BIM-技術(shù)輔助復(fù)雜曲面超大-GRC-幕墻施工工法

PAGEPAGE133BIM技術(shù)輔助復(fù)雜曲面超大GRC幕墻施工工法1前言現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的幕墻設(shè)計(jì)仍是以AutoCAD二維平面設(shè)計(jì)方法為主，面對(duì)建筑藝術(shù)性要求的不斷提高，二維平面設(shè)計(jì)面臨效率低下、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、工期不滿足等多重困難。柳東文化廣場(chǎng)項(xiàng)目以“蝶?舞”為設(shè)計(jì)構(gòu)思，整體展現(xiàn)了百花齊放、蝶舞翩翩的建筑造GRC2工法特點(diǎn)復(fù)核的準(zhǔn)確性；通過(guò)BIM期，提高了下單的準(zhǔn)確性，同時(shí)極大節(jié)約施工圖紙的出圖時(shí)間；通過(guò)BIMGRC板安裝位置準(zhǔn)確，造型流暢；使用EBIM平臺(tái)整個(gè)各專業(yè)模型，進(jìn)行二維碼物料跟蹤、現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題實(shí)施反饋，極大提高了現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理效率；GRC過(guò)程中破壞板邊、板角。

3適用范圍本工法適用于大體量異形曲面外幕墻，特別是超大板塊曲面GRC幕墻的施工。4工藝原理現(xiàn)場(chǎng)三維掃描三維激光掃描儀是光電結(jié)合的快速測(cè)量?jī)x器，儀器通過(guò)發(fā)射激光和接收發(fā)射回來(lái)的激光，形成點(diǎn)云文件，本項(xiàng)目使用的儀器型號(hào)為FAROX130，每秒生成976000個(gè)點(diǎn)。三維激光掃描儀快速測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)施工尺寸，在Rhino的指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。BIM建模Rhino是一款超強(qiáng)的三維建模軟件，是一款高精度、高效率的BIM軟件。Grasshopper是基于RhinoBIM件、面板等，精細(xì)的幕墻模型將可以作為后期的下單和出圖的依據(jù)。

圖4.2-1幕墻整體模型基于精細(xì)化的模型，通過(guò)Grasshopper編程的手段從模型導(dǎo)出數(shù)據(jù)表格及生成圖紙與標(biāo)注，稍微按照下單規(guī)范整理數(shù)據(jù)和圖紙后即可實(shí)現(xiàn)快速下單及交付現(xiàn)場(chǎng)施工?，F(xiàn)場(chǎng)智慧管理EBIM是一個(gè)BIM平臺(tái)，將各專業(yè)的模型整合到平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)模型輕量化、多平臺(tái)查看模型、全人員使用BIM模型、二維碼物料追蹤、現(xiàn)場(chǎng)施工問(wèn)題及時(shí)反饋和跟蹤等功能。GRC板塊吊裝吊裝方法本項(xiàng)目最大板塊達(dá)到30m2，寬度3m，高度10m，GRC面板30kg/m2，背負(fù)鋼架經(jīng)過(guò)受力計(jì)算最大達(dá)到GRC板塊每平方重量達(dá)到到一定高度后，板塊垂直于空中，即可平行移動(dòng)安裝，成功完成“大塊頭的空中翻身”。吊裝設(shè)備性能參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)STT293塔吊最大起重量為18t，滿足吊裝要求。本項(xiàng)目安裝超大板塊時(shí)工作半徑在約10m，30t汽車吊最大起重為3.8t，滿足吊裝要求。