基于BIM技术和预制砌块的免开槽砌筑施工方法及带槽砌块与流程

基于bim技术和预制砌块的免开槽砌筑施工方法及带槽砌块
技术领域
[0001]
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其是基于bim技术和预制砌块的免开槽砌筑施工方法及带槽砌块。


背景技术：

[0002]
随着对绿色施工的日益重视和严格管控，积极采取措施，控制施工建筑产生的垃圾量，降低建筑垃圾清理成本，已经成为建筑行业重点关注的内容。
[0003]
蒸压加气混凝土砌块作为建筑围护、填充结构等用材料，具有优良的隔热保温性能，在建筑行业得到了广泛应用，而因加气混凝土砌块的价格低，对建筑行业成本控制影响度较小，经常容易被项目管理人员忽视，造成加气混凝土砌块在使用过程中的损耗率达到了5％左右；且在应用过程中，由于需要根据现场施工要求调整砌块尺寸，故而需要对砌块进行切割，造成加工效率低，分散切割垃圾产生量大而分散，能耗高，收集建筑垃圾难度较大。
[0004]
基于此，有研究者针对该技术缺陷开展了建筑砌体施工方法研究，例如：专利申请号为201910449197.x公开了基于bim技术的建筑砌体施工方法，经设计图纸、读取设计图纸、确定统一的建立规则、命名规则以及数据交互格式，然后建立bim模型，将建筑与结构专业采用的revit软件建模，机电专业采用基于revit的magicad软件建模；经建筑专业、结构专业、机电专业两两之间模型碰撞检查，优化碰撞部位；在砌体框架内，在bim应用平台上，依次进行墙体构件模型深化、排砖模型深化和拉墙筋模型深化；在排砖模型深化后依据bim模型出具墙体位置编号图、墙体排砖图和砌体需要表；复合模型准确性，提供施工工艺的动画模型交底给施工管理人员、砌筑作业人员和加工车间人员，提供深化的图表交底给砌筑作业人员和加工车间人员；提供模型交底给施工管理人员和砌筑作业人员；施工管理人员、砌筑作业人员和加工车间人员根据施工工艺的动画模拟、深化图标、模型交底集中进行砌筑施工等技术手段，实现需求信息的有效提出，现场集中加工，助力管控水平，提高效率。但是，该施工方法形成墙体，在水电配管以及线盒安装过程中，需要砌筑成型之后，开槽剔打方式进行安装，然而在开槽剔打时，其工作量较大，产生的建筑垃圾较多，不利于绿色施工要求，同时，在水电管路安装完成后，需要对墙面进行修补，致使修补工作量较大，工作流程繁琐。为此，有研究者进一步开展了研究，例如专利申请号为201910910485.0公开了无需后期剔打的砌体施工方法及其包管结构，根据水电安装固化图，提前安装水电配管及线盒，随后采用砌块和混凝土构件对水电配管及线盒进行包砌，使得水电配管及线盒与砌体墙一次成型，避免后期开槽剔打，包管结构包括：水电配管处的砌砖形状为a，与其相邻的水平砌砖形状均为b，形状a和形状b在水平方向相互契合，留余空间容纳水电配管，竖直相邻层的砌砖错缝搭砌，且竖直相邻层的砌砖形状和和形状b间隔。可见，该方案应用了将水电管线盒提前安装，采用经现场切割加工的砌块和预制混凝土构件对管线盒进行包砌，实现一次砌筑成型，避免砌筑成型后对墙面剔打开槽，导致墙面出现空鼓、开裂、墙面渗漏等质量隐患；但是该技术方案对砌筑工人的技术水平要求较高，造成砌筑成本较大，而且在砌筑过程中，
依然需要对砌块进行现场切割，导致建筑垃圾在楼层、楼宇间分散分布，造成建筑垃圾产生量较大，垃圾清理成本较高；难以实现绿色施工要求。另外，该技术因管线需要在密闭空间中安装，管线的分线施工困难，施工质量难以保障。
[0005]
