(zhì)量、施工進(jìn)程營(yíng)建成本等數(shù)據(jù)信息提供了無(wú)紙化管理，節(jié)約了資源，方便了管控，能規(guī)避危險(xiǎn)源、防止建設(shè)過(guò)程中施工過(guò)程的質(zhì)量與安全出現(xiàn)問(wèn)題。

2 工程案例

某學(xué)校多功能廳工程位于嘉善縣，建筑面積為15000m2，建筑高度為15m，作業(yè)面高，施工難度大。由三維效果圖可看出二層為高支模，支模高度8.50m，跨度22.10m，最大梁截面為800mm×1500mm。

2.1 通過(guò)軟件智能轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工圖簡(jiǎn)單快速建模

通過(guò)軟件智能轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工圖簡(jiǎn)單快速建模如圖1所示：

2.2 導(dǎo)出模板布置后的3D可視化三維效果圖

高大模板支撐系統(tǒng)安全專項(xiàng)施工方案應(yīng)根據(jù)本工程的施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全和合同要求進(jìn)行編制，并且要結(jié)合工程本身，確保達(dá)到安全可靠、符合規(guī)定、便于操作和監(jiān)控的要求。方案編制內(nèi)容要點(diǎn)包括方案編制說(shuō)明及依據(jù)、工程概況（高大模板支架工程情況及施工安排）、設(shè)計(jì)支架的大概情形（所用支架的架種與其使用的原材料、尺寸、品質(zhì)與性能、水泥澆筑的程序和工藝、支架搭設(shè)方法和安全要求等）、施工安全保證措施、隱患整改和應(yīng)急預(yù)案、模板支撐設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)、支架的施工詳圖。同時(shí)還需做列出以下十五點(diǎn)：（1）安放支架對(duì)地基所需的具體要求；（2）所使用的墊板其原材料的品質(zhì)與具體尺寸；（3）支架對(duì)中與對(duì)稱對(duì)其立桿的具體標(biāo)準(zhǔn)；（4）設(shè)計(jì)構(gòu)架具體規(guī)格、尺寸（涵蓋縱、橫、步等距離）的施工時(shí)候的允許誤差差；（5）垂直方向和水平方向剪刀撐的構(gòu)架與連接的規(guī)定；（6）支架的立桿其豎直度允許的誤差與橫桿的水平誤差；（7）方木和其承傳梁件的規(guī)格要求；（8）設(shè)置支架的先后順序，水泥澆筑的先后與各層的厚薄程度；（9）水泥澆筑進(jìn)行中操作面上工作人員與機(jī)器設(shè)備數(shù)量的掌控情形；（10）樓蓋在澆筑結(jié)束到可以對(duì)上層支架施工操作的停歇時(shí)間，支架能允許卸拆的具體要求；（11）支架設(shè)置及設(shè)置完成與實(shí)施澆筑前的對(duì)其質(zhì)量檢驗(yàn)、驗(yàn)收的具體辦法；（12）確保嚴(yán)密掌控施工安排欲澆筑技術(shù)工藝更改的措施；（13）支架搭建、卸拆與澆筑工作其間的安全監(jiān)管、控制、保護(hù)的手段、措施；（14）非正常情況與突發(fā)事件出現(xiàn)的應(yīng)急處理方式、手段；（15）腳手架的搭設(shè)還必須符合《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-2011）等要求。

3 BIM技術(shù)在模板工程中的應(yīng)用

3.1 辨識(shí)高支模區(qū)域

由上述工程案例可以清楚地了解到，通過(guò)建模我們可以直接找出高支模區(qū)域，再也不需要逐個(gè)去尋找、計(jì)算是否是高支模，大大節(jié)省了模板工程設(shè)計(jì)人員的時(shí)間，尤其經(jīng)過(guò)建模我們可以更直觀地看到斜板斜梁、異形平面結(jié)構(gòu)、主次梁相交節(jié)點(diǎn)、變形縫、強(qiáng)弱電井、預(yù)留洞口等結(jié)構(gòu)位置，更加注意對(duì)重要結(jié)構(gòu)模板的搭設(shè)設(shè)計(jì)。

3.2 模板成本控制

BIM模型被譽(yù)為參數(shù)化的模型，因此在建模的同時(shí)，各類的構(gòu)建就被賦予了尺寸、型號(hào)、材料等的約束參數(shù)，BIM是經(jīng)過(guò)可視化設(shè)計(jì)環(huán)境反復(fù)驗(yàn)證和修改的成果，由此導(dǎo)出的材料設(shè)備數(shù)據(jù)有很高的可信度，如材料統(tǒng)計(jì)功能、模板支架搭設(shè)匯總表功能，可按樓層、結(jié)構(gòu)類別快速形成項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)出砼、模板、鋼管、方木、扣件/托等用量。精確的材料用量計(jì)算，幫助項(xiàng)目管理者（不管是自營(yíng)還是模板分包）做到胸有成竹，為降低成本提供了新的技術(shù)手段，有效提高了成本管控能力。合理的材料采購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)安排計(jì)劃，有利于保障工程進(jìn)度及成本控制。在工程預(yù)算中可以參考BIM模型導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，為造價(jià)控制、施工決算提供有利的依據(jù)。

