基于BIM技术的定型化构造柱模板支撑体系施工技术探讨
赵世昌，王雁鹏，张建刚，刘冬，陈硕
（中国建筑第四工程局-澳门·人威尼斯4399有限公司， 昆明 650220）
摘要：结合重庆秀山项目构造柱施工，介绍了一种基于BIM技术的定型化构造柱模板支撑体系施工技术，并进行经济效益分析。通过采用定型化构造柱模板支撑装置，有效提高了构造柱模板支撑架的可周转性，节省生产成本，提高构造柱成型质量，也提高了施工效率。
关键词：构造柱施工；定型化构造柱模板支撑装置
Abstract: Combined with the construction of structural column in Xiushan Project of Chongqing, this paper introduces the construction technology of formwork support system of structural column based on BIM technology, and analyzes its economic benefit. By adopting the formwork support device, the turnover of formwork support is effectively improved, the production cost is saved, the forming quality of formwork support is improved, and the construction efficiency is also improved.
Keyword：Construction of structural columns;
A formwork support device for a stereotyped structural column
引 言
BIM全称为建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。这些年来，BIM技术在建筑工程中应用十分广泛，主要用于三维建模、场平布置、碰撞模拟、可视化交底、机电管线综合应用、视频漫游等等。
在构造柱施工过程中，传统构造柱模板支撑架体采用钢管搭设固定架，传统投料口采用木质投料口，它们安装周转困难，既不经济，又不实用。而且传统支撑架固定效果不够好，造成构造柱成型质量差。
为解决构造柱施工过程中造成的涨模、爆模、尺寸偏差过大、影响下道工序施工等现状。我司在施工过程中，研制出一种可周转装配式定型化构造柱模板支撑装置，并通过BIM技术进行三维模拟，形成一种基于BIM技术的定型化构造柱模板支撑体系施工工法。
基于BIM技术的定型化构造柱模板支撑体系施工技术是指在构造柱施工时采用常规浇筑施工工艺，再引入一种可周转装配式定型化构造柱模板支撑装置专利技术作为构造柱的支模系统，形成稳固的支撑体系，并结合BIM技术进行三维模拟，排砖、可视化应用。其尺寸提前限定，模块化设计，工厂整套加工，精度高，在施工中可有效地控制构造柱的尺寸，保证构造柱的成型效果。
1 施工工艺原理
本技术是通过引用一种可周转装配式定型化构造柱模板支撑装置，针对传统构造柱施工经常会出现的涨模、爆模、尺寸不符等情况进行优化处理，提高构造柱成型质量。据构造柱尺寸，选用50mm×50mm×2mm方钢焊接形成支撑架体。整个支撑架体由两幅支撑架组成，其中一幅架体上部预留投料口放置空间。两幅架体两侧竖向方钢间距均为520mm，从下而上每隔500mm布置一道横向方钢，架体最上侧最后两道方钢间距200mm，架体中间布置竖向方钢，其中横向方钢中心处设置标准螺杆眼，通过对拉螺杆将两幅架体与模板固定成一个整体。方钢之间采用双面满焊，确保架体稳定。其次，选用1.2mm钢板焊接形成定型化投料口，通过螺栓与整个支撑架体固定形成一套完整的构造柱模板支撑体系。
图1 设计图
图2 定型化投料口
图3 平面图
图4 1-1剖面图