不仅如此，现有技术中为了提高在砌块砌筑的墙上安装线管和线盒的方便性，避免在墙体砌筑成型之后，再采用切割设备在墙体上开设线管槽和线盒槽，再将线管和线盒放入墙体内的的施工方案，导致施工效率低，而且切割产生大量建筑垃圾的缺陷，对砌筑用的混凝土砌块结构进行了改性研究，例如：专利申请号为202010729156.9公开了在主墙体上嵌入穿线墙体，穿线墙体包括线盒砌块以及多个砌筑在线盒砌块上的线管砌块，可见，该装置结构设计不合理，导致出现两方面问题：第一方面：无法形成与主墙体用砌块之间错缝安装，导致穿线墙体与主墙体之间的稳定性较差；第二方面：在砌筑过程中，仅能以竖直方向上的管线排布，而对于需要调整管线排布位置时，依然需要在主墙体上重新开槽安装，例如：需要从墙体的右下角分布管线至墙体的左上角时，其只能从右下角竖直向上布设至右上角顶部后，再从右上角顶部采用切割设备切割出到左上角位置的线管槽，再实现线管安装；或者直接从右下角采用切割设备切割至左上角，实现线管安装，这个过程不仅容易产生建筑垃圾，而且施工繁琐。
[0006]
鉴于此，本研究者在长期以来从事建筑实践和理论研究基础上，对免开槽砌筑用砌块结构进行改进，基于bim技术，开展特定砌块结构的砌筑施工，为免开槽水电安装管线施工提供一种新方法。


技术实现要素：

[0007]
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于bim技术和预制砌块的免开槽砌筑施工方法及带槽砌块。
[0008]
具体是通过以下技术方案得以实现的：
[0009]
本发明创造的目的之一在于提供一种基于bim技术和预制砌块的免开槽砌筑施工方法，包括以下步骤：
[0010]
步骤1：构建待建工程的bim模型：将bim模型中的结构模型与机电模型进行碰撞检查、优化；在结构模型基础上，设置砌块参数，自动生成砌筑墙体模型，且构建带槽砌块模型；将机电模型与结构模型合并，且根据机电模型和带槽砌块模型，调整砌筑墙体用砌块的排布，实现带槽砌块和砌筑墙体用砌块之间错缝砌筑；
[0011]
步骤2：预制带槽砌块，且带槽砌块与砌筑墙体用砌块规格相同；所述带槽砌块包括第一端口砌块和第二端口砌块，第一端口砌块和第二端口砌块规格相同；用于砌筑在第一端口砌块和第二端口砌块之间的直接砌块；用于砌筑在直接砌块和第一端口砌块或第二端口砌块之间的调节砌块；用于砌筑在第一端口砌块或第二端口砌块端部的线盒砌块；
[0012]
步骤3：将待建工程的bim模型在智能手机的bim软件中打开，并用便携式的投影设备同屏投影到待建工程的施工现场，施工工人根据待建工程的bim模型砌筑施工。
[0013]
经将机电模型与结构模型合并，且根据机电模型和带槽砌块模型，调整砌筑墙体用砌块的排布，实现带槽砌块和砌筑墙体用砌块之间错缝砌筑，保障了带槽砌块与砌筑墙体用砌块之间相互夹持形成整体，提高了砌筑成型之后的稳定性；利用bim模型在智能手机的bim软件中打开，并用便携式的投影设备同屏投影到现场施工，保障了施工的准确性和效
率；结合带槽砌块、砌筑墙体用砌块的预制，实现定点集中制备标准化砌体构件，降低了建筑垃圾的散落，降低了建筑垃圾产生量和减轻了建筑垃圾收集的劳动强度，提高了工作效率。
[0014]
为了能够满足分线管槽在砌筑墙体时一并完成，避免开设分线管槽时重新切割，优选，所述的带槽砌块还包括用于砌筑在第一端口砌块、第二端口砌块、直接砌块、调节砌块、线盒砌块至少一种砌块之间的分线砌块。
[0015]
在某些优选的方案中，对于分线砌块能够直接替代调节砌块，以减少带槽砌块种类，降低不同种类制备导致的管理难度和制作难度较大的缺陷；但是，由于单纯采用分线砌块，导致对所分出来的支线管槽的安装距离有限，故而更优选操作方案中是将分线砌块与调整砌块相结合来使用，有助于根据源头与终端安装之间的线路、管路布设需求而调节。
