李超，李欣，王丙何，孔令寰，宋金俊

（中國(guó)建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000）

1 研究背景

近年來，隨著社會(huì)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，建筑行業(yè)取得了飛速的發(fā)展。與此同時(shí)，誕生了一大批新興技術(shù)和施工工藝，BⅠM 技術(shù)在隔離式納塑外模板排布中的應(yīng)用便是其中之一。模板工程中絕大多數(shù)的外模板安裝是施工人員依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷來進(jìn)行切割安裝的，這種施工方法會(huì)有大量誤差存在，常常會(huì)導(dǎo)致外模板材料的浪費(fèi)以及施工進(jìn)度的延誤，更有甚者會(huì)導(dǎo)致安全事故的產(chǎn)生。BⅠM 技術(shù)在隔離式納塑復(fù)合外模板排布中應(yīng)用，在建立主體的模型后進(jìn)行外模板的三維排布，這種方法可以優(yōu)化節(jié)點(diǎn)部位的施工，涵蓋每一塊外模板的尺寸，讓外模板排布的方式更加合理，極大程度上減少甚至避免了外模板浪費(fèi)現(xiàn)象的出現(xiàn)[1]。因此，BⅠM 技術(shù)在優(yōu)化隔離式納塑復(fù)合外模板排布中的應(yīng)用研究分析在實(shí)際模板工程中的施工具有重要意義。

2 傳統(tǒng)隔離式納塑復(fù)合外模板在施工中存在的問題

2.1 技術(shù)交底困難

外模板的技術(shù)交底在建筑工程中常常以圖紙的形式進(jìn)行，而外模板的施工圖絕大多數(shù)都是以某個(gè)建筑構(gòu)建的大樣圖的方式而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。這種形式的技術(shù)交底往往需要施工人員根據(jù)建筑圖紙的立面圖和平面圖互相對(duì)照著分析，并不能直觀地進(jìn)行表述外模板的做法。這種不直觀的交底會(huì)導(dǎo)致了很多問題的出現(xiàn)，在節(jié)點(diǎn)部位的問題尤為突出。在規(guī)模龐大、高層較多以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑工程中隔離式納塑外模板的技術(shù)交底的圖紙往往相對(duì)復(fù)雜，同時(shí)難以對(duì)每一塊外模板進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的施工人員遇到這種沒有直觀表達(dá)的部位往往會(huì)根據(jù)過往的施工經(jīng)驗(yàn)去處理，而現(xiàn)場(chǎng)施工人員的個(gè)人技術(shù)水平和對(duì)圖紙的理解程度不盡相同，這就導(dǎo)致了在某些節(jié)點(diǎn)部位的外模板做法上出現(xiàn)了錯(cuò)誤，從而使隔離式納塑外模板的消耗量增加，同時(shí)也降低了外模板的施工效率和延緩了施工進(jìn)度[2]。

2.2 影響文明施工

現(xiàn)場(chǎng)的施工人員為了讓安裝外模板更為方便，在樓面模板上對(duì)外模板進(jìn)行邊切割邊安裝已成為施工現(xiàn)場(chǎng)的常態(tài)。這種做法會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)碎垃圾和粉塵，會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境造成不可逆的污染，不利于現(xiàn)場(chǎng)的文明管理及綠色施工管理。同時(shí)，因?yàn)檫@些建筑垃圾過于細(xì)小且不易清除，往往被遺留在模板與鋼筋的夾縫之中，然后伴隨著混凝土被一起澆筑，進(jìn)而導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。

2.3 進(jìn)度緩慢

在鋼筋混凝土工程中隔離式納塑復(fù)合外模板安裝時(shí)會(huì)由于每個(gè)工種之間作業(yè)相互關(guān)聯(lián)、工程量大以及工程覆蓋范圍廣等因素而影響施工進(jìn)度。造成工期順序延誤的原因多種多樣，其中最主要的原因是初步設(shè)計(jì)和規(guī)劃沒有根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行，使得規(guī)劃與現(xiàn)場(chǎng)施工之間存在著矛盾，導(dǎo)致設(shè)計(jì)變更或者現(xiàn)場(chǎng)閑置；材料的采購(gòu)和施工進(jìn)度與外模板的采購(gòu)速度跟不上外模板的施工速度，致使現(xiàn)場(chǎng)無法進(jìn)行施工?，F(xiàn)場(chǎng)管理者由于交底不清，施工人員在認(rèn)識(shí)和了解過程中出現(xiàn)了對(duì)施工內(nèi)容的認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致了施工失誤和返回。由于在施工現(xiàn)場(chǎng)管理中存在較大的紕漏，使各個(gè)施工節(jié)點(diǎn)之間無法暢通連接，耽誤了施工進(jìn)度[3]。