施工工藝流程及操作要點(diǎn)工藝流程二維碼物料追蹤二維碼物料追蹤現(xiàn)場(chǎng)施工問(wèn)題快速溝通與反饋材料下單施工圖紙三維掃描BIM建模圖5.1-1BIM工作流程注膠清理交驗(yàn)保溫防水層檁條安裝埋件清理主龍骨安裝圖5.1-2GRC安裝工藝流程圖施工工藝三維掃描型，校核前期施工誤差，作為深化設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。（不滿足施工偏差的部分，及時(shí)反饋整改，保證整個(gè)項(xiàng)目的施工質(zhì)量。BIM建模設(shè)計(jì)和深化階段，主要使用Rhino及GrasshopperGRC費(fèi)用。碰撞分析Navisworks撞問(wèn)題，并導(dǎo)出相應(yīng)的圖紙與報(bào)告，與相關(guān)單位共同協(xié)調(diào)處理，避免了大量的現(xiàn)場(chǎng)整改。材料下單及批量生成施工圖紙基于Rhino及Grasshopper1:1GrasshopperEBIM平臺(tái)基于全員全過(guò)程運(yùn)用BIM的理念，將幕墻模型導(dǎo)入EBIM平臺(tái)中，將模型輕量化的同時(shí)（工、到場(chǎng)、安裝及驗(yàn)收狀態(tài)，施工管理人員可更好的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)行部署。GRC系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)GRC系統(tǒng)面板主要構(gòu)成材料為GRC面板、100×200×6mm厚豎向鋼方通、100×200×10mm鍍鋅方通轉(zhuǎn)接件（牛腿）、16#槽鋼轉(zhuǎn)接件、30×30×1.5mm鍍鋅鋼絲網(wǎng)、70mm厚保溫巖棉、1.5mm厚鍍鋅鐵皮、防水卷材、100×100×6mm鍍鋅鋼方通（支撐鋼牛腿）、80×60×4（GRC背負(fù)鋼架8mm厚Uφ146×4mm圓管等。安裝方式為以GRC板塊（GRC面板+GRC背負(fù)鋼架）為單位，將板塊固定于基層龍骨上面的轉(zhuǎn)接件上。

圖5.2-1GRC標(biāo)準(zhǔn)豎向節(jié)點(diǎn)偏位的埋件進(jìn)行清理，并予以補(bǔ)埋。龍骨安裝根據(jù)本項(xiàng)目外形特點(diǎn)，龍骨安裝前需用全站儀對(duì)龍骨安裝轉(zhuǎn)接件的安裝位置進(jìn)行逐點(diǎn)打點(diǎn)。寸準(zhǔn)確。臨時(shí)固定：在轉(zhuǎn)接件三維空間定位確定準(zhǔn)確后，進(jìn)行轉(zhuǎn)接件的臨時(shí)固定即點(diǎn)焊。驗(yàn)收檢查：對(duì)臨時(shí)固定的轉(zhuǎn)接件按層次逐個(gè)檢查施工質(zhì)量，主要檢查三維空間誤差，一定要將誤差控制在誤差準(zhǔn)許范圍內(nèi)。進(jìn)行滿焊。注意事項(xiàng)：主龍骨與預(yù)埋件之間的轉(zhuǎn)接件水平誤差小于2mm，進(jìn)深誤差小于3mm，豎向垂直誤差小于3mm。保溫防水層檁條安裝主龍骨施工完畢后，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的分格尺寸，完成主龍骨間保溫防水層檁條的安裝，檁條與主龍骨采用焊接連接，，焊接完成后對(duì)焊縫處進(jìn)行打磨、防腐處理。焊縫質(zhì)量需滿足以下要求：焊縫表面不允許有裂紋、弧坑縮孔、焊瘤缺陷。有密性要求結(jié)構(gòu)的角焊縫表面不允許有氣孔，其它部位的角焊縫在焊縫長(zhǎng)度1米的范圍內(nèi)，只允許有2個(gè)孔徑小于1毫米的氣孔。咬邊不超過(guò)0.5mm，焊縫的局部咬邊可以允許不超過(guò)0.7mm。咬邊總長(zhǎng)度不大于100mm，且不得大于每條焊縫總長(zhǎng)度的30﹪。角焊縫實(shí)際焊腳尺寸應(yīng)大于或等于0.9為角焊縫的設(shè)計(jì)焊角尺寸。所有焊縫嚴(yán)禁有假焊現(xiàn)象。GRC板塊安裝支座安裝果導(dǎo)入BIM度調(diào)整不足以滿足尺寸需求的，需對(duì)主龍骨進(jìn)行調(diào)整。GRCGRC需依據(jù)GRC三維位置偏差是否滿足安裝要求。后，檁條焊接過(guò)程中造成主龍骨鋼架基層變形，造成已安裝的GRC安裝支座無(wú)法使用。GRC板的安裝GRC板與基層制作的連接采用掛接，連接節(jié)點(diǎn)如下圖所示：