[0016]
为了提高便捷性，优选，所述的线盒砌块是将需要安装的线盒或者配电箱置于模具上，采用泡沫混凝土浇筑形成的砌块结构。
[0017]
为了能够准确保障砌筑的精准度，在实现带槽砌块与砌筑墙体用砌块能够错缝砌筑的同时，保障第一端口砌块、第二端口砌块、直接砌块、调节砌块、线盒砌块等上的槽能够顺利连通，优选，所述的第一端口砌块和/或所述第二端口砌块的端部设有横截面呈等边三角形的开口槽，且开口槽顶部设有宽度为50mm的直管槽，直管槽中心线与所述的第一端口砌块和/或所述第二端口砌块的四等分线对齐；所述直接砌块表面上设有宽度为50mm的直管槽，且直管槽中心线与所述直接砌块的四等分线对齐；所述调节砌块表面上设有宽度为50mm的倾斜线槽，且倾斜线槽中心线的两端端部与所述调节砌块四等分线对齐；所述线盒砌块表面上设有线盒槽，且所述开口槽，其中心线位于所述线盒槽内。
[0018]
为了能够满足分线需求，保障分线砌块上的槽能够与带槽砌块上的槽对应连通，降低砌筑的难度，提高砌筑效率，优选，所述的分线砌块表面上设有直线槽和与直线槽相交叉的倾斜线槽，且倾斜线槽与直线槽之间的夹角呈30-60
°
；倾斜线槽与直线槽相交端相对的一端端口位于所述分线砌块的四等分线上，且倾斜线槽中心线端部与所述分线砌块的四等分线对齐；直线槽中心线与所述分线砌块的四等分线对齐。
[0019]
为了能够满足带槽砌块两侧之间均能够布置管线，满足不同环境的管线布置要求，优选，所述的带槽砌块经分割线分割成第一分层块和第二分层块，且所述第一分层块的厚度和所述第二分层块的厚度相等；所述第一分层块的厚度等于砌筑墙体用砌块厚度的一半。
[0020]
为了能够增强稳定性，保障带槽砌块的整体稳定性，优选，所述的第一分层块和所述第二分层块之间设有连接件，所述连接件是设在所述第一分层块和/或所述第二分层块上的第一插柱和在相对的所述第二分层块或第一分层块上对应位置的第一插孔组成。
[0021]
为了能够便于带槽砌块两面均能够布置管线，满足不同角度、不同方向布设管线的需求，优选，所述的带槽砌块的相对两面均开设有槽，且两面所开设的槽形状和/或结构和/或规格相同或两面所开设的槽形状和结构和规格均不相同。
[0022]
为了能够便于对带槽砌块的槽内安装管、线时，及时固定，优选，所述的带槽砌块，在槽上设有固定组件，所述带槽砌块的槽上设有固定槽，且所述固定组件能够插接在所述固定槽内。
[0023]
本发明创造的目的之二在于提供一种基于bim技术和预制砌块的免开槽砌筑施工
用带槽砌块，包括：第一端口砌块和第二端口砌块，第一端口砌块和第二端口砌块规格相同；用于砌筑在第一端口砌块和第二端口砌块之间的直接砌块；用于砌筑在直接砌块和第一端口砌块或第二端口砌块之间的调节砌块；用于砌筑在第一端口砌块或第二端口砌块端部的线盒砌块。该带槽砌块经第一端口砌块、第二端口砌块、直接砌块、调节砌块、线盒砌块设置，能够满足在将水电管线向不同方向和角度安装时的需求，提高安装的便捷性；而且避免采用竖向和横向相互垂直方式，导致管线布设距离较远，造成管线布设成本较高的缺陷。
[0024]
与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：
[0025]
①
对待建工程建立bim模型，根据bim模型模拟形成结构模型和机电模型合并后的砌筑墙体模型，构建带槽砌块模型，根据机电模型和带槽砌块模型，调整砌筑墙体用砌块的排布，保障了各个带槽砌块上的槽能够两两连通，保障了管线施工的准确性。
