基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》是中國建築第四工程局有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是鄧峰剛、周貞勇、王金偉、彭期祥、鐘泳、宿靈、童龍、張偉；適用範圍是高層建築標準層的陽台施工，尤其適用於質量要求較高的建築工程。

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》主要的工法特點是：陽台生產安裝模組化、模數化、三維可視化；採用構件與其附屬設施一次加工成型技術；採用了可調節式構件穩定支撐裝置；建築構件工廠化製作。

2018年12月24日，《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》被廣東省住房和城鄉建設廳評定為2018年度廣東省省級工法。

基本介紹

• 中文名：基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法
• 工法編號：GDGF086-2018
• 完成單位：中國建築第四工程局有限公司
• 主要完成人：鄧峰剛、周貞勇、王金偉、彭期祥、鐘泳、宿靈、童龍、張偉
• 審批單位：廣東省住房和城鄉建設廳
• 主要榮譽：廣東省省級工法（2018年度）

形成原因

隨著中國建築業的政策調整與轉型升級，二十一世紀20年代建築必須回響國家綠色施工發展理念和緊跟建築行業趨勢，傳統的現澆陽台，在施工過程中，容易出現漲模、漏漿、成型質量不穩定、後安裝欄桿扶手邊滲水等問題。為了有效解決建築行業勞動力不足，提高建築物的質量和性能，促進建築業可持續發展，裝配式施工已經是行業的趨勢，而如何提高裝配式建築的整體性，如何降低構件加工、安裝的難度，如何提高構件安裝的質量，縮短裝配式工程的吊裝時間，使其滿足社會要求等問題成了影響產業化工程發展的主要因素。中國建築第四工程局有限公司從而研究BIM技術在高層住宅樓預製陽台安裝施工技術的研究與套用。

工法特點

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》的工法特點是：

1.運用BIM技術構建陽台生產安裝模組化、模數化、三維可視化，引導裝配式建築施工。

2.採用構件與其附屬設施一次加工成型技術，節約建築材料及勞動力，綠色環保。

3.採用了可調節式構件穩定支撐裝置，提高構件安裝質量。

4.建築構件工廠化製作，進一步提高混凝土構件的施工質量、規範構件標準尺寸。

5.採用該技術比傳統的工藝簡單節約成本、陽台成型質量好，經濟和社會效益顯著。

操作原理

適用範圍

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》適用於高層建築標準層的陽台施工，尤其適用於質量要求較高的建築工程。

工藝原理

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》的工藝原理敘述如下：

使用BIM技術與預製裝配式施工結合的方法，通過工廠進行建築構件工廠化的製作，預製構件及防護預埋件一次加工成型，採用了可調節式構件穩定支撐裝置，實現了住宅樓預製裝配式陽台的施工。

施工工藝

• 工藝流程

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》的工藝流程是：

深化設計→BIM技術全程模擬→工廠化生產→預製構件出廠及運輸至施工現場→安裝前驗收→放樣定位→鋁膜拼裝→支撐平台搭設→構件吊裝→調平校正→鋼筋綁紮→砼澆築。

• 操作要點

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》的操作要點如下：

1.深化設計

根據設計單位提供的設計圖紙，對預製構件的幾何尺寸及內部鋼筋直徑、間距、鋼筋保護層厚度等重要參數進行精準設計、定位。構件與現澆結構之間的檢查主要是鋼筋與鋼筋之間的碰撞檢查，設定碰撞規則，檢查規定部位的碰撞情況。對發生碰撞的鋼筋認真分析、討論，然後最佳化工程設計，修改鋼筋參數，避免碰撞，結合BIM技術及施工經驗對相關部位做加強處理。

圖1 結合 BIM 技術深化設計

2.BIM技術全程模擬

BIM技術串聯設計、生產、施工全過程的生命周期，可數位化仿真模擬，信息化描述系統要素，實現信息化協同設計、可視化裝配，工程量信息互動和節點連線模擬及檢驗等全新套用，整合建築全產業鏈，實現全過程、全方位信息化集成。