圖5.2-2GRC節(jié)點(diǎn)GRC上預(yù)留吊裝用支點(diǎn)，具體如下：垂直及外傾板塊此類型板塊的吊裝用支點(diǎn)可直接在GRC板塊背附鋼架上預(yù)開(kāi)φ12mm的圓孔，在圓孔內(nèi)安裝定制吊環(huán)，采用尼龍吊帶吊裝，如下圖所示。圖5.2-3背附鋼架上吊裝孔的留設(shè)示意圖吊點(diǎn)位置的留設(shè)需根據(jù)板塊大小，通過(guò)計(jì)算確定吊點(diǎn)預(yù)留孔的位置。內(nèi)傾及屋面板塊安裝。在板塊的兩個(gè)長(zhǎng)邊根據(jù)不同規(guī)格板塊的大小，通過(guò)計(jì)算，確定每邊2將吊點(diǎn)與吊架采用尼龍綁帶連接，通過(guò)吊架吊裝來(lái)完成板塊的安裝。表面清理及面層氟碳漆施工GRCGRC進(jìn)行面漆的處理。打磨：使用600~800目細(xì)砂紙砂磨。砂磨時(shí)用力不能太重，以免將底漆涂膜磨穿，但（花）現(xiàn)象。（用噴槍吹風(fēng)達(dá)不到要求無(wú)法得到平滑的涂膜，會(huì)出現(xiàn)顆粒。砂磨及除塵后，涂膜表面光滑，無(wú)粉塵及各種污渣。膩?zhàn)訉颖砻嬗幸粚雍窦s50~80μm厚的涂膜，無(wú)漏噴現(xiàn)象。注意事項(xiàng)施工配比：嚴(yán)格按廠家說(shuō)明書要求比例將主漆與固化劑混合后，加適量稀釋劑（據(jù)氣候、溫度調(diào)整粘度為涂-4杯18~23秒），用100目濾網(wǎng)過(guò)濾，并且必須在4小時(shí)內(nèi)用完，否則混合料會(huì)膠化變質(zhì)，影響其封閉效果及附著力。過(guò)濾：調(diào)配后須使用100目濾網(wǎng)過(guò)濾，混合料在放置過(guò)程中須不斷攪拌，以免沉淀。注膠在氟碳漆面層噴涂完成后，對(duì)GRC板接縫處進(jìn)行注膠處理。表面清潔、無(wú)污染。5.3超大板塊吊裝材料

6材料與設(shè)備表6.1-1主要使用材料序號(hào)常用材料主要功能115mm后GRC面板外裝飾2100×200×6鍍鋅方通豎向主龍骨，主要受力構(gòu)件370mm保溫棉墻面保溫430×30×1.5鍍鋅鋼絲網(wǎng)支撐保溫棉51.5mm厚鍍鋅鋼板防水防火6防水卷材防水71.5mm厚EPDM防水套防水8100×100×6鋼方管支撐鋼牛腿9L125x125x8鍍鋅角鋼轉(zhuǎn)接件板塊轉(zhuǎn)接、調(diào)節(jié)位置108厚U型槽固定GRC板塊11φ146×4圓管GRC板塊連接構(gòu)件1280×60×4鍍鋅鋼通GRC板塊固定背負(fù)鋼架13//機(jī)械設(shè)備表6.2-1機(jī)械設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)1叉車5t2叉車3.5t3吊籃ZLP6004無(wú)人機(jī)/5三維掃描儀/6剪刀車6m7剪刀車8m8剪刀車10m9吊車25t10吊車50t11吊車100t12全站儀/質(zhì)量控制主控項(xiàng)目板塊加工精度控制安裝板塊時(shí)需嚴(yán)格按照BIM模型中提取的數(shù)據(jù)對(duì)每一個(gè)板塊安裝的定位進(jìn)行校準(zhǔn)；從板塊模具制作階段開(kāi)始，嚴(yán)格按照BIM模型生成的圖紙控制板塊模具加工尺寸精度；的變形，同時(shí)利用BIM模型導(dǎo)出的數(shù)據(jù)精細(xì)多重校核。GRC板拼縫對(duì)齊，整體造型平順GRC板塊時(shí)需嚴(yán)格按照BIM縫部位高低差；階段性使用三維激光掃描儀測(cè)量GRC安裝偏差，提前預(yù)判GRC板塊形狀走勢(shì)，杜絕累計(jì)誤差導(dǎo)破壞外立面造型；期合作關(guān)系的，承擔(dān)過(guò)類似異型幕墻項(xiàng)目施工。