[0026]
②
在bim模型的应用方面，不仅实现砌块模型和管线模型的融合；而且采用智能手机的bim软件和便携式的投影设备同屏的方式，实现了bim技术的现场应用。解决了bim技术与现场实际应用脱节的问题。
[0027]
③
经带槽砌块设计成两个端口砌块，便于在端口拉扯水电管线时候的便捷性和兼容性，便捷在端口处接通开关等操作，并对因管线预埋导致管线接口偏移导致的误差有很好的兼容性；采用端口砌块之间设直接砌块以及调节砌块，便于需要调节端口位置时，经砌块直接砌筑形成，避免了后续开槽切割产生大量垃圾，同时也避免了在相同砌块上开设横向和纵向线管槽，导致带槽砌块砌筑在墙体内的局部强度较差的缺陷，提高了带槽砌块与砌筑墙体用砌块在错缝砌筑成型之后，墙体的整体稳定性和强度；设置了分线砌块，并能与其他类型的砌块兼容，上下接口准确对接，解决了分线难题。
[0028]
④
利用调节砌块上设倾斜线槽和/或在分线砌块上直线槽和倾斜线槽结构，保障了在砌筑完成，管线线盒布置后，对成型墙面采用砂浆打底粉刷时，能够实现砂浆在倾斜线槽内具有顺着倾斜槽下滑的趋势和挤压力，使得管线线盒与槽内壁之间填充密实，有助于降低带槽砌块与粉刷砂浆之间出现空鼓现象，甚至造成开裂、渗漏等质量隐患的概率，提高了墙体质量。
[0029]
⑤
使用便携式的投影技术将智能手机中打开的bim模型同屏投影到施工现场，实现bim技术的现场指导，不仅大幅降低施工难度，而且并可以用于模型投影检查施工的准确性。
附图说明
[0030]
图1为砌筑成型结构示意图。
[0031]
图2为另一实施例砌筑成型结构示意图。
[0032]
图3为直接砌块结构示意图。
[0033]
图4为端口砌块结构示意图。
[0034]
图5为调节砌块结构示意图。
[0035]
图6为分线砌块结构示意图。
[0036]
图7为另一实施例直接砌块结构示意图。
[0037]
图8为另一实施例调节砌块结构示意图。
[0038]
图9为分层连接组件结构示意图。
[0039]
图10为设固定组件砌块结构示意图。
[0040]
图11为图10安装完成结构示意图。
[0041]
1-第一端口砌块 2-直接砌块 3-调节砌块 4-线盒砌块 5-第二端口砌块 6-分线砌块 7-第一插孔 8-第一插柱 9-第一分层块 10-第二分层块 11-固定组件 12-第二插柱 13-第二插孔 14-固定槽。
具体实施方式
[0042]
下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。在本发明创造中未详尽描述的相关技术手段，参照现有技术或者本领域技术人员的公知常识加以理解和实现即可。本发明创造中采用的相关技术术语是以本领域技术人员按照常规技术知识能够理解的含义和定义。
[0043]
如图1所示，在一个实施例中，其经砌筑成型之后，能够形成类似的墙体结构，具体该砌筑方法是基于bim技术和预制砌块的免开槽结构设计而形成的，具体包括以下步骤：
[0044]
步骤1：构建待建工程的bim模型：将bim模型中的结构模型与机电模型进行碰撞检查、优化；在结构模型基础上，设置砌块参数，自动生成砌筑墙体模型，且构建带槽砌块模型；将机电模型与结构模型合并，且根据机电模型和带槽砌块模型，调整砌筑墙体用砌块的排布，实现带槽砌块和砌筑墙体用砌块之间错缝砌筑；采用的bim模型建立软件包括revit、广联达、鲁班等，能够实现对砌体的相关参数进行设置，进而自动生成砌体模型，完善、优化建模；
[0045]
