海门人民医院新院工程关键施工技术

 晏金洲，刘  跃，姜吉龙

 （江苏中南建筑产业集团有限责任公司，江苏  南通  226100）

[摘要]结合海门市人民医院新院工程，着重介绍该工程在工程项目管理过程中采用中南企业信息化管理系统、项目管理软件集成系统，保证项目管理数据共享、高效、高质、低成本。施工阶段积极推广和充分应用BIM技术优化施工工序、新型铝合金模板施工技术.NPC预制楼梯构件装配技术，确保节能降耗，提高了工程质量，降低建造成本，促进缩短工期。

[关键词]信息化；BIM；项目管理；节能；降耗；施工技术

[中图分类号]TU17  [文章编号]1002-8498( 2016)11-0122-04

1工程概况

 海门市人民医院新院工程位于海兴路和北京路交叉口，是海门地区综合性二级甲等医院，工程由住院楼、门急诊及医技楼组成，总建筑面积125 722m2。住院楼为框架．剪力墙结构，地下1层、地上16层，建筑总高度74. 9m;门急诊、医技楼为框架结构，地下1层、地上4层，建筑总高度22. 2m（见图1）。

 工程中标总工期为965日历天。2014年5月12日开工，计划2016年12月31日竣工。工程合同质量目标为：确保江苏省“扬子杯”，争创国家优质工程奖。

2  工程特点和难点

2.1施工工期紧，质量要求高

 工程中标总工期为965日历天。从开工进场施工降水、土方开挖到主体结构完成只有7个月，后期装饰工作量大、施工工期紧，医疗设备吊装、安装复杂、施工困难大，工期也十分紧张。质量要求争创国家优质工程奖。

2.2工序交叉多，总包管理协调难度大

 总包管理协调难度大，工程从基础施工到主体结构封顶、装饰和设备安装全过程，包括土方、桩基、基坑支护、降水、钢筋、模板、混凝土、防水、水电安装预留预埋、二次结构施工、医疗设备定位、装饰和消防以及精装修提前插入等复杂的交叉施工且同步同作业面交叉配合。

2.3楼层空间结构几何尺寸控制精度要求高

 公共事业医疗建筑区域使用功能差异性大，层高较高，内部空间大，跨度大，结构复杂。不仅要保证结构的安全可靠性，尤其空间结构几何尺寸控制精度更重要。

2.4机电综合布线工艺复杂，安装难度大

 安装工程量大、工艺复杂，各专业系统交叉施工、先后调试，相互干扰较多，主要包括变配电装置、空调机房、消防控制中心及各种设备、电气配管、桥架、空调管道、通风、消防、喷淋等，且各专业系统配套齐全，设备控制自动化程度高。

2.5  预留预埋位置精度要求高

 大量的预留预埋工作穿插于主体施工；管线敷设、箱盒安装对紧后的装修工程工期影响较大，对其紧前工程的成品保护要求较高。

2.6大量深化设计

 各专业系统的深化设计工作量大，如智能化系统深化设计专业范围最广，四网合一（实现电视网络、手机网络、计算机网络和输电），协调难度大。

3  关键施工技术应用

3.1  新型铝合金模板体系技术

 新型铝合金模板体系由模板系统、支撑系统、紧固系统、附件系统组成。最大幅面模板规格为2 400mm×600mm，最小幅面模板规格为50mm×50mm，通过配模组合能够满足施工需要，其系统承载力设计均遵循50kN/m2的规范。模板系统构成混凝土结构施工所需的封闭面，保证混凝土浇灌时建筑结构成型；附件系统为模板的连接构件，使单件模板连接成系统，组成整体；支撑系统在混凝土结构施工过程中起支撑作用，保证楼面、梁底及悬挑结构支撑稳固；紧固系统是保证模板成型的结构宽度尺寸，在浇筑混凝土过程中不产生变形，模板不出现胀模、爆模现象。