3.3 施工進(jìn)程掌控

BIM技術(shù)可以實(shí)施對(duì)所有參與方、所有專業(yè)的施工進(jìn)程、計(jì)劃實(shí)現(xiàn)集成化掌控，全方位、動(dòng)態(tài)化地把握模板工程施工進(jìn)程、對(duì)使用材料需求和供應(yīng)商生產(chǎn)與配送情況，消除了施工與資源分配安排之間的矛盾和沖突，保證了多方希望的工期目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，通過(guò)BIM技術(shù)可以對(duì)模板工程的重點(diǎn)或難點(diǎn)部分進(jìn)行可建性模擬，按月、日、時(shí)進(jìn)行施工方案的分析優(yōu)化。利用BIM的技術(shù)輔助施工現(xiàn)場(chǎng)可以對(duì)高支模以及進(jìn)行樓梯模板設(shè)置等施工技術(shù)實(shí)行模擬施工，探求其施工方案的合理性，對(duì)施工作業(yè)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)先處理；也可以利用BIM技術(shù)結(jié)合模板工程安排計(jì)劃進(jìn)行預(yù)演以提高復(fù)雜模板工程的可造性。借助BIM技術(shù)對(duì)模板工程的模擬，工程管理者能夠非常直觀地了解整個(gè)模板工程搭設(shè)環(huán)節(jié)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和搭設(shè)工序，并清晰把握在搭設(shè)過(guò)程中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，施工方也可以進(jìn)一步對(duì)原有搭設(shè)方案進(jìn)行優(yōu)化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性。

3.4 模板方案的編制和優(yōu)化

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，模板的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)模板方案從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的平面施工圖紙上及文字上很難把握住復(fù)雜結(jié)構(gòu)，充分利用BIM模型的三維圖像的顯示，使其顯得形象且直觀。利用BIM的虛擬模型實(shí)行模擬施工能準(zhǔn)確地驗(yàn)證其模板工程安全方案編制的可行性、合理性，主要查看以下四點(diǎn)內(nèi)容：

3.4.1 安置支架的條件所在。設(shè)置支架其地面與樓蓋等的承載能力與加固、支撐的措施是否完善；高設(shè)置的空間內(nèi)有無(wú)附著拉結(jié)的情形；周圍鄰近的樓層或者樓蓋有無(wú)先期、同期作業(yè)施工；于支架設(shè)置或者對(duì)支架的牢靠度有影響的區(qū)域內(nèi)有無(wú)同時(shí)抑或交叉作業(yè)的施工工程；施工作業(yè)時(shí)期其季節(jié)的風(fēng)力對(duì)高處（設(shè)置的支架其底部距離地面應(yīng)大于或者等于50m）支架的影響如何。

3.4.2 支架架種與桿件、原材料的選配。利用架種、構(gòu)架對(duì)施工工程的適用情況與其配合的措施是否可靠；選用桿件、原材料尺寸與質(zhì)量、品質(zhì)是否過(guò)關(guān)、控制的措施是否有效。

3.4.3 荷載取值。支架上承與下傳荷載；包括支架立桿軸力的不均布系數(shù)等的多種取值；澆筑的先后與各層薄厚的影響；多層連支荷載的確定；傾斜桿件的水平分力與其側(cè)力作用取值。其中主要勘驗(yàn)荷載能否以最大不利情形下取值。

3.4.4 架體的構(gòu)造與承、傳、載。有無(wú)橫桿直接承載不安全的情況出現(xiàn)；其剪刀撐以及安置斜桿有無(wú)不合標(biāo)準(zhǔn)尺寸和要加固的需求；豎向、水平等剪刀撐（涵蓋加強(qiáng)層）和附著拉結(jié)安置有無(wú)不相互聯(lián)接的情況；其支架的頂、底、邊、中間等部位有無(wú)設(shè)置水平的加強(qiáng)層；其重載、受側(cè)力等作用部位、設(shè)吊拉與附著措施部位和局部需要加強(qiáng)的構(gòu)造之處有無(wú)不牢靠的現(xiàn)象出現(xiàn)。起到最大抑或危險(xiǎn)荷載作用的立、橫、斜等桿有無(wú)選用雙桿以及縮減構(gòu)架規(guī)格；圓、弧、環(huán)、三角等異形平面的架體與承、傳、載等構(gòu)造設(shè)計(jì)有無(wú)不安全現(xiàn)象存在；有無(wú)存在斜桿的單側(cè)作用在立桿步中的情形出現(xiàn)，有無(wú)掃地桿太高、立桿太長(zhǎng)或者可調(diào)底、托座絲桿太細(xì)、作業(yè)長(zhǎng)度太多的情形出現(xiàn)；懸挑抑或懸空的架體其跨度包括節(jié)點(diǎn)和承傳的架體有無(wú)不以計(jì)內(nèi)力予以加強(qiáng)；重載立、斜桿等底部的支墊安裝設(shè)計(jì)有無(wú)不牢靠的情形，有無(wú)對(duì)抗上翻風(fēng)力以及抗風(fēng)拉結(jié)的手段措施。通過(guò)對(duì)薄弱環(huán)節(jié)仔細(xì)審查，對(duì)于我們?cè)诜桨笇?shí)施過(guò)程中暴露的安全隱患盡可能提前處理。

