基于BIM 技术的高支模施工安全风险动态管理研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年7卷第5期   作者:宁中原、杨亮亮、吕振军
[导读] 大跨度、大空间、超高层等大体量建筑物的高大空间模板支撑体系(简称“高支模”)
        宁中原、杨亮亮、吕振军
        中国建筑第二工程局有限公司 北京 100160
摘要:
        大跨度、大空间、超高层等大体量建筑物的高大空间模板支撑体系(简称“高支模”)在大体量建筑物中发挥着重要的保障作用。但是,高支模工程施工中也存在安全隐患,高支模坍塌事故时有发生。文章立足于施工安全,对高支模工程施工安全管理中的问题进行了分析,旨在为提升高支模施工安全管理有效性提供参考。

关键词:BIM技术;高支模;施工安全

一、BIM技术在施工中的应用
1.1复杂节点施工模拟。
        模板工程作为建筑施工领域里人员协调量大、施工流程多、安全性要求高的分项工程,可以通过revit软件进行建模,对搭设难度大的复杂节点展开模拟工作,在模拟过程中,可以快速的找出节点施工所存在的问题,及时对方案进行调整。
1.2可视化交底。
        传统的技术交底常以二维平面图纸表达为主,而借助于BIM的三维可视化特性,可以将平面的图形转化为三维的立体实物,形象直观地图形表达能够使施工作业人员清楚地了解设计意图,提升了工作效率,同时减少了交流障碍。
1.3过程控制。
        在模架搭设过程中,施工现场管理人员可以通过BIM360Glue软件与现场搭设情况进行对比,指导现场施工,记录现场情况,若与模型存在偏差应及时做出调整,确保搭设严格按方案执行,同时对于重点部位、关键节点应进行跟踪控制,加强管理水平。
1.4验收管理。
        施工过程中发现安全问题应及时进行定位、取证并上传,同时安排专人进行整改,责任到人,确定整改期限,在整改过程中,管理人员可在系统中随时查看隐患问题的落实情况,整改完成后取证上传,申请验收,验收合格该任务关闭,形成管理闭环,提高问题的整改效率。
1.5动态监测。
        通过在杆件上布设位移传感器、倾角传感器等监测装置对架体进行实时动态监测,当监测数值超过偏差范围时,系统将自动报警,使管理者能够及时发现隐患,采取对策。
二、施工方案设计计算过程中存在的问题
        2.1随着当前建筑项目逐渐向大型化、异型化特征转变,极大的增加高支模工程施工复杂性,而高支模工程安全专项方案编制人员在进行工程分析计算中存在问题,导致施工安全事故的发生。具体包括以下几个方面:
①计算方法具有滞后性,过于依赖于传统经验办法,并且对高支模承载力设计计算不足,增加安全隐患;
②荷载组合合理性较差,在实际设计计算过程中,对施工堆积荷载、动力荷载的冲击系数、荷载最大处支撑部位受力情况分析等荷载组合因素考虑不到位;
③存在将荷载简化为均布荷载进行计算的情况,脱离施工实际,与荷载实际分布情况不相符。

2.2 现场施工方面存在的问题
高支模工程施工方面存在的问题主要是支撑体系的搭建与质量标准要求不符。具体来说有以下几方面:
①没有对地基进行处理,出现地基沉降现象导致支撑体系局部丧失稳定性;
②没有按照规定进行剪力撑体系设置,或是剪力撑设计数量没有达到要求,在架体较高的高支模中没有设置横向剪力撑,导致架体稳定性不足;
③已经搭建完成的支撑体系与建筑物的连接不可靠,施工人员在操作平台施工,再加上施工材料堆积,导致高支模受力偏心,导致支撑体系不稳;
④未严格按照规范进行立杆横杆搭设,导致立杆间距、纵深行数,横杆步距未达标准,支撑体系承载力不能达到预期要求,出现失衡、塌陷等情况。


