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［摘要］某工程地下室為混凝土框架結構，其中大部分柱為圓鋼管柱，外包內灌混凝土。針對本工程地下室結構施工難度大的節點部位，在施工前采用BIM技術進行工藝樣板制作，以減少施工難度，有利于質量控制，節約工期，節約成本，為類似工程提供借鑒。

［關鍵詞］鋼管柱；工藝樣板；BIM技術

1工程概況

某工程位于珠江三角洲南部，建筑面積約53000m2，地下1層，地下為鋼筋混凝土框架結構。地上5層，地上為鋼框架結構，最大建筑高度26.8m，地上部分由一圓環形主體及3個外挑圓形裙塔結構組成，結構內圓半徑32.9m，外圓半徑為55.5~58.95m，外圓邊線逐層往外擴大，項目造型新穎，具有科技感。通過大圓與小圓之間的相互交融，形成了具有科幻感、未來感的建筑空間形象，整體建筑造型呈環形飛碟狀。

2工程重難點

框架梁與鋼柱交接處需在鋼柱側壁開洞，鋼筋根數排數多，各道梁鋼筋開洞口需分層進行排列，同時還需要考慮各道相鄰梁之間對應關系。墻水平鋼筋與鋼柱交接處需采取開孔或者鋼筋彎錨饒過鋼柱做法。環梁主筋直徑大，鋼筋根數多，無法采取搭接連接或者機械連接，采用焊接連接做法。框架梁與環梁交接處，鋼筋無法采用常規直錨或者彎錨做法，需采取機械錨固做法。圓柱與弧形墻交接位置模板安裝難度大，加固困難，項目采用木模板散拼加水平模板做木卡加固方法。存在大量弧形墻、弧形梁，模板加固難度大，采用木模板散拼加鋼筋加固。項目整體造型為環形建筑，模板支撐架鋼管排列難度大，提前采用BIM技術進行深化。鋼管柱外包混凝土尺寸為150mm，尺寸小，鋼筋密集，混凝土澆筑困難。為此，項目部決定針對5個關鍵節點制作工藝樣板，這些樣板分別是環梁與框架梁交接節點樣板，梁墻與外包混凝土鋼管柱交接節點樣板，弧形梁與板交接節點樣板，弧形墻與圓柱交接節點樣板與樓梯樣板，并將節點樣板分別放置于移動式平臺上，以便移動和重復利用。

3建立工藝樣板BIM模型

在工藝樣板策劃過程中，根據不同的節點做法，建立不同工藝樣板BIM模型，著力體現施工重難點。在BIM模型中鋼筋、模板、鋼管等所有構件尺寸、間距、位置等數據均與設計圖紙和施工方案1∶1對應，確保BIM模型與現場施工情況一致。在BIM模型的建立過程中可進行鋼筋排列、模板加固、構件碰撞檢查等，在檢驗設計圖紙和施工方案的基礎上進行設計圖紙和施工方案的合理優化。在BIM模型建立完成之后，通過BIM模型對項目管理人員、工人進行工藝樣板制作技術交底，交底變得更加直觀、形象，管理人員、工人可提前熟悉本工程重難點及施工方法。

