智慧建造 绘制未来蓝图

2017-08-31 07:48:48本刊编辑部
中国建设信息化 2017年12期
关键词:公寓楼中南塔吊

文|本刊编辑部

在2016年9月14日召开的国务院常务会议上,国务院总理李克强强调了“大力发展装配式建筑,推动产业结构调整升级”。会议认为,按照推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的要求,大力发展钢结构、混凝土等装配式建筑,具有发展节能环保新产业、提高建筑安全水平、推动化解过剩产能等一举多得之效。会议决定,以京津冀、长三角、珠三角城市群和常住人口超过300万的其他城市为重点,加快提高装配式建筑占新建建筑面积的比例。

目前,我国正在积极推广装配式建筑的应用,提出力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%,并将京津冀列为重点推进地区。2017年3月,住房和城乡建设部印发《“十三五”装配式建筑行动方案》,明确了2020年发展目标:全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上,其中重点推进地区达到20%以上。

装配式施工可以提高建筑品质、降低资源消耗和环境污染,是建筑行业实现转型升级、可持续发展的必然之路。装配式施工在解决传统施工方式问题的同时,对施工管理和施工技术也提出了要求和挑战。

采用装配式施工的住宅,其建设过程不同于传统方式,增加了深化设计、构件生产、物流运输阶段,施工阶段的主体结构施工由现场浇注转变为以装配式施工为主。装配式施工采用传统的管理方法和技术,工作量大,管理难度大,效率低,通过使用信息技术可以很好地解决这些问题。例如中南集团总部基地高级公寓楼应用信息技术手段,很好地解决了设计、构件生产、施工工期紧、质量要求高的难题。

中南集团总部基地项目位于海门市新区,包括三个单体,为总部大楼、综合楼、高级公寓楼,地下室覆盖各单体建筑。其中中南集团总部基地高级公寓楼项目层数为31层,地上总建筑面积为52273.40 平方米,建筑高度(至屋面面层高度)为97.95米,建筑结构形式为框架-剪力墙结构。中南集团总部基地高级公寓楼项目地下及首层至四层是现浇部分,五层以上采用预制装配。

改变传统施工模式 提高生产效率

本项目采用预制装配施工工艺,结构高度接近100米,要求预制结构体系技术可靠,方案论证必须符合要求。中南集团总部基地高级公寓楼为精装修工程,涉及多专业交叉施工,沟通面广,协调难度大。区别于传统施工模式,吊装难度大,整个区域内已有部分竣工运行,构件组织运输吊装难,施工作业难。对于施工环保要求高,需要采取环保措施降低场区内扬尘、噪音产生。

针对上述要求,项目团队应用Revit 2014软件进行了图纸深化,输出构件详图,进行管线碰撞检测和综合布置以及施工进度管理。通过使用场地布置软件,实现了塔吊位置、构件堆放区域、构件运输路径的模拟优化。通过自主开发全预制构件信息管理系统,实现了对构件设计、生产、仓储、运输、吊装各环节信息的管理和共享。

在施工进场前期,项目团队利用建筑信息模型对整个施工场地进行场地布置模拟,由于该项目采用预制装配式施工,施工过程和常规项目施工不同,主要的施工重点在于吊装施工,因此对该项目的塔吊位置布置、构件堆放区域、构件运输路线进行了模拟,避免在施工过程中发生错误,并确定方案,对相关人员进行技术交底。

预制装配式建筑与常规建筑不同,常规建筑每个施工阶段都有相应的材料运输至现场如混凝土、钢筋等大量的建筑材料;而装配式建筑主要运输的是在工厂已经加工好的预制构件,为了保证这些构件能够合理有序地运输至现场并堆放至预定的区域,需要利用建筑信息模型对构件的运输路线进行模拟,并确定最优运输路线。

中南集团总部基地高级公寓楼项目配备了两台塔吊,主要考虑分为两个施工段吊装施工,每个塔吊负责一个施工段的吊装施工,因此根据塔吊的臂长工作范围模拟塔吊所在位置是否能满足吊装施工的需求,最终确定两台塔吊布置的位置。两台塔吊同时进行构件吊装施工,将每个施工段所要吊装的构件分别堆放至每个塔吊施工范围内的堆放区中,利用建筑信息模型进行构件堆放模拟,确保塔吊能够有序地进行吊装施工,最终确定构件堆放方案。

同时,为了保证设计、生产、仓储、运输、吊装各环节信息共享与沟通,项目团队开发了全预制构件信息管理系统,并与建筑信息模型技术、物联网技术相结合,在RFID高频芯片中写入构件编号信息并埋入预制构件,实现多用户、多平台、各环节构件信息查询与处理,更好地在设计、生产、运输、吊装施工等环节对构件进行管理,从而更为有效地管理构件何时生产、何时出厂运输至施工现场,堆放至合理的堆放区域并实施吊装施工。

多维协同共享 优化施工计划

基于建筑信息模型的4D虚拟建造技术是将设计阶段所完成的3D建筑信息模型附加进度计划,构成4D模型,其主要目的是按照工程项目的施工计划模拟现实的建造过程,在虚拟的环境下发现施工过程中可能存在的问题和风险,并针对问题和风险对模型和计划进行调整、修改,进而优化施工计划。

中南集团总部基地高级公寓楼项目为预制装配式建筑,整个施工过程以吊装为主,由于塔吊吊装施工受天气因素影响,如遇六级及以上大风、大雨、大雾等天气需要停止露天吊装。因此在利用建筑信息模型完成整体施工进度优化后,会将整个施工周期,以半月为单位,划分为多个施工阶段。每个小施工段在施工前进行一次小施工阶段模拟,并将小施工阶段的现实数据(真实施工天数)与整体施工进度模拟理想数据(理想计划天数)进行对比,检查整个施工周期中受天气因素和其他不稳定因素对整个施工周期的影响,取平均值,为今后制定较为合理的施工周期提供数据。

中南集团总部基地高级公寓楼项目应用建筑信息模型技术进行深化设计及施工辅助管理,在预制装配施工方面利用建筑信息模型技术进行实际落地应用。该项目的预制装配成为一大亮点,荣获2014年中国建筑业建筑信息模型(BIM)邀请赛卓越大奖三等奖。

中南集团总部基地高级公寓楼项目通过4D进度模拟对施工过程进行反复模拟,将施工中可能发生的问题在模拟的环境中提前进行检验,发现问题逐一修改,并提前制定应对措施,使进度计划和施工方案最优,指导实际的项目施工,保证项目施工的顺利完成。对于构件堆放区域的模拟规划,减少了构件堆放错误而导致的构件二次搬运,提高了构件吊装施工的效率和控制了成本。此外,在构件运输规划方面,可以对施工现场构件运输路线进行预留和保护,避免了施工现场车辆乱停导致运输路线拥堵现象,为构件及时高效地到场提供了保障。

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