3.5 安全措施所在

模板工程施工中可能存在以下問(wèn)題：

3.5.1 方案編制存在的問(wèn)題。施工方案計(jì)劃書(shū)未根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)算，未考慮施工荷載、鋼管材料、立桿基礎(chǔ)等參數(shù)。

3.5.2 模板安裝時(shí)存在的問(wèn)題。模板搭設(shè)安裝時(shí)，相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)工人交底不充分，使工人在施工中比較隨意，憑經(jīng)驗(yàn)搭設(shè)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)的模板和方案中要求的不一致，產(chǎn)生安全隱患。

3.5.3 要注意以下方面：（1）模板拆除中存在的問(wèn)題。根據(jù)規(guī)定，要在混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度模板方可拆除，但是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作過(guò)程中，因?yàn)橼s工期、工人責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)，往往還未達(dá)到強(qiáng)度要求就拆卸模板，極其不規(guī)范。（2）模板拆除過(guò)程中未按照規(guī)定順序進(jìn)行拆除。（3）側(cè)模板拆除時(shí)，未按照相關(guān)規(guī)定設(shè)置安全防護(hù)裝置，導(dǎo)致混凝土成品保護(hù)未到位，混凝土表面及棱角受損。（4）樓板底模拆除時(shí)，專職安全員未做好監(jiān)督、臨時(shí)支撐及警戒區(qū)域，導(dǎo)致模板掉落發(fā)生傷人事故。通過(guò)BIM模型，可進(jìn)行3D可視化審核，審核人員應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)更專注于模板工程的設(shè)計(jì)合理性本身，將審核從文字、公式驗(yàn)算等工作中解脫出來(lái)，解決審核工作量大、與設(shè)計(jì)人員交流不順暢、審核難度大容易審核漏缺陷等問(wèn)題；通過(guò)BIM模型三維顯示效果，有助于技術(shù)交底和細(xì)部構(gòu)造的顯示，讓工人更加直觀地接受交底內(nèi)容；采用BIM模型對(duì)模板施工工程所有重大危險(xiǎn)可能發(fā)生情形的“描述”認(rèn)知、乃至安全措施、防護(hù)手段以及危險(xiǎn)演示包括依照預(yù)定的方案進(jìn)行模擬施工。按照模板工程的不同施工階段、重大危險(xiǎn)源的不同級(jí)別給以區(qū)分渲染，主要包括模板安裝區(qū)域、施工通道、臨邊位置、材料堆場(chǎng)、施工疏散通道等，利用BIM模型技術(shù)最后確定形成的安全區(qū)域鎖定與模型引導(dǎo)，以三維圖片與動(dòng)畫(huà)漫游的方式給予進(jìn)場(chǎng)的具體施工操作人員實(shí)行了安全防范教育，可謂“動(dòng)畫(huà)用三維，視覺(jué)得沖擊”“教育效果好，直觀加形象”。

4 結(jié)語(yǔ)

基于BIM技術(shù)的品茗模板工程設(shè)計(jì)軟件大大提升了建模及模型的應(yīng)用效率和質(zhì)量，解決了模板工程設(shè)計(jì)過(guò)程中計(jì)算難、畫(huà)圖難、算量難、交底難四個(gè)難題。BIM技術(shù)可視化、優(yōu)化性、可出圖性等方面的創(chuàng)新，為模板工程的發(fā)展提供了技術(shù)支持，也為控制危險(xiǎn)源和降低成本提供了新的技術(shù)手段，同時(shí)成為實(shí)現(xiàn)杜絕高大模板支架坍塌事故要求的基本途徑和可靠保證。

作者簡(jiǎn)介：孫文進(jìn)（1985-），男，湖北襄陽(yáng)人，浙江精工建設(shè)集團(tuán)有限公司工程師，研究方向：施工管理。

（責(zé)任編輯：陳 潔）