淺談BIM技術在高大模板中的應用

吳鶴 鄧鴻陽

摘 要：目前，在建筑工程施工中發生的較大事故中，據不完全統計，由于模板支撐系統坍塌造成的事故人員傷亡人數占傷亡人數的比例較大。根據建筑施工行業相關部門及相關規定要求，超過一定規模的危險性較大的高大模板支撐分部分項工程，施工單位應當編制專項施工方案，并且組織專家論證對專項施工方案的可行性進行論證。BIM技術作為近幾年興起的新型技術，可以解決模板支撐體系工程設計過程中難以計算、繪圖和計算等問題。因此，如何利用BIM技術在高大模板支撐體系中的進行合理應用，通過BIM技術保證模板和支撐架的安全性和可靠性，同時實現經濟合理性是本項目需要解決的關鍵問題。

關鍵詞：BIM技術;高大模板;安全性

1 引言

本文針對BIM技術在高大模板方案編制以及施工過程中應用的實踐和經驗，討論了BIM技術在高大模板支撐體系工程中具體實現和應用中的優勢。并且，如今建筑行業的快速發展，社會以及個人對建筑美觀性以及高度要求越來越高，以及建筑結構的不規則性，導致高大模板在計算以及施工過程中難度加大，無法考慮到每一個細節，新型技術BIM的出現，在施工前期，可以通過計算、建模等功能使人對高支模支撐系統有一個直觀的認識。由此，可以預見在建筑行業快速發展的過程中，BIM技術會越來越的到推廣，從而達到普及、使用的目標。

2 BIM技術簡述

BIM建筑技術也可以成為建筑信息建模，該技術具有很好的可視性：傳統圖紙以及施工方案一般由設計或者技術人員編制，難免會存在著一些問題，施工人員只得依據想象完成施工。此種模式對工程安全和質量產生了極大的影響，并且對于結構復雜的部位或者漏洞，僅僅只是依靠文字或者簡單的CAD圖紙來進行敘述，可能無法滿足技術人員或者實際操作人員的理解以及認知。伴隨著建筑行業的不斷發展，BIM技術已逐漸開始步入建筑行業，至今已經得以了廣泛應用。它能夠將工程中的各參數進行分析，并通過三維立體的模式將施工方案的要求以及架體完成效果展示出來，通過真實、可視化的展示，使之更清晰明了。另外，BIM的的優勢在于其可視化、模擬、優化和繪圖功能。便于施工過程中的管理和控制，能夠提前將較大以上危害部位暴露出來，能夠及時、準確、可靠地解決施工期間的質量和安全問題。

2.1 建筑行業對高大模板的相關要求

高大模板支撐是指建設工程施工現場混凝土構件模板支撐高度超過8m，或搭設跨度超過18m，或施工總荷載大于15kN/㎡，或集中線荷載大于20kN/m的模板支撐系統。需要組織專家進行專項施工方案論證。由上述可以看出，高大模板支撐系統中常見的的結構類型為：跨度大、荷載大、截面大的混凝土框架結構等等

2.2 BIM技術在高大模板中的實例應用

本項目為徐州市睢寧縣富泰廠房項目的辦公樓，高大模板支撐體系涉及樓棟建筑面積為29786.62m?，建筑高度為23.9m;辦公樓大廳及辦公樓會議室模架支撐高度分別為8.88m、8.93m，梁最大跨度分別為15.6m和18.4m;最大梁截面為250mm*1350mm，屬于高大模板支撐結構。項目技術人員利用BIM技術中的結構對該工程的模板支撐結構建立模型，能夠直觀的將高支模部位在制作的模型中體現出來，而不需要通過技術人員對圖紙一點一點審查、查找，能夠有效的節省技術人員的精力以及時間。尤其是在完成的制作完成的模型當中，能夠對結構各種形狀以及構件能夠形成一個更加直觀的感受。另外，該項目的關鍵信息包括工程基本信息、工程特性、支撐體系材料、地基不知，標高設置和一些相關的施工技術參數。項目設置信息的正確性與整個項目的操作和建模有關。項目基本信息包括項目工程名稱、項目地址、施工單位名稱、項目特性和抗震等級等其他參數。工程特征包括主體結構形式、基礎形式、軸承模式、區域特征基礎數據和結構要求、搭設用鋼管的類型和尺寸。高程設置進一步定義了基礎、墻壁、窗戶、柱子、橫梁、面板和樓梯的高度。選擇時應注意以下幾點：模板的設計及其支撐結果應使結構安全可靠，成本合理。

2.3 BIM技術的應用效果

使用BIM3D技術進行可以提前進行碰撞檢測，可以優化模板搭設設置，減少施工期間因方案設計不合理，導致出現架體無法搭設、搭設不合理等可能出現的錯誤，避免造成返工，從而能夠很好的加快施工速度并減少返工次數。然后，結構和建筑模型受到三維“缺失和泄漏碰撞”的影響，計算機可以智能地計算“沖突”組件的位置和數量，并獲得文檔數據，以避免架構和結構圖。通過BIM技術能夠為項目的結算奠定了良好的基礎，特別適用于常用的工程量清單定價方法。此外，通過BIM技術，施工單位可以大大縮短招標文件的技術和商業準備時間。詳細的規劃，包括人員、機器、材料、材料和環的精心規劃，對項目的順利運行起著至關重要的作用。但是，由于時間限制，大多數項目的技術和業務解決方案無法在招標階段詳細完成。

3 工藝實施效果

3.1 實施效果

通過在項目高大模板管控中的應用，總結 BIM 技術創新點有以下幾個方面：

3.1.1 提高了專項方案編制的針對性與效率。使模架設計能夠精確到每一個構件和節點，提高了方案編制的針對性，減少了技術人員設計模架、受力分析所需要的時間，提高了方案編制效率。

31.2 實現了周轉材料工程量的統計。軟件自動生成工程所需模板實際面積，按設計人員要求計算各類周轉材料，實現了周轉材料的精確統計，為降低成本，控制損耗提供了有力的幫助。

3.2 效益評估

3.2.1 利用軟件完成的模板設計精確度高、準確性好，較符合現場情況，較以往手工設計降低了錯誤率，提高了材料的使用效率。

3.2.2 可視化模型交底，提高了操作人員以及現場管理人員對技術交底內容的理解，降低了由于對方案了解不透出出現現場返工的可能性，避免了返工造成的成本工期壓力。

3.2.3 分區域計算模架需求量，結合施工進度計劃，按實際需要進退場各類周轉材料，提高了周轉材料利用率。

4 結語

總而言之，基于BIM技術方案編制以及現場施工效率，解決了模板工程設計架體布置中無法通過有效的直觀性了解架體的缺點。BIM技術的可視化為模板工程的開發提供了施工支持，成為消除高模板支撐系統安全隱患要求的基本途徑和可靠保障。

參考文獻：

[1]孫文進 馬顯通.《BIM技術在模板工程中的應用》.中國高新技術企業.2016年

[2]華慶東.《BIM技術在高支模施工中的應用》.施工技術.2017年

[3]黃奇榮 武俊 劉曦 郭利偉《BIM技術在高大模板施工中的應用》.施工技術.2017