2、施工工艺流程及操作要点
2.1工艺流程
图5 施工工艺流程
2.2操作要点
（1）定位放线
按原建筑设计图将构造柱和墙体边线用墨线弹于结构板面。
图6 定位放线
图7 定位放线
（2）构造柱钢筋绑扎
根据图纸要求完成构造柱主筋及箍筋绑扎安装。
（3）构造柱两侧墙体砌筑
构造柱钢筋绑扎完成后根据图纸要求进行构造柱两侧墙体砌筑，砌筑过程中控制灰缝尺寸，砂浆要求饱满，并留设出构造柱马牙槎，先退后进。另外砌筑时墙体中设置通长拉结筋，与周围结构柱植筋拉结。
图8 马牙槎留置
（4）支撑体系设计
据构造柱尺寸，选用50mm×50mm×2mm方钢焊接形成支撑架体。整个支撑架体由两幅支撑架组成，其中一幅架体上部预留投料口放置空间。两幅架体两侧竖向方钢间距均为520mm，从下而上每隔500mm布置一道横向方钢，架体最上侧最后两道方钢间距200mm，架体中间布置竖向方钢，其中横向方钢中心处设置标准螺杆眼，通过对拉螺杆将两幅架体与模板固定成一个整体。方钢之间采用双面满焊，确保架体稳定。其次，选用1.2mm钢板焊接形成定型化投料口，通过螺栓与整个支撑架体固定形成一套完整的构造柱模板支撑体系。
根据图纸，利用BIM技术进行排砖，并建立构造柱支撑体系模型，对关键位置进行优化，确定正确尺寸。
（5）场外集中加工
根据优化后最终尺寸，按照设计图在场外集中制作加工。加工完成后统一运输至施工现场待用。
图9 场外加工
图10 场外加工
（6）支撑体系安装、固定
支撑装置为厂内成套加工，运至现场后即可整套安装。
首先在构造柱位置粘贴双面胶，将模板进行拼装至构造柱两侧，用双面胶粘贴固定。然后将支撑架置于模板外侧，采用对拉螺杆固定牢固。
图11 模板安装
图12 定型化支撑架安装
图13 定型化支撑装置安装固定完成
图14 定型化支撑装置安装固定完成
5.0.2.7混凝土浇筑
混凝土浇筑前湿润钢模板，浇筑时振捣密实，浇筑高度平钢模板顶。浇筑完成后及时浇水养护，养护时间7天。
5.0.2.8模板拆除
待混凝土强度达到1.2N/mm2时拆除模板，拆除时应注意不破坏混凝土。
图15 构造柱成型照片
5.0.2.8下一层反坎施工
拆除后的支撑装置清理干净后即可周转入下一层反坎施工。
3、效益分析
以秀山项目为例，支撑装置应用于所有楼栋，总共59栋楼，每栋楼层数为2~3层，总共大约150层。根据每层面积，每层配置5套。传统反坎木模板每套平均约为160元，大约可周转6次，根据摊销比例及现场施工进度，本项目总共需配置约150套；而本工法中所发明的反坎钢模板，每套为400元，周转次数完全能够满足项目使用，根据项目进度情况总共需配置20套。而且，支撑装置可周转100次以上，完全满足本项目所需。
另外，相比普通木模安装，节约大量的人工，降低人工费。普通构造柱模板安装需3个工人，本装置仅需要2个工人。每层构造柱施工时间约为3天，人工费平均为300元/天，故节约人工费（3-2）*3*150*300=135000元。
经济效益分析详见下表：
总效益为：150*160-400*20+13500=151000元。
4、应用实例
定型化构造柱模板支撑体系在重庆秀山项目得以成功应用，本项目反坎钢模板应用于所有楼栋，主楼为低层商业，层数为2~3层。总建筑面积7.3万m2。通过应用基于BIM技术的定型化构造柱模板支撑体系施工技术，提高了构造柱成型质量，节约了大量成本，同时创造了一定的经济效益，得到本工程甲方、监理单位的高度评价。
5、结 论
本文探索基于BIM技术的定型化构造柱模板支撑体系施工技术，分析其施工工艺原理及流程，并进行经济效益分析，结果表明此方法能提高构造柱施工效率，增加支撑架周转次数，加快施工进度，降低了施工成本，获得较好的经济效益。
参考文献
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作者简介：赵世昌，男，1989年，河南汝州人，黑龙江工程|澳门·人威尼斯4399学院，邮箱：573403406@qq.com，研究方向：建筑工程