質(zhì)量保證措施設(shè)定質(zhì)量責(zé)任制表7.2-1質(zhì)量責(zé)任制序號(hào)崗位職責(zé)1項(xiàng)目經(jīng)理全面負(fù)責(zé)項(xiàng)目質(zhì)量管理工作2生產(chǎn)經(jīng)理負(fù)責(zé)項(xiàng)目部對(duì)外協(xié)調(diào)工作，對(duì)內(nèi)組織生產(chǎn)活動(dòng)，具體負(fù)責(zé)項(xiàng)目各項(xiàng)質(zhì)量活動(dòng)，主抓質(zhì)量策劃、過(guò)程控制、質(zhì)量驗(yàn)收等重點(diǎn)質(zhì)量管理工作3技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)項(xiàng)目技術(shù)協(xié)調(diào)、技術(shù)交底，關(guān)鍵工序、關(guān)鍵點(diǎn)的技術(shù)控制4深化設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)項(xiàng)目施工節(jié)點(diǎn)的深化，面層材料的下單，與設(shè)計(jì)單位的溝通協(xié)調(diào)5質(zhì)量員協(xié)助質(zhì)量負(fù)責(zé)人做好項(xiàng)目質(zhì)量日常管理工作，做好過(guò)程質(zhì)量檢查、隱蔽工程、檢驗(yàn)批驗(yàn)收工作6測(cè)量員負(fù)責(zé)項(xiàng)目的測(cè)量工作，協(xié)助深化設(shè)計(jì)下單，提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，檢查過(guò)程施工是否按放線要求進(jìn)行7材料員負(fù)責(zé)對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行驗(yàn)收，材料的庫(kù)存管理，過(guò)程限額發(fā)放，收集材料合格證明文件8BIM工程師使用三維激光掃描儀測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)基層龍骨、GRC面板施工數(shù)據(jù)，校核施工偏差，不滿足精度要求出具整改要求質(zhì)量策劃公司項(xiàng)管部協(xié)同項(xiàng)目部針對(duì)本項(xiàng)目特殊情況，編制詳細(xì)的質(zhì)量策劃，報(bào)送公司審批后實(shí)施。專家論證針對(duì)本項(xiàng)目超大異形GRC特殊工藝，組織新材料、新工藝安全專項(xiàng)施工方案專家論證，細(xì)化整個(gè)流程滿足施工要求，高質(zhì)量完成GRC施工。安全措施建立安全生產(chǎn)管理體系本項(xiàng)目GRC管理在施工中是重中之重。1名，安裝隊(duì)伍必須有兼職安全員，負(fù)責(zé)各安裝隊(duì)伍的安全管理。安全管理制度定的各項(xiàng)安全制度及落實(shí)各項(xiàng)要求。安全交底制度應(yīng)遵守的操作規(guī)程進(jìn)行安全技術(shù)交底。工程開(kāi)工前由項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)項(xiàng)目管理人員進(jìn)行培訓(xùn)、技術(shù)交底的同時(shí)進(jìn)行安全技術(shù)交底，讓全體管理人員特別是技術(shù)員、安全員熟悉本工程的施工特點(diǎn)、安全技術(shù)措施。項(xiàng)目安全員存檔備查。項(xiàng)對(duì)其進(jìn)行書面安全技術(shù)交底，并交項(xiàng)目安全員存檔。20對(duì)性與及時(shí)性。班前交底的內(nèi)容與出席情況應(yīng)逐日進(jìn)行記錄，不得弄虛作假。嚴(yán)格執(zhí)行獎(jiǎng)罰制度?，F(xiàn)場(chǎng)把控危險(xiǎn)源12運(yùn)行。