步骤2：预制带槽砌块和砌筑墙体用砌块，且带槽砌块与砌筑墙体用砌块规格相同；所述带槽砌块包括第一端口砌块1和第二端口砌块5，第一端口砌块1和第二端口砌块5规格相同；用于砌筑在第一端口砌块1和第二端口砌块5之间的直接砌块2；用于砌筑在直接砌块2和第一端口砌块1或第二端口砌块5之间的调节砌块3；用于砌筑在第一端口砌块1或第二端口砌块5端部的线盒砌块4；充分利用调节砌块3的作用，实现了对管线布置的角度和方向调节，提高了灵活性；而且利用如图1、图5、图8的调节砌块3上的倾斜线槽结构设计，使得在砌筑完成之后，在对墙体进行粉刷砂浆时，能够使得砂浆在倾斜线槽内具有流动的趋势，增强对调节砌块3上的倾斜线槽的填充，防止传统采用横向设置方式导致在粉刷过程中，需要人工将粉刷砂浆挤压在横向调节的线槽内，导致填充密实度较差，强度不足，致使粉刷墙体出现空鼓、开裂、渗漏等现象，改善了砌筑成型墙体的质量；利用第一端口砌块1、第二端口砌块5结构设计，充分满足了对接线盒内开关安装时的便捷性；在该实施例中采用的带槽砌块、砌筑墙体用砌块均是以加气混凝土、发泡混凝土等现有材料浇筑到模具内制备而成，实现了砌块结构合理化；
[0046]
步骤3：将待建工程的bim模型投影到待建工程的施工现场，施工工人根据待建工程的bim模型砌筑施工。在投影过程中，可以采用便携式投影仪或者手机自带的投影仪，将构建形成待建工程的bim模型投影到施工现场，便于砌筑工人及时对照，保障砌筑施工的准确性。
[0047]
经该施工方法成型墙体的稳定性得到增强，保障了砌筑成型之后的墙体上能够形成供水电管线安装的槽、盒，并且使得槽、盒之间相互连通，避免了在成型之后再进行切割设备的切割操作，充分缩短了墙体砌筑的工时，提高了施工效率，降低了施工难度，保障了
施工的精准度。
[0048]
如图2所示，在一个实施例中，所述的带槽砌块还包括用于砌筑在第一端口砌块1、第二端口砌块5、直接砌块2、调节砌块3、线盒砌块4至少一种砌块之间的分线砌块6。例如：在第二端口砌块5与第一端口砌块1之间砌筑若干直接砌块2后，需要在第二端口砌块5端部处安装配电箱时，砌筑的是线盒砌块4，进而需要将开关设置在成型墙体适宜高度位置，且实现分线安装时，可按照如图2所示的结构示意图，在直接砌块2对应的位置上设置分线砌块6后，实现倾斜线槽与直线槽组合形成分线砌块6将开关分开布置在成型墙体对应位置上，便于布线安装，而且利用倾斜线槽与直线槽结构，有助于增强成型墙体上粉刷砂浆之后，能够在倾斜线槽、直线槽内形成密实度较高的砂浆层，实现对倾斜线槽、直线槽内填充密实，防止出现空洞、开裂，甚至渗漏的缺陷，极大程度保障后期对成型墙体粉刷砂浆成型的质量。
[0049]
在另外某些实施例中，对于分线砌块6完全替代调节砌块3来使用，例如图2所示结构；而在某些其他实施例中，对于分线砌块6与调节砌块3共同使用，有助于进一步调节开关盒位置，更加便于对开关盒位置的设置。
[0050]
本发明创造中的调节砌块3、分线砌块6均采用倾斜线槽结构，有助于缩短管线布置的消耗量降低，缩短管线距离，降低成本，且保障了成型之后墙体上的线槽填充密实度，避免空洞现象。
[0051]
在一个实施例中，所述的线盒砌块4是将需要安装的线盒或者配电箱置于模具上，采用泡沫混凝土浇筑形成的砌块结构，这样能够在预制线盒砌块的时候，直接将线盒、开关盒、配电箱等电路需要的设备直接安装在砌块内，使得在砌筑成型墙体后，能够直接安装安装，缩短施工周期，提高施工效率。
[0052]