圖2 BIM 技術全程模擬

3.工廠化生產

（1）根據深化設計的圖紙，首批預製構件澆筑前，建設單位組織設計、監理、施工、構件生產單位等參建各方到場進行聯合隱蔽進行驗收，驗收合格後方可進行澆築。

（2）構件生產期間，建設單位安排2名監理駐場，負責材料驗收、隱蔽驗收、構件質量檢查與驗收。構件澆筑前經構件廠自行隱蔽驗收通過後報監理驗收，監理驗收通過後方可澆築。驗收記錄影像資料及表格留檔。

混凝土澆筑前質量驗收表：

圖3-1 預製陽澆筑前驗收表

圖3-2 預製陽台澆筑前驗收表

4.預製陽台出廠及運輸至施工現場

（1）預製陽台拆模後驗收

對每一件構件成品出廠前，必須進行外觀檢查。目測構件的混凝土是否振搗密實，有無露筋和影響結構使用性能的蜂窩、空洞和裂縫等，如有缺陷部位，應按照預製構件修補方案進行修補，修補完成後由質量檢驗部門檢查是否合格。

圖4 預製陽台模具拆除後驗收

（2）預製陽台起吊

①預製構件的混凝土達到規範強度後，方可對預製構件進行起吊，防止因吊裝造成對預製構件的破壞。

②應合理設定預製構件吊點位置。吊點可設預埋吊鉤（環）或可拆卸的埋置式接駁器，應確保產品所有預埋件定位裝置、拉桿及螺栓等物料全部拆卸完畢後才可進行產品起吊程式。

③起吊時必須保證吊鏈與產品重心呈垂直狀態，並使產品平行脫離模具，且吊車起吊速度應均勻緩慢，以免產品拉裂、扭曲等。

圖5 預製陽台起吊

圖6 BIM 技術模擬預製陽台起吊

（3）預製陽台運輸

運輸前，需對預製構件廠應組織司機、安全員等相關人員對運輸道路的情況進行查勘（包括沿途上空有無障礙物，公路橋的允許負荷量，過的涵洞淨空尺寸等）；規劃好最優運輸路線，如條件允許應備用其他線。

預製構件的運輸車輛應滿足構件尺寸和載重的要求，裝車運輸時應滿足下列要求：裝卸構件時應考慮車體平衡；預製陽台採用平放運輸，放置時構件底部設定通長木條，並用緊繩與運輸車固定。陽台可疊放運輸，疊放塊數不得超過6塊；運輸預製構件時，車啟動應慢，車速應勻，轉彎變道時要減速，以防牆板傾覆。

圖7 預製陽台運輸

5.安裝前驗收

預製陽台運輸至現場或吊裝前需對預製陽台進行驗收。用目測法，觀察構件外觀是否因運輸而導致破損。

圖8 預製陽台吊裝前驗收

6.放樣定位

裝配式混凝土結構預製構件吊裝的精度控制重點在於施工測量的精度控制，測量放線的準確性是保證現場施工質量的基礎，根據樓層的主控線，彈豎向垂直定位線和標高控制線，覆核後再進行陽台放樣。

7.鋁膜拼裝

陽台調平架體搭設前，將牆柱等豎向構件鋼筋綁紮完成後，繼續將預製陽台周邊以下相關的鋁模拼裝至梁底標高。

圖9 鋁膜拼裝

圖10 BIM 技術模擬鋁膜拼裝

8.支撐平台搭設

待陽台周邊一下的鋁模板完畢後，立即開始架設一種有龍骨支架、底座、墊片、螺母等構件的可調節式構件穩定支撐裝置，以便作為預製陽台的支點。

圖11 支撐平台搭設

圖12 BIM 技術模擬支撐平台搭設

9.構件吊裝

吊裝前由專人核對構件型號、尺寸，檢查質量無誤後，對預製陽台邊梁鋼筋驚醒避讓，由專人負責掛鈎，待掛鈎人員撤離至安全區域時，由下面指揮人員確認構件四周安全情況，確認無誤後進行試吊，指揮緩慢起吊，起吊動作應平穩，待板下端離地面500毫米時，在原位停頓片刻，經觀察確認沒有問題後再繼續提升並移向安裝地點。吊裝時樓下設定1名掛鈎、指揮人員，樓層上配備5名安放及固定人員。