在汽車吊裝時(shí)，安全員采取旁站管理，實(shí)時(shí)管理和把控安全風(fēng)險(xiǎn)。高空作業(yè)設(shè)備如吊籃、高空車，由相關(guān)人員定期進(jìn)行專項(xiàng)檢查，保持機(jī)械設(shè)備的安全環(huán)保措施組織措施立施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)保自我保證體系，做到責(zé)任落實(shí)到人，設(shè)專職環(huán)保監(jiān)察員。的施工環(huán)境。施，以達(dá)到預(yù)防影響環(huán)境的污染源，及時(shí)分析影響環(huán)境的原因。防止噪音污染措施白天控制在65分貝以內(nèi)，晚上控制在55分貝以內(nèi)。機(jī)械車輛使用過(guò)程中，做到不鳴笛，聲音較大的機(jī)械施工盡量安排在白天施工。禁敞開(kāi)式作業(yè)。因特殊原因無(wú)法圍擋的要進(jìn)行隔擋，并設(shè)警示標(biāo)志。灑水設(shè)備，進(jìn)行灑水降塵工作。防垃圾污染措施點(diǎn)進(jìn)行堆放。施工垃圾要及時(shí)清運(yùn)，并適量灑水減少揚(yáng)塵。垃圾每天進(jìn)行清理，定時(shí)清運(yùn)出場(chǎng)，注意施工區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生。防塵污染措施施工現(xiàn)場(chǎng)采用封閉圍擋，與外部環(huán)境分離，降低污染源的傳播。對(duì)出現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸車輛，進(jìn)行嚴(yán)格的清掃、防止遺灑現(xiàn)象。對(duì)松散易飛揚(yáng)物采取封閉、覆蓋、包扎，并在門口設(shè)減速裝置，以防車速快引起揚(yáng)塵。在干燥多風(fēng)季節(jié)定時(shí)灑水除塵。嚴(yán)禁隨意凌空拋灑，施工垃圾及時(shí)清運(yùn)，安排專人清掃，灑水降塵。要求運(yùn)輸人員進(jìn)行渣土等物資運(yùn)輸時(shí)車輛采用封閉式運(yùn)輸。固體廢棄物的處理施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)設(shè)有垃圾分揀處，生活垃圾和施工垃圾實(shí)行分類管理?，F(xiàn)場(chǎng)四周及工作面保持清潔，盡可能少產(chǎn)生固體廢棄物。清理。聯(lián)絡(luò)相關(guān)單位進(jìn)行有效處理。對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸車輛不得有滴、漏油現(xiàn)象，不得污染土地資源。止亂丟亂放。垃圾整治措施樓層垃圾做到日清日運(yùn)，當(dāng)日垃圾清運(yùn)至一層垃圾指定堆放地點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置建筑垃圾和工程渣土的臨時(shí)堆放場(chǎng)地，并用彩條布封閉。垃圾外運(yùn)工作，按要求將樓層內(nèi)垃圾清入垃圾集中桶內(nèi)，并按照清運(yùn)圖完成垃圾清運(yùn)工作，保證樓層的整潔。

效益分析基于BIM精度，施工質(zhì)量相比于傳統(tǒng)CAD的模式，施工精度與質(zhì)量都得到極大的保證。工期效益BIMGRC系統(tǒng)的下單時(shí)間，提高了GRC的加工與安裝精度，減少現(xiàn)場(chǎng)的變更。環(huán)保效益基于BIM參照，整個(gè)下單、加工、生產(chǎn)安裝的流程最大限度的避免材料浪費(fèi)。社會(huì)效益本工法運(yùn)用了三維掃描、參數(shù)化下單及出圖、二維碼物料追蹤、EBIMGRC用。經(jīng)濟(jì)效益人工節(jié)省在材料下單、施工圖設(shè)計(jì)階段，采用BIM設(shè)計(jì)方法，需要一名幕墻設(shè)計(jì)人員，一名BIM技術(shù)負(fù)責(zé)人，一名BIM工程師，若采用傳統(tǒng)平面CAD的設(shè)計(jì)辦法，至少需要10名幕墻設(shè)計(jì)。采用BIM技術(shù)導(dǎo)出龍骨定位坐標(biāo)圖，優(yōu)化了原有定位方案，在安裝龍骨時(shí)每組人員可以減少兩個(gè)工人輔助定位。材料節(jié)省從BIM料，至少節(jié)省2%龍骨提料。采用BIM模型進(jìn)行專業(yè)專業(yè)間碰撞檢查、曲面優(yōu)化、三維掃描質(zhì)量校核等工作，為項(xiàng)目節(jié)省費(fèi)用分別為5萬(wàn)元、110萬(wàn)元、10萬(wàn)元，