 混凝土一次浇筑，铝合金模板系统将墙模、顶模和支撑等独立系统有机地结合为一体，一次将模板全部拼装完成，实现混凝土一次浇筑（见图2）。

 新型铝合金模板符合国家节能减排政策，具有自重小、承载力高、施工容易、维护费用低、施工效率高、混凝土表面质量好、周转次数多等优点。

3.2  预制装配式楼梯构件滑动．铰接支撑体系应用

 医院作为公共建筑，楼梯在地震中则承担着逃生路线的重要作用。在地震作用下，对于楼梯结构而言，属于一个被动的受力过程。显然不能期望通过改变楼梯的设计来限制地震作用下楼层的剪切变形，而只能通过考虑调整楼梯的结构设计以提高其适应变形的能力，确保楼梯结构不在主体结构倒塌前坍塌而失去逃生通道的功能。

 项目施工过程中，为避免楼梯形成斜支撑，增大结构刚度，对预制楼梯多次设计优化，最终采取了上端铰接：下端滑动的形式对楼梯进行设计并施工，有效减小了结构刚度，且施工质量与施工进度得到有效提高。通过有限元分析，该支撑体系有效提高了楼梯的抗震性能。

 传统的楼梯设计中，一般按照两端部分嵌固设计。在施工过程中，施工缝位置按照规范要求一般留置于跨中1/3处。但在实际施工过程中，施工缝位置浇筑质量难以控制；且二次支模时，对于已浇筑部位极易形成短时“悬挑”，不利于楼梯的整体质量控制。

 楼梯设计按照滑动．铰接支撑体系设计时，可以考虑将梯段上端节点设为铰接，下端节点设为滑动支撑方式。楼梯上端与主体结构楼层处或休息平台处的支撑构件整浇，而将下端通过钢板+石墨与主体结构分隔，形成水平滑动支座。使楼梯段与楼层结构之间分离，可以有相对的自由位移，进而避免了在楼梯段中间部位因留设施工而带来的施工不便或质量缺陷。楼梯构件采取工厂制作养护再运至施工缝现场进行拼装。相对于传统现浇形式楼梯，养护阶段承受的破坏更小，且具有极佳的观感质量。

3.2.1  预制楼梯搁置点与叠合梁现浇段连接

 1)预制混凝土构件与现浇混凝土的接触面位置必须保证光滑，搁置前需对搁置面进行清理毛光处理。

 2)锚筋与预埋伸出钢筋是保证构件连接可靠与结构整体性的要求，必须按设计图纸和现场规范、规程执行。

 3)预制混凝土楼梯采用先放式．先放式是在连接结构前安装，需留出锚固钢筋与结构混凝土整体浇灌在一起。

3.2.2  预制构件的设计与制作

1)对楼梯支座形式从双铰接变为铰接一滑动进行计算分析，并结合原先的楼梯计算书分析支座变化对整体结构的影响；并最终与设计方洽商，完成楼梯节点设计及预制翻样（见图3，4）。

 2)楼梯位置主要构件由中南集团南通滨海园区的PC构件加工厂进行制作养护。

3.3 BIM技术应用

 本工程投标和施工阶段，充分应用BIM技术，优化了施工工序，项目降本增效显著。BIM在施工阶段的应用包括：设计效果可视化、模型效果检验、四维效果模拟和施工监控。本项目具体运用手段有施工场地布置、施工图纸审核、施工计划排布、管线综合预留预埋、机电深化设计等一系列BIM技术应用。

3. 3.1施工场地布置图

 利用BIM技术将项目整个场地布置表现出来，并对相关技术人员进行探讨交底，提前预测不合理布置，避免建造过程中出现现场堆放不合理现象。

3.3.2施工图模型校审

 在项目施工前，为了减少施工中的返工，在施工前都会对施工图纸进行校审，特别是结构施工前。利用BIM技术可将建筑和结构模型在建立模型的过程中发现施工图纸的错误点提前进行施工图纸变更，从而在实际工程开始前发现问题。例如，项目中在结构建模中发现降板区域降板梁大小不合理，避免后期返工，造成材料和人工浪费，从而影响施工工期。

3.3.3施工计划排布

 基于BIM，结合本工程施工方案和进度计划排布，完成4D施工模拟，用于探讨和优化施工计划与施工方案。根据业主及施工管理的需要，进行短期可建性4D施工模拟，用于优化短期施工方案和进度计划。关键和复杂节点部位在施工前1个月内提供4D模拟。