4工藝樣板制作與展示要點

4.1環梁與框架梁交接節點樣板

本工程地下室柱大部分柱為圓鋼管柱，鋼柱外包150mm厚C35自密實混凝土，同時鋼管內灌C35自密實混凝土；鋼管柱外包部分側模板采用木模板散拼，用木模板作為水平木卡進行加固；鋼柱加固所用對拉螺桿焊接于鋼柱側壁上；鋼柱施工縫處混凝土鑿毛露出石子，清理浮漿混凝土渣等雜物。環梁與框架梁交接處鋼筋密集，環梁與框架均存在多排鋼筋，交接處鋼筋排列困難。經過和設計單位溝通后，進行設計圖紙的深化，將環梁底標高降低150mm，頂標高提高100mm，環梁底筋、面筋分別布置于此150mm,100mm標高范圍內，使得環梁鋼筋與框架梁鋼筋分層排列錯開。框架梁主筋錨入環梁內被鋼柱擋住，且鋼柱外側存在水平環板以及縱向加強板，梁筋無法采取常規錨固方式，需采取機械錨固做法。框架梁主筋采取機械錨固做法，在主筋端部焊接短鋼筋頭，雙面焊接，鋼筋頭直徑同主筋一致，長度為5倍梁主筋直徑。機械錨固包括彎鉤或錨固端頭在內的錨固長度（投影長度）可取為基本錨固長度的60%。環梁主筋直徑為32mm，直徑較大且為環形，主筋無法采取綁扎搭接或機械連接，需采取焊接。環梁主筋采取焊接做法，焊縫需飽滿無夾雜氣泡，焊接時搭接長度為10倍環梁主筋直徑，搭接接頭率不超過50%。環梁內的鋼柱外側存在水平環板，鋼柱外側縱筋被環板擋住，無法伸至柱頂。鋼柱外側縱筋伸至環梁水平環板底部后彎折，彎折平直段為15倍柱縱筋直徑，彎折后與水平環板底部貼焊。鋼柱外側箍筋為圓形，加工時需保證箍筋搭接長度和彎鉤角度及彎鉤平直段長度。圓形箍筋的搭接長度不應小于其受拉錨固長度，且兩末端均應作不小于135°的彎鉤，彎折后平直段長度對一般結構構件不應小于箍筋直徑的10倍和75mm的較大值。按照設計圖紙，環梁箍筋間距為150mm。以環梁徑向中間位置為基準點，沿環向按照間距150mm布置箍筋。

4.2梁、墻與外包混凝土鋼管柱交接節點樣板

墻水平鋼筋被鋼管柱擋住，需在鋼柱側壁開孔或墻水平鋼筋彎錨繞開鋼柱。當墻水平筋直徑小于等于16mm時，墻水平筋彎錨伸入鋼柱外包混凝土內，伸入長度滿足鋼筋錨固要求；當墻水平筋直徑大于16mm時，墻水平筋與鋼柱交接位置在鋼柱側壁開圓孔，鋼筋從圓孔穿過鋼柱，孔直徑為墻水平筋直徑+4mm。箍筋的彎折角度和彎折后平直段長度應符合圖紙和規范要求。箍筋彎鉤的彎折角度不應小于135°，彎折后平直段長度不應小于箍筋直徑的10倍和75mm兩者之中的較大值。主次梁鋼筋以及墻水平鋼筋與縱向鋼筋擺放位置需正確。框架節點處梁縱向受力鋼筋宜放在柱縱向鋼筋內側；當主次梁底部標高相同時，次梁下部鋼筋應放在主梁下部鋼筋之上；剪力墻中水平分布鋼筋宜放在外側，并宜在墻端彎折錨固。各構件鋼筋起始位置需準確。梁柱箍筋、墻水平分布鋼筋、墻豎向分布鋼筋、板鋼筋距構件邊緣的起始距離均應為50mm。梁主筋、支座負筋、腰筋、抗扭鋼筋被鋼柱擋住時，在鋼柱側壁開孔，鋼筋從孔內穿過。框架梁主筋、支座負筋、腰筋、抗扭鋼筋被鋼柱擋住時，在鋼柱開孔后鋼筋穿過。當開設圓孔時，對于梁主筋、支座負筋開孔直徑為鋼筋直徑+6mm，對于腰筋、抗扭鋼筋開孔直徑為鋼筋直徑+4mm。當開設長條孔時，長條孔高為鋼筋直徑+6mm，寬為2倍鋼筋直徑+22mm。上下層孔口之間凈距離為15mm，孔口中心距離梁或柱邊為40mm。

4.3梁、板交接節點樣板施工及展示要點

鋼筋綁扎需滿足圖紙和規范要求，不得漏綁。板上部鋼筋網的交叉點應全數綁扎，底部鋼筋網除邊緣部分外可間隔交錯綁扎。模板支撐架桿件應正確設置。立桿縱向和橫向宜設置掃地桿，縱向掃地桿距立桿底部不宜大于200mm，橫向掃地桿宜設置在縱向掃地桿的下方；立桿底部宜設置底座或墊板。模板支撐架可調托座螺桿插入鋼管內和伸出鋼管外長度需滿足規范和施工方案要求。模板支架立桿頂端插入可調托座，可調托座螺桿外徑不應小于36mm，螺桿插入鋼管的長度不應小于150mm，螺桿伸出鋼管的長度不應大于300mm，可調托座伸出頂層水平桿的懸臂長度不應大于500mm。對跨度較長的梁板應按圖紙和規范要求進行起拱。對跨度不小于4m的梁、板，其模板施工起高度宜為梁、板跨度的1/1000~3/1000。起拱不得減少構件的截面高度。模板安裝偏差應符合要求。墻、柱、梁模板安裝內部尺寸允許偏差為±5mm，相鄰模板表面高差允許偏差為2mm，表面平整度允許偏差為5mm。

