【BIM施工】BIM技术在大体积混凝土浇筑方案模拟中的应用总结

00 了解大体积混凝土

《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。

01 大体积混凝土浇筑施工重难点分析

1）大体积混凝土施工体量大，商品混凝土连续供应，连续浇筑质量控制难度大，水化热和温升控制难度大是重点。

2）大体积混凝土施工过程中，罐车数量多，施工现场场地狭小，交通组织难度大。在现场安排专人进行交通协调指挥，保证现场车辆有序进出，混凝土供应连续不间断。

3）配合比设计：在保证混凝土具有良好工作性能的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用低砂率、低水胶比，并掺高效减水剂的方法进行混凝土配合比设计，通过多组配合比试验对比，确定最优配合比。

4）浇筑过程中混凝土输送泵管的垂直落差较大，混凝土浇筑过程中极易发生堵管现象，另需严格控制混凝土的坍落度保证混凝土良好的流动性。

5）混凝土浇筑：采用分层的浇筑方法（≤500mm厚一层），混凝土浇筑时要振捣充分密实，提高混凝土密实度和抗拉强度，减小收缩变形，保证施工质量。

6）底板钢筋层数多，钢筋密集，在浇筑混凝土时振捣工作是施工重点。在每个浇筑点布置3～4个振捣棒，振捣点周围每5m布置一个振捣棒，保证混凝土浇筑点区域及流淌的混凝土充分振捣密实。

7）混凝土养护：底板大体积混凝土浇筑与养护受浇筑季节性因素比较大，浇筑完成后养护混凝土的措施决定了大体积混凝土的质量。需要采取相应措施缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，做好养护期间的保温保湿工作。

8）测温和温度监测与管理：混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，表面温度与大气温度差值不超过25℃；及时调整养护措施，使砼的温度梯度和温差不致过大，以有效控制有害裂缝的出现。

02 BIM应用理念

在大体积混凝土浇筑施工过程中涉及的技术技术难点、施工难点众多，为解决这么困难，采用BIM技术建立三维立体实物，创建大体积混凝土三维模型，并增设时间维度，模拟施工工程，整个过程的策划与实施都在可视化的状态下进行。对大体积混凝土浇筑施工过程进行基于BIM技术的全面施工管理。

03 BIM技术在大体积混凝土浇筑方案编制过程中的应用点

1）大体积混凝土施工BIM模型建立

BIM模型是BIM技术运用开展的重要一步，BIM技术的运用需要针对BIM的运用深度进行前期BIM模型建立。在方案编制阶段根据方案需求建立对应的施工BIM模型，可以辅助方案验证、模拟分析等。并且，在施工BIM模型里加入相应的资源信息可以开展更多BIM应用工作，来指导大体积混凝土浇筑工作开展。

2）BIM深化设计

对比传统的二维深化设计节点图，深化设计体现出独特的优势及创新技术管理思路。本工程在大体积方案编制过程中BIM技术对底板钢筋绑扎节点、马镫支撑节点、溜槽窜管节点脚手架、泵管加固节点等进行深化设计，并且输出三维设计图用于现场施工指导。通过三维可视化形式进行现场技术交底，直观的展示复杂节点的空间位置关系和不规则形体信息，包括BIM模型、效果展示、工艺搭接等。

3） BIM工程量统计

通过建立BIM模型（比如大体积混凝土模型、脚手架设备模型、泵管使用模型、溜管设备模型等等），基于Revit或者相关插件进行BIM工程量统计，输出相应的材料设备资源用量表辅助大体积方案编制过程中资源计划表的编制。

4） BIM方案验证与模拟优化

传统的施工方案是以技术人员和专家的经验为主，而经验很难或者说无法定量地加以描述,并且很难直观比较、验算和优化施工方案，更无法预料施工过程中可能出现的突发问题。BIM施工模型的创建将施工方案的全过程映射成虚拟环境,通过对此虚拟环境的操作来实现对施工全过程的观察、跟踪控制和引导,最终达到验证、优化,调整、优选施工方案的目的。

5）基于 BIM进行大体积混凝土浇筑施工场地布置

大体积混凝土浇筑施工作业面较大，施工过程中占用现场内外施工作业面积较广。为解决合理进行大体积施工场地合理规划问题，可以在施工场地规划阶段应用BIM技术进行三维施工场地布置与优化分析，提高场地方案布置实用性。

6）基于BIM技术进行大体积浇筑施工模拟及交通组织模拟

大体积混凝土浇筑施工涉及工序较多且复杂，为保证浇筑过程中万无一失顺利进行。在现场浇筑施工前，可以应用BIM技术进行大体积混凝土浇筑施工模拟，及时发现问题，提前解决施工存在问题。同时，基于BIM技术进行混凝土运输罐车进行施工场地内外交通组织模拟，提前制定合理的交通组织计划，保证在浇筑过程中，既不影响现场施工进度需求，也不影响场外交通需求。

04 BIM应用总结

在大体积混凝土浇筑施工方案编制阶段，运用BIM技术进行施工BIM模型建立、BIM深化、BIM工程量统计、BIM方案验证与优化模拟、BIM施工场地布置、BIM施工模拟与交通组织模拟等工作的预先开展，保证了大体积混凝土浇筑施工的工程质量、节约施工成本、缩短浇筑施工工期，让BIM的价值体现得更加明显。