 4D虚拟建造技术的进度管理通过反复的施工过程模拟，让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟环境中提前出现，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，再用来指导实际的项目施工，从而保证项目施工的顺利完成。

3.3.4施工5D管理

 依据施工段模型（材料清单图），针对独立的施工段模型，对每个施工段独立利用BIM技术对材料用料进行事前计划、事中控制、事后分析。

 1)事前计划  材料采购前，可对材料采购进行上限控制，特别是工期紧的情况下，可快速测算不同阶段材料需求量，做好事前备料，防止材料采购过多造成浪费和二次搬运。

 2)事中控制  对于分包单位材料领用可以采用限额领料方式，每个分包、每个区域材料需求都可精确控制。

 3)事后分析  根据工程节点或者时间段可对材料进行盘点，通过广联达算量软件和比目云BIM算量对实际用量与计划用量的差异进行分析和管理。一方面为后续材料采购做控制依据，另一方面可及时发现材料浪费并对材料资金流失进行排查，并通过管理措施进行整改。

3.3.5  洞口预留

 利用管线综合优化后的管道洞口预留预埋详图辅助土建施工进行管道套管预埋，以及二次结构施工洞口预留，管道洞口预留如图5所示。

3.3.6管线综合设计

 利用BIM技术建立机电各专业模型，并通过参照协同或者网络协同，将机电各专业（水、暖、电）模型进行整合并进行管线综合设计（见图6）。

3.3.7  钢结构节点深化设计及优化

 目前设计院所设计的大型项目其提供的节点均为示意节点，无法达到施工要求，需要施工单位根据设计所提供的节点规则进行二次深化设计，利用BIM技术进行三维模拟，从而正确反映结构三维关系，制订加工方案，避免施工中出现无法生产、安装现象。同时，对各节点特别是复杂节点根据BIM技术进行节点归并、优化，以减少生产、安装难度，达到降本增效目的（见图7）。

 BIM技术的应用是建筑行业一次新的革命，对工程质量、成本、工期有着至关重要的作用，可以避免传统建造手段无法避免的问题，可实现建筑工程全生命周期的管理，使得建筑每个阶段无缝对接。

3.4  绿色施工技术应用

 本项目绿色施工采用道路喷淋系统、场地定型钢围挡封闭，职工宿舍采用限电器、办公区采用吸水砖，推行移动样板，推行太阳能热水系统、洗车池雨水回收系统、建筑垃圾回收利用等。

3. 4.1尘土控制

 在工地大门处设有工程专用洗车场，保证进出车辆清洁；控制工地内车辆运行速度，以免引起尘土飞扬；在易起尘土路段设喷淋洒水，使作用区的目测扬土高度<0. 5m；建筑垃圾的清理使用封闭式临时专用道或采用容器（垃圾池、垃圾桶等）储存再运至垃圾处理厂；施工场地临时道路均采用混凝土硬化，四周用1. 8m高钢围挡封闭整个施工场地。

3.4.2噪声控制

 施工所用设备均选低噪声、低振动的机具，采取隔声、隔振措施，避免或减小施工噪声和振动。

3.4.3水资源控制

 在施工现场合适位置设置沉淀池、化粪池等能处理污水的设施，经处理的污水能达到国家标准；施工用水采用节水工艺，生活用水将节水指标纳入各施工队的责任制，进行计量考核，达标按总造价的1‰进行奖励，超标则按同等金额扣罚奖金，从而达到预期目标。

3.4.4建筑垃圾控制

 各施工部位控制垃圾的产生，如落地灰、剩余混凝土等，能再利用的垃圾以利用到地基回填、路基铺设等方式提高再利用率，再利用率达到30%~45%。

4结语

 本工程项目管理过程中积极应用中南企业信息化管理系统、项目管理软件集成系统，保证项目管理数据共享、高效、高质、低成本。在工程投标和施工阶段积极推广和充分应用BIM技术，优化施工工序，项目降本增效十分显著。BIM在施工阶段主要应用了设计效果可视化、模型效果检验、4D效果的模拟和施工监控。