圖13 預製陽台吊裝

圖14 BIM 技術模擬預製陽台吊裝

10.調平校正

參照牆頂垂直控制線，引導疊合陽台緩慢降落至支撐上方，進行局部微調，根據控制線進行陽台定位，校正，待構件穩定後，方可進行摘勾。

圖15 預製陽台調平校正

圖16 BIM 技術模擬預製陽台調平校正

11.鋼筋綁紮

待預製陽台調平後，開始陽台邊梁鋼筋復位、板面鋼筋的綁紮施工，鋼筋綁紮時特別注意按照料單核對懸挑梁鋼筋級別、規格、長度、根數，核對無誤後，在靠模架上進行綁紮，以確保鋼筋骨架組裝精度。

圖17 預製陽台邊梁鋼筋復位

圖18 鋼筋綁紮

12.砼澆築

樓板鋼筋綁紮完成並經驗收合格後，再次覆核陽台定位及標高是否準確，待覆核完畢後澆築混凝土。

圖19 混凝土澆築

勞動力組織

採用《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》施工時，收到設計單點陣圖紙後進行深化設計，設計會審通過後進行BIM模擬及預製陽台生產，施工現場具備預製陽台安裝時條件時進行安裝，現場勞動力組織應參照表1：

材料設備

一、材料

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》所用的材料明細如下：

1.泡沫膠

採用30毫米×3米海綿狀多孔結構的硫化橡膠。

二、設備

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》所用的主要施工設備及施工工具：塔吊、萬向旋轉環、鋼絲繩、鋼管、木枋、全站儀、靠尺、塔尺。

質量控制

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》的質量控制要求如下：

一、質量控制標準

（一）施工時，工程質量控制與驗收應嚴格按照《混凝土結構設計規範》GB50010-2010、《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ1-2014、《預製混凝土構件質量檢驗標準》DB11/T968-2013、《裝配式混凝土結構連線節點構造》15G310-1~2、《預製裝配整體式鋼筋混凝土結構技術規程》SJG18-2009執行。

（二）預製陽台安裝的尺寸允許偏差及檢驗方法

表3 預製陽台安裝的尺寸允許偏差及檢驗方法

項目		允許偏差（毫米）	檢驗方法
長度		±3	尺量檢查
寬度、高（厚）度		±5	鋼尺量一端及中部，取其中偏差絕對值較大處
表面平整度		5	2米靠尺和塞尺檢查
側向彎曲		1/750且≤20	拉線、鋼尺量最大側向彎曲處
翹曲		1/750	調平尺在兩端量測
對角線差		10	鋼尺量兩個
預留孔	中心線位置	5	尺量檢查
	孔尺寸	±5	尺量檢查

二、質量保證措施

（一）預製構件吊運質量保證措施

1.吊裝前了解當地天氣情況，露天作業時須有防滑防雨措施，夜間工作時要充分照明，大型牆體等要注意風力風向。

2.在生產過程中，部品如需要吊裝時，必須經過檢驗部品強度，保證部品強度≥75％設計強度，經批准後方可使用，同時要加墊木或硬塑耐磨保護層，以確保成品半成品及索具不致磨損。

3.拆模起吊前，檢查模板上構配件是否連線牢固，在確認無遺漏且模板與部品完全脫離後方可起吊。

4.在起吊作業前，應進行試吊檢查各部位受力情況，檢查吊點是否正確，情況正常後方可繼續起吊，應對起重吊裝設備、鋼絲繩、攬風繩、吊鏈、吊鉤、索具等各種機具進行檢查，必須保證安全可靠，保證成品半成品吊裝過程不受損壞，必須進行試吊，確認安全後方可起吊，以免損壞部品。