如图3，图4，图5，图6所示，在一个实施例中，所述的第一端口砌块1和/或所述第二端口砌块5的端部设有横截面呈等边三角形的开口槽，且开口槽顶部设有宽度为50mm的直管槽，直管槽中心线与所述的第一端口砌块1和/或所述第二端口砌块5的四等分线对齐；所述直接砌块2表面上设有宽度为50mm的直管槽，且直管槽中心线与所述直接砌块2的四等分线对齐；所述调节砌块3表面上设有宽度为50mm的倾斜线槽，且倾斜线槽中心线的两端端部与所述调节砌块3四等分线对齐；所述线盒砌块4表面上设有线盒槽，且所述开口槽，其中心线位于所述线盒槽内。充分降低了砌筑工人砌筑的难度，使得子啊砌筑过程，只要能够保障错缝砌筑时，错缝的缝隙能够刚好位于砌块的中心线位置，即可能够确保直接砌块2上的直线槽，第一端口砌块1、第二端口砌块2上的直线槽以及调节砌块3上的倾斜线槽的中心线重合，保障了各种类型的带槽砌块之间能够相互连通，保障了后续水电管线安装的便捷性，避免了后续采用切割设备再次切割导致建筑垃圾产生量增多的缺陷，提高了施工效率。在更加优异的实施例中，所述的分线砌块6表面上设有直线槽和与直线槽相交叉的倾斜线槽，且倾斜线槽与直线槽之间的夹角呈30-60
°
；倾斜线槽与直线槽相交端相对的一端端口位于所述分线砌块6的四等分线上，且倾斜线槽中心线端部与所述分线砌块6的四等分线对齐；直线槽中心线与所述分线砌块6的四等分线对齐。
[0053]
以下为了能够使得砌筑成型的墙体内外两侧均能够满足管线布置需求，实现各个方向的调节，故而开展了以下实施例技术方案的研究，充分保障了施工的灵活性与便捷性。
[0054]
如图7、图8、图9所示，在更加优异的实施例中，所述的带槽砌块经分割线分割成第
一分层块9和第二分层块10，且所述第一分层块9的厚度和所述第二分层块10的厚度相等；所述第一分层块9的厚度等于砌筑墙体用砌块厚度的一半。该种技术方案，不仅能够满足砌筑成型墙体内外管线布设的需求，而且还能够减轻带槽砌块的整体重量，减轻砌筑工人砌筑施工时的劳动强度，保障施工工人手拿带槽砌块砌筑时，能够更加轻松、准确的将各个砌块对准，提高施工准确度与施工效率，降低施工难度。
[0055]
如图9所示，在更加优异的实施例中，所述的第一分层块9和所述第二分层块10之间设有连接件，所述连接件是设在所述第一分层块9和/或所述第二分层块10上的第一插柱8和在相对的所述第二分层块10或第一分层块9上对应位置的第一插孔7组成。经连接件将第一分层块9与第二分层块10连接成整体，使得砌筑成型之后的稳定性增强，保障了砌筑墙体的施工的质量。
[0056]
为了能够满足砌筑成型墙体内侧、外侧布线施工需求。在另外的实施例中，所述的带槽砌块的相对两面均开设有槽，且两面所开设的槽形状、结构、规格均相同。在另外的实施例中，所述的带槽砌块的相对两面均开设有槽，且两面所开设的槽形状或结构或规格相同。在另外的实施例中，所述的带槽砌块的相对两面均开设有槽，且两面所开设的槽形状和结构和规格均不相同。
[0057]
为了能够保障在水电管线布置时，能够实现对水电管线预先固定，使得水电管线不从槽内滑落出来，保障后续粉刷砂浆操作的便捷性，降低粉刷砂浆操作的难度，提高槽内砂浆充分填充密实，防止出现空洞现象，提高墙体整体质量，本研究者进一步参照现有技术开展了如下研究：
[0058]
如图10、图11所示，在一个实施例中，所述的带槽砌块，在槽上设有固定组件11，所述带槽砌块的槽上设有固定槽14，且所述固定组件11能够插接在所述固定槽14内。在更加优异的实施例中，在所述固定槽14内设有第二插孔13，在所述固定组件11上设有第二插柱12，第二插柱12能够插入到第二插孔13内连接成整体。上述的固定组件11、第二插柱12均采用加气混凝土、发泡混凝土等现有材料制备而成。
[0059]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。