2.3高支模拆除施工的要点
??高支模拆除时需要根据相关操作规定和要求进行施工。当高支模的跨度高于8m时需要在混凝土的强度大于100%时才可以进行高支模的拆除施工;当高支模的跨度低于8m时需要在混凝土的强度达到75%时进行高支模的拆除施工。而且在高支模的拆除工作中还要注意以下方面:
        ①在混凝土振捣施工的过程中,当混凝土浇筑8天以后需要对高支模混凝土的强度进行检测,如果混凝土的强度达到了设计的要求就可以进行高支模拆模的作业施工;如果混凝土的强度没有达到设计规定的标准,那么就不能使用,需要过一段时间以后再次对混凝土的强度进行检测,直到达到要求以后才可以进行拆除。
②在对高支模进行拆除作业的时候,需要严格按照先浇筑后拆除、分级分段的原则对高支模进行拆除的作业。而且,首先要将次梁模板和侧模板全部都拆下,然后再将主梁模板拆下来。
③当对高支模进行拆除作业的时候,首先需要搭设好拆架平台,然后将木枋和模板都拆除,并且分门别类的堆放模板、散板、松枋、支架等,以保证物品堆放的规整。
④当模板被拆除以后需要被分散的进行堆放,要对拆除模板的质量进行检查,如果发现存在质量问题,那么就要对模板进行维修,而且要及时的进行清运.
三、安全管理系统应用
3.1隐患部位信息采集
        在高支模支撑体系中布设监控装置,由现场安全管理人员检查重点部位工艺与变形情况,一旦发现存在安全风险,则及时上传至BIM安全隐患数据库中。同时,还可以将采集照片与模型信息进行对比分析,及时发展施工中安全隐患。
3.2隐患信息处理
        根据创建完成的工程,对所有隐患部位进行编码以便于识别,同时将安全隐患数据库与高支模BIM模型连接,将数据库信息添加绑定到模型构建当中,在模型中可以对数据库内容进行显示。将施工现场安全检查信息相关记录整理至数据库,并通过Naviswork软件连接到模型相应位置,通过点击构件,既可以显示其相应的安全信息。
3.3增强队伍素质
??建筑行业在近四十年来发展迅猛,但与此相对应的技术以及人才却捉襟见肘。尤其是在当下充分竞争的市场经济中,人才不仅作为高支模施工的执行者,而且也是建筑单位的核心竞争力。然而值得注意的是,随着行业的不断壮大人才缺口也日益凸显。具有高素质的技术员已经难以满足当下建筑行业的发展规模,培养和引进人才已成为业界和学界的共识。笔者建议,建筑企业应该定期组织技术员培训。以系统专业的高支模工艺与行业标准来进行教育,不断提高施工队伍的专业性。同时,在具体项目开展之前还需要让技术员对施工人员进行技术交底。一方面是要提高施工人员的安全意识,另一方面也能够强化技术要点确保整体的质量。最后值得一提的是,建筑行业发展造成了用工荒,尤其是具有高素质的人才更是少之又少。业界必须建立起人才引进和培训的机制,以适应新时期建筑行业的转型需要。
3.4落实全过程管理
??高支模施工技术涉及到多个环节,多头管理和无序管理的问题较为严重。针对这一现象,笔者认为在施工过程中应该明确全过程管理的观念。技术员从项目方案设计之初就应该积极参与,在充分了解项目要求之后才能够在落实中提高施工的质量。首先,对于技术标准以及工况参数应该进行跟踪性的记录。以更详细的数据来反映出高支模结构的安全系数,同时对地基下沉滑移也能够及时获悉,并且作出有效地应对。其次,验收环节应该强化监督管理。高支模关系到建筑项目的施工安全,验收人员必须仔细复查各部分的稳定性。而在项目落成高支模的拆卸环节中也不可疏忽,技术员应该确保高支模的回收与施工安全。只有通过全过程的管理,才能使责任落实到人确保高支模施工按部就班的进行。
参考文献
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[2]朱云良,李智慧,谢云飞,等.P-BIM技术在高大模板与支撑架施工中的应用[J].建筑机械化,2016,37(12):65-68.
[3]王耀耀,张立国,毛旭,等.BIM技术在优化模板工程中的应用[J].价值工程,2018,37(25):228-231.
[4]马建平.BIM技术在模板工程设计与施工中的研究[J].建筑技术开发,2019,46(9):118-119.

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