5.吊裝和安裝模板時輕起輕放防止模板空中滑落。

6.運輸時要做到車廂清潔乾燥，堆放合理，綁紮牢固，裝車的長度、高度及寬度須符合道路運輸的有關規定。

7.吊車必須有專職司機操作，且持上崗證。

（二）預製構件吊裝質量保證措施

1.安裝前檢查部品型號、數量及構件的質量。

2.按設計要求檢查連線鋼筋，其位置偏移量不得大於±10毫米。並將所有預埋件及連線鋼筋等調整扶直，清除表面浮漿。

3.預製樓板的安裝表面應清理乾淨，並避免點支撐。

4.檢查出廠合格證及相關質量證明檔案，施工記錄。

5.裝配式結構預製構件連線接縫處防水材料應符合設計要求，並具有合格證、廠家檢測報告及進場複試報告。

6.當採用四根鋼絲繩吊裝時，陽台構件傾斜的角度不變，但由於陽台間存在的允許誤差，導致陽台就位困難，並且就位時陽台上下晃動較大，和陽台梁的衝擊力較大，極易造成缺棱掉角現象。因此改為四根手動葫蘆後，就位時可以拽動手動葫蘆對傾斜角度進行微調，並且減小了上下的晃動，避免缺棱掉角現象發生。

安全措施

採用《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.由於預製陽台吊裝為新工藝，吊裝時要對操作人員進行培訓，待操作人員熟悉整個吊裝工序流程後，才能進行吊裝，並且初始吊裝時，要進行吊裝演練。

2.工人進場必須進行有針對性的安全教育，每天吊裝前必須進行安全交底。

3.吊裝前必須檢查吊具、鋼絲繩等起重用品的性能是否完好。

4.正確使用安全帶、安全帽等安全工具。

5.在吊裝區域、安裝區域設定臨時圍欄、警示標誌，工人不得禁止在吊裝範圍下方穿越。

6.操作結束時一定要收拾現場、整理整頓、特別在結束後要對工具進行清點。

7.構件起重作業時，必須由起重工進行操作，吊裝工進行安裝。絕對禁止無證人員進行起重操作。

8.嚴格執行起重機械“十不吊”規定。

9.構件起吊離地面0.5米時應停滯一段時間，待構件穩定、吊索充分張緊方可起升。

環保措施

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》的環保措施如下：

1.進場前做好員工環保教育，提高員工環保意識。

2.加強機械管理，改進施工工藝，減少施工過程中的噪音，噪聲控制符合國家標準《建築施工場界噪聲限值》。

3.合理布局施工區域及生活場所，施工及生活污水排放三級沉澱。施工營地和施工現場的生活垃圾，要經常清理打掃，分類集中處理；施工和生活中的廢棄物經當地環保部門同意後，運至指定地點。對於施工中廢棄的零碎配件、邊角料、水泥袋、包裝箱等及時收集清理並搞好現場衛生。

4.加強項目部的衛生防疫。對生產、管理人員定期進行健康檢查，對生活區域定期進行消毒。

效益分析

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》的效益分析如下：

一、經濟效益

針對模板工程而言，極大節提高了陽台的成型質量，節省了工期，工效高，取得了較好的工期效益和經濟效益，有助於加快工期的總進度。以保利碧桂園海棠花園工程為例：

1.採用該技術的每層陽台成本

陽台材料採購成本按照PC構件的實際體積進行計算，每立方米的綜合單價為3600元/立方米，每層陽台積為4.88立方米，成本費用總計：4.88×3600=17568元；

陽台安裝工程成本按照PC構件的實際體積進行計算，每立方米的工程綜合單價為500元/立方米，成本費用總計：4.88×500=2440元；

採用該工法陽台的成本為：17568元+2440元=20008元。

2.採用傳統的現澆陽台的每層成本

陽台鋁模材料和人工成本按鋁模板與現澆混凝土的接觸面積和PC構件與鋁模板搭接接觸面積的合計以平方米為單位計算，每平方米的綜合單價為75元/立方米，每層陽台預計需鋁模面積為48平方米，陽台的成本費用總計：48×75=3600元；

陽台鋼筋材料費用和人工成本，按每噸的綜合單價為7676.92元/噸，每層陽台耗費鋼材為0.317噸，陽台鋼筋原材和鋼筋加工成本：7676.92×0.317=2433.58元；