4.4弧形墻與圓柱交接節點樣板

臨空墻、門框墻等人防墻的模板安裝，其固定模板的對拉螺栓上嚴禁采用套管、混凝土預制塊等。圓柱與弧形墻交接處側模采用木模板散拼，在水平方向采用模板制作木卡進行固定。模板未安裝對拉螺桿前，板面應向后傾一定角度，對拉螺桿與墻模板應垂直，松緊應一致，墻厚尺寸應正確。當縱向受力鋼筋采用綁扎搭接接頭時，接頭的設置應符合下列規定；接頭連接區段的長度1.3倍搭接長度，凡接頭中點位于該連接區段長度內的接頭均屬于同一連接區段；搭接長度可取相互連接兩根鋼筋中較小直徑計算。鋼筋接頭宜設置在受力較小處；有抗震設防要求的結構中，梁端、柱段箍筋加密區范圍內不應設置鋼筋接頭，且不應進行鋼筋搭接。同一縱向受力鋼筋不應設置兩個或兩個以上接頭。接頭末端至鋼筋彎起點的距離，不應小于鋼筋直徑的10倍。

4.5樓梯樣板展示要點

模板支架搭設所采用的鋼管、扣件規格、立桿縱距、立桿橫距、步距以及構造要求，應符合施工方案要求。樓梯模板采用全封閉式支設樓梯模，其模板采用厚18mm的膠合模板及45mm×90mm的木枋現場放樣后配制并使用M14對拉螺桿固定。樓梯梯段板兩側無墻體時，樓梯梯段板的施工縫可留置于第三部臺階；當梯段板兩側有墻體時，樓梯梯段板施工縫可留置于休息平臺板的1/3跨處。樓梯梯段陽角位置采用40mm×40mm×3mm角鋼作為護角。樓梯相鄰踏步高差最大允許偏差為5mm。

5工藝樣板制作質量通病

（1）梁墻柱箍筋、拉鉤彎鉤角度未達到135°，箍筋平直段長度不符合10倍鋼筋直徑和100mm最大值要求。

（2）墻、柱、梁鋼筋骨架中各豎向面鋼筋網交叉點未全數綁扎，鋼筋綁扎存在漏綁、綁扎不結實現象。

（3）模板拼縫過大，模板平整度和垂直度不符合要求。

（4）鋼筋布置起始點位置不符合要求，鋼筋間距不符合要求，箍筋、拉鉤未按要求進行加密。

（5）施工縫、后澆帶處鑿毛未能清理表面浮漿，鑿毛處混凝土碎屑未清理干凈。

（6）已安裝好模板內存在未清理雜物、灰屑。鋼筋采用機械連接時，鋼筋切斷口存在馬蹄形，套筒外漏套絲扣長度不符合要求。

（7）鋼筋錨固長度未達到要求，鋼筋采用搭接連接時搭接長度、位置不符合要求。

（8）模板支撐體系中腳手架步距、縱橫距、剪刀撐、掃地桿、頂托設置不符合要求，扣件未擰緊。

6結束語

通過BIM技術指導工藝樣板的制作，使得管理人員和工人了解各節點的施工方法，但同時在工藝樣板的制作過程中也暴露了一些施工質量通病，后期施工時需避免出現，對質量通病可提前預控，將工藝樣板中的質量亮點應用于實體工程，有利于項目的進度、質量、成本，是工藝樣板制作的意義所在。本項目采用BIM技術進行工藝樣板策劃、工藝樣板檢查分析、出具工藝樣板三維效果圖、工藝樣板可視化交底等，通過工藝樣板的制作，使項目管理人員與工人在施工前熟悉各節點施工方法，及時解決施工中的難點，以降低工程施工難度，減少施工成本，并在保證工程施工質量的前提下加快施工進度，節約工期，同時也為類似工程提供借鑒。

參考文獻

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作者：武俊；郭利偉；黃奇榮；劉輝輝 單位：中國建筑第二工程局有限公司深圳分公司