3 BIM 技術(shù)在隔離式納塑復(fù)合外模板排布中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

外模板支模過程中實(shí)際數(shù)量和計(jì)劃數(shù)量不一致是外模板施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)致外模板需要再次糾正。BⅠM 技術(shù)能在三維模型上建立結(jié)構(gòu)和模板的信息，從空間和信息這2 個(gè)方面確定隔離式納塑保溫板的尺寸大小和空間坐標(biāo)。這樣一來就能減少甚至消除外模板位置錯(cuò)誤這一現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.1 可視化

BⅠM 技術(shù)的可視化應(yīng)用能夠促進(jìn)施工質(zhì)量的提高。BⅠM 技術(shù)可以建立建筑結(jié)構(gòu)主體模型，然后在模型上進(jìn)行隔離式納塑外模板的三維排布，可制作出外模板施工作業(yè)的效果圖。各個(gè)復(fù)雜易錯(cuò)節(jié)點(diǎn)部位可進(jìn)行詳細(xì)說明并配有相關(guān)信息，減少施工過程中錯(cuò)誤的出現(xiàn)，通過BⅠM 技術(shù)可制作出一整套的隔離式納塑外模板可視化技術(shù)交底材料，在模板工程的外模板施工時(shí)，施工人員可以通過BⅠM 技術(shù)很清晰地了解掌握施工中的各種參數(shù)信息，通過對(duì)外模板進(jìn)行可視化的交底和施工，能夠極大地提高外模板的復(fù)合施工和鋼筋混凝土項(xiàng)目的施工質(zhì)量，從而極大地減少甚至避免了施工中的錯(cuò)誤。

3.2 節(jié)約用料

由于沒有圖紙指導(dǎo)或圖紙表示不明確，施工人員隨意切割外模板，造成隔離式納塑外模板浪費(fèi)的現(xiàn)象在施工現(xiàn)場(chǎng)已屢見不鮮。BⅠM 軟件可通過識(shí)別已繪制好的外模板排布模型來自動(dòng)生成材料用量表，包括外模板的尺寸和各樓層用量。通過生成的材料用量表，采購(gòu)部門可直接向隔離式納塑外模板生產(chǎn)廠家進(jìn)行定制，這樣一來就減少了外模板在切割過程中的損耗，節(jié)約了外模板的用料。

3.3 動(dòng)態(tài)控制

動(dòng)態(tài)控制是運(yùn)用BⅠM 軟件數(shù)據(jù)全方位聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而充分掌握調(diào)控外模板的施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)建筑施工的精細(xì)化和可跟蹤化。利用BⅠM 技術(shù)對(duì)外模板的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理，可以使材料的運(yùn)輸購(gòu)買和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度進(jìn)行更好的連接。根據(jù)BⅠM 建立起的三維信息模型從建材的采購(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)施工管理、施工質(zhì)量檢測(cè)等各個(gè)方面劃分出不同的流水段，保證了施工過程中能讓各參與方之間的工作更加協(xié)調(diào)，減少施工過程中人員與材料分配不均問題的出現(xiàn)。

4 BIM 技術(shù)在隔離式納塑復(fù)合外模板排布中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 工程概況

濟(jì)寧高新區(qū)王因街道東婁村、苗營(yíng)村棚戶區(qū)改造項(xiàng)目位于濟(jì)寧高新區(qū)孟子大道北、西浦路西，主要建筑為35 棟住宅樓（層數(shù)-2—18 層）。本工程總規(guī)劃建筑面積449 982 m2，地下總建筑面積117 253 m2，地上總建筑面積332 729 m2。單體結(jié)構(gòu)體系為剪力墻結(jié)構(gòu)，主樓地下二層，車庫為框架結(jié)構(gòu)，車庫地下一層。本工程采用隔離式納塑復(fù)合外模板作為現(xiàn)澆混凝土的永久性外模板，隔離式納塑復(fù)合外模板具有良好的保溫和防火功能，可直接與現(xiàn)澆混凝土墻體連接，并通過塑料連墻件加固連接。

4.2 明確應(yīng)用難點(diǎn)

應(yīng)用難點(diǎn)在于采用隔離式納塑復(fù)合外模板現(xiàn)澆混凝土保溫系統(tǒng)需要控制拼縫，保證不漏漿、不錯(cuò)臺(tái)、不扭曲。同時(shí)要進(jìn)行模板裁剪，通過繪制排版圖，精準(zhǔn)控制外模板裁剪，降低施工成本，以求達(dá)到提高施工質(zhì)量和降本增效的目的。

4.3 建立三維模型

在外模板施工之前，需要先搭建本工程主體結(jié)構(gòu)的三維模型。運(yùn)用BⅠM 軟件進(jìn)行施工圖紙的導(dǎo)入，逐步建立本工程的三維結(jié)構(gòu)圖紙。圖紙導(dǎo)入后不可避免地會(huì)出現(xiàn)部分建模錯(cuò)誤的問題，需要繪圖人員以手動(dòng)的方式進(jìn)行細(xì)致調(diào)整，直至建立起完整的三維模型。模型中應(yīng)當(dāng)涵蓋樓層、窗口、梁、柱等基本結(jié)構(gòu)信息。