陽台混凝土材料和人工澆砼成本，每立方米的綜合單價為480元/立方米，陽台的砼和人工澆砼成本：480×4.88=2342.4元；

採用傳統做法陽台需澆注二次反坎，每層工期延長1天，項目成本按每25000天計算；

合計成本為：3600+2433.58+2342.4+25000=33375.98元。

兩者相比較，每層陽台產生的效益是：33375.98-20008=13367.98元。

綜上所述：每層陽台所產生經濟效益合計：13367.98元。

該項目標準層有261層，BIM技術套用費用為240000元，13367.98×261-240000=3249042.78元≈324.9萬元，節約綜合效益約324.9萬元。

由於建設單位要求的工期比較緊，為了縮短建設時間，保證契約工期順利完成，同時為了減少勞動力的投入和保證工程的質量，最終確定採用《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》作業，解決了採用傳統的現澆陽台的工期成本較長的難題，提高了現場拼裝的施工進度，節省了工期，保證了陽台的質量，得到了建設單位和監理單位的認可，創造了較好的經濟效益和社會效益，節約綜合效益約324.9萬元。

註：施工費用以2018年施工材料價格計算

二、社會效益

1.隨著人們生活水平的提高，對建築安全性、美觀性、智慧型性的要求上來說，裝配式建築中預製構件的工業化生產屬性，確保了構件質量的以裝配為主的建造方式，也保證了建築施工組件的精確度；隨著人們收入水平的提高，對於住房安全性、舒適性、環保性以及智慧型性的要求漸高，裝配式建築是未來房地產企業發揮發展的主要方向。

2.通過對該技術的研究與套用，提高了成品質量，且在安全文明、成本節約、節能環保、工業化建築等方面有著比傳統住宅的施工方式無可比擬的優勢。同時為裝配式建築發展提供系統性的施工參考數據。

套用實例

《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》的套用實例如下：

• 實例1：保利碧桂園海棠花園工程

1.工程概況

保利碧桂園海棠花園項目位於珠海市高欄港經濟區平沙新城匯海路東北側、文樓路西南側、傍德路西北側、十二號規劃道路東南側17036號地塊。項目規劃紅線內用地面積47530.25平方米，建築面積155104.21平方米，建築性質為：1～5#樓、12號樓棟為地上16層，地下1層；6～8號樓為地上25層，地下1層；9號樓為地上26層，地下1層；10～11號樓為地上32層，地下1層；13號樓（幼稚園）地上3層；14號樓（沿街商鋪）、15號樓（變配電房和公廁）、16號樓（變配電房）均為地上1層，無地下室。總建築面積約155104.21平方米，其中1-12#樓採用基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工。

2.施工情況

該項目使用《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》施工，解決了傳統的現澆陽台，須經過支模、鋼筋綁紮、混凝土澆築等工序，導致容易出現漲模、漏漿、防護欄安裝質量差等問題，提高了陽台成型的質量，減少後續二次施工，且在安全文明、成本經濟、節能環保、建築工業化等方面的效益比傳統住宅的施工方式好。

3.工程評價

根據現場施工情況，《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》降低了資源的使用，保證了工程質量，得到建設單位監理單位的認可，獲得了較好的經濟效益和社會效益。

• 實例2：佛山三水萬達廣場工程

1.工程概況

佛山三水萬達廣場項目位於廣東省佛山市南豐大道與翠雲路交匯處。該工程總建築面積538800平方米，地上建築面積417400平方米，地下建築面積119400平方米，共17棟，建築高度99米，建築層數32層，標準層層高3米。住宅標準層採用預製陽台施工。其中有住宅樓9棟標準層採用了基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工。

2.施工情況

該項目採用《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》解決了傳統的現澆陽台，在施工過程中，容易出現漲模、漏漿、成型質量不穩定、後安裝欄桿扶手邊滲水等問題，提高了陽台成型的質量，在文明施工、成本、綠色環保方面取得了效益。

3.工程評價

根據現場施工情況，《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》節約了成本，提高了陽台的成型質量，節省了工期，得到業主和監理好評。

榮譽表彰

2018年12月24日，廣東省住房和城鄉建設廳以“粵建市函〔2018〕2933號”檔案發布《廣東省住房和城鄉建設廳關於公布2018年度廣東省省級工法的通知》，《基於BIM的住宅樓預製裝配式陽台施工工法》被評定為2018年度廣東省省級工法。