自動排磚！BIM在砌體工程中的應用實例

清華大學深圳研究生院創(chuàng)新基地建設(shè)工程（二期）位于深圳市南山區(qū)西麗大學城清華大學深圳研究生院內(nèi)，項目為一幢科研實驗室，建筑高度為96.1m，分為地下2層，地上22層，總建筑面積為51485.43㎡，包括科研實驗室及配套設(shè)施、地下車庫、設(shè)備用房、道路、綠化等室外配套工程等。

二次結(jié)構(gòu)作為建筑工程的主要組成部分，其細部節(jié)點繁多，傳統(tǒng)的施工方式與現(xiàn)場管理條件難以實現(xiàn)精細化，以至施工現(xiàn)場對原材料切割的隨意性較大，較普遍的存在著嚴重浪費、損耗的現(xiàn)象。本項目旨在利用BIM技術(shù)于施工前將所有砌塊、圈梁、構(gòu)造柱、導墻、頂磚、門窗洞口及過梁的空間位置預先做好定位及統(tǒng)計，同時，將非標準砌塊、非標準構(gòu)件提前做好工廠式加工并將所需構(gòu)件、材料有針對性的提前運輸至相應區(qū)域，以達到節(jié)約施工材料耗損率、降低施工成本等目的。

本項目砌體排布過程中主要參考《砌體結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50203、《砌體填充墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造》12SG614、《砌體填充墻建筑構(gòu)造》12SJ105等規(guī)范、標準：

（1）灰縫設(shè)置要求。蒸壓加氣混凝土砌塊砌體當采用水泥砂漿、水泥混合砂漿或蒸壓加氣混凝土砌塊砌筑砂漿時，水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度不應超過15mm；當蒸壓加氣混凝土砌塊砌體采用蒸壓加氣混凝土砌塊粘結(jié)砂漿時，水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度宜為3mm-4mm。

（2）搭砌長度。砌筑填充墻時應錯縫搭砌，蒸壓加氣混凝土砌塊搭砌長度不應小于砌塊長度的1/3。

（3）馬牙槎長度。墻體與構(gòu)造柱連接處宜砌成馬牙搓。馬牙搓伸入墻體60-100mm、搓高200-300mm并應為砌體材料高度的整倍數(shù)。

（4）水平系梁設(shè)置。當砌體填充墻的墻高超過4m時，直在墻體半高處設(shè)置與柱連接且沿墻全長貫通的現(xiàn)澆鋼筋混凝土水平系梁，梁截面高度不小于60mm。

（5）構(gòu)造柱設(shè)置。砌體填充墻的墻段長度大于加時或墻長大于2倍層高時，墻頂宜與梁底或板底拉結(jié)，墻體中部應設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱。

填充墻構(gòu)造柱布置平面示意圖

（6）混凝土反坎高度。廚房、衛(wèi)生間、浴室等處采用輕集料混凝土小型空心砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊砌筑墻體時，墻底部宜現(xiàn)澆與填充墻同厚度的混凝土坎臺，其高度宜為150-200mm。

門洞口做法圖

（7）過梁設(shè)置。本項目對砌筑質(zhì)量要求較高，運用BIM技術(shù)對砌體工程進行模擬排布，以直觀的三維模型，降低排磚過程中的空間想象成本。利用模型導出的二維白圖進行施工，確保砌筑質(zhì)量的同時以便施工班組能夠?qū)⒏嗑Ｗ⒂谔嵘鲋^感。

在滿足砌筑規(guī)范的前提條件下，通過BIM技術(shù)對本項目砌體工程進行砌塊排磚布置，獲得多個排磚方案。以某一墻體為例，構(gòu)造柱、砌塊、門洞口、過梁等布置以及材料用量如下圖所示，方案二相比方案一，其構(gòu)造柱布置美觀、磚尺寸種類較少、切割量少，降低了材料損耗率。

砌體排磚方案（方案一 ）

砌體排磚方案（方案二）

項目利用BIM技術(shù)對砌體進行排布可以明顯降低砌筑過程中的材料損耗率（數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)場砌筑過程中一般存在3%—5%的損耗），實現(xiàn)切割量少、磚尺寸種類少從而達到的材料合理管控的目的，積極響應綠色施工的號召實現(xiàn)最大程度的節(jié)約資源。

現(xiàn)場砌體工程圖

經(jīng)實踐表明，BIM技術(shù)在砌體工程實施過程中具有以下特點：

（1）提升砌筑觀感。通過BIM排磚過后，完全消除不滿足規(guī)范要求的磚塊，使墻體錯縫更加工整、美觀。

（2）提升質(zhì)量管理。BIM排磚過程中，利用排磚圖將責任人落實到個人，形成審核-砌筑-檢查的閉環(huán)式質(zhì)量管理過程。加強了總包對分包的監(jiān)管力度，提升了質(zhì)量管理效率。

（3）技術(shù)交底。利用BIM三維模型，直觀展示砌體排布方案，避免因技術(shù)方案交底不清造成的損失。

（4）限額領(lǐng)料——減少二次搬運。精確統(tǒng)計每層及整體的砌塊用量，盡量確保每個材料堆場滿足施工區(qū)域的用量需求，避免二次搬運的發(fā)生。

傳統(tǒng)建造方式的弊端之一在于成果無法有效固化，因而缺乏迭代進步的基礎(chǔ)，BIM技術(shù)的應用恰恰能夠彌補這樣的不足。砌體排布成果以模型與圖紙的形式存檔，配合記錄有經(jīng)驗心得的工作文檔，能夠?qū)⒓夹g(shù)經(jīng)驗有效固化，為經(jīng)驗傳遞與技術(shù)改進，提供比文本資料更具實用價值的資料積累。

（編輯：奚雅青）