4.4 模板排布

構(gòu)建主體三維模型之后，可進(jìn)行隔離式納塑復(fù)合外模板的排布。本工程外墻豎向內(nèi)側(cè)模板采用13 mm厚木模板，豎向外側(cè)采用75 mm 厚隔離式納塑外模板（納塑保溫板60 mm 厚），尺寸為2 900 mm（高）×600 mm（寬）。在進(jìn)行排布時(shí)，因選用的隔離式納塑復(fù)合外模板長(zhǎng)，所以應(yīng)采用橫版的方式進(jìn)行排布。同時(shí)也應(yīng)從墻體邊緣開始排起，優(yōu)先使用整塊外模板，合理地利用好每一塊外模板，尤其要注意切割剩余材料的再利用，將其用到合適的地方，盡量地減少拼接時(shí)的消耗。隔離式納塑復(fù)合外模板排版模型如圖1 所示。

圖1 隔離式納塑復(fù)合外模板排版模型

4.5 節(jié)點(diǎn)排布

外模板節(jié)點(diǎn)排布是整個(gè)外模板施工難點(diǎn)最多，也是工程項(xiàng)目中節(jié)省外模板材料最重要的一環(huán)。外模板排布中會(huì)遇見窗口、空調(diào)板這樣的節(jié)點(diǎn)，致使外模板無法用整塊的隔離式納塑復(fù)合外模板排布。傳統(tǒng)施工中處理這種情況是將模板進(jìn)行切割，但只要涉及切割就無法避免材料的浪費(fèi)。切割后剩余的小段材料因面積過小，使得大多數(shù)切割后的外模板材料無法再投入使用。而運(yùn)用BⅠM 技術(shù)在排版過程中，可以提前知道有哪些地方的外模板需要進(jìn)行切割，為避免切割過程和切割后材料的浪費(fèi)可以直接在生產(chǎn)隔離式納塑外模板的廠家進(jìn)行定制，如圖2 所示。這樣一來不僅減少了外模板材料的浪費(fèi)，同時(shí)也節(jié)約了切割模板的時(shí)間，從而加快了施工效率和推動(dòng)施工進(jìn)度。

圖2 隔離式納塑復(fù)合外模板定制節(jié)點(diǎn)

4.6 料表生成

在BⅠM 軟件上完成隔離式納塑外模板排版后，可進(jìn)行外模板的安全計(jì)算。當(dāng)BⅠM 軟件計(jì)算出的安全參數(shù)滿足施工許可時(shí)，可選擇模板用料統(tǒng)計(jì)的計(jì)算并生成相應(yīng)的施工材料用料表。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員核對(duì)，運(yùn)用BⅠM 技術(shù)將隔離式納塑外模板的損耗率由15%降低為3%。隔離式納塑復(fù)合外模板輸出料表如表1 所示。

表1 隔離式納塑復(fù)合外模板輸出料表

4.7 技術(shù)交底

根據(jù)建好的三維模型，可以用Navisworks 軟件制作外模板施工中相關(guān)的節(jié)點(diǎn)詳圖，并再制作出相應(yīng)的動(dòng)畫視頻，進(jìn)行材料的收集整理，用于外模板的可視技術(shù)交底。

4.8 動(dòng)態(tài)施工控制

運(yùn)用BⅠM 軟件可以對(duì)模板工程中外模板的施工進(jìn)度情況進(jìn)行全方位跟蹤，在三維模型上能劃分好各流水施工段。每到一個(gè)施工節(jié)點(diǎn)都應(yīng)在工程模型上進(jìn)行標(biāo)注，然后通知到各部門相應(yīng)進(jìn)度和下一步的規(guī)劃，從而保證本工程中各部門的聯(lián)動(dòng)性，減少施工過程中人員時(shí)間和資源的沖突。

5 總結(jié)

中國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展有目共睹，但在外模板工程的施工方面仍然存在著許多亟需解決的問題。無論是中國(guó)城鎮(zhèn)化的推行，還是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)踐，中國(guó)建筑行業(yè)都需要BⅠM 技術(shù)的助力，并且BⅠM 技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用也已初見成效。通過BⅠM 技術(shù)的可視化、動(dòng)態(tài)控制和歸納材料用量來實(shí)現(xiàn)改善目前中國(guó)在外模板施工中材料浪費(fèi)、進(jìn)度緩慢等狀況，不僅能提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，有利于建筑行業(yè)健康發(fā)展，同時(shí)還能促進(jìn)建筑資源節(jié)約型社會(huì)的創(chuàng)建。