BIM技术助力安装工程预留预埋

BIM技术助力安装工程预留预埋

张彬,王宏伟,韩景明,郭溪,李宇星

中国建筑第八工程局有限公司华北分公司，天津，300450

摘要：预留预埋是安装工程中必不可少的一项重要环节，利用BIM技术助力雄安商务服务中心项目预留预埋，为后期机电安装大面积施工提供保障。在施工前期与设计单位共同商定预留预埋原则，依据原则进行管线综合排布，出具预留预埋图纸，现场按照图纸进行一次结构的预留预埋。预留预埋利用率达到98%，实施效果优异。

关键词：BIM技术、预留预埋

0 引言

近年来，随着国家及地方出台了一系列BIM应用政策以及BIM应用标准，BIM技术在建筑行业内得到快速的发展。BIM作为一种三维可视化的技术手段，在实际施工前解决了许多难以预见的施工问题，降低了施工成本，提高了施工质量和施工效率，高效推动了项目的进展。尤其在机电安装工程中，BIM技术正逐步占据着举足轻重的地位，贯穿了机电安装项目的全生命周期。其中，在建筑结构主体施工期间配合结构施工进行预留预埋是安装工程中必不可少的一项重要环节，预留预埋的精确与否影响着机电安装工程的整体品质。

1 工程概况

雄安商务服务中心项目位于河北省雄安新区，总建筑面积为10.4万平方米，地上16层，地下2层，建筑高度80米。作为雄安新区先期启动建设片区中的地标性项目，项目建设采用高规格、高要求，以不辜负“千年大计，国家大事”的高点定位。

图1 雄安商务服务中心

2 预留预埋重难点

1)项目体量大，内部涵盖30余个机电系统，各机电专业系统复杂，管线密集且局部管道尺寸大，对于机电管综排布要求较高。

2)作为五星级酒店，项目精装造型复杂，管线净高要求高。为满足精装净高要求，需大量管线穿梁洞铺设，整体管线预留预埋的工作量较多。

3)项目工期紧张，机电需要在建筑结构主体施工前提供一次结构以及钢结构预留洞图纸，因此机电深化设计时间紧。

3 BIM技术助力安装工程预留预埋

雄安商务服务中心项目地上为钢框架结构，地下为钢筋混凝土框架结构。在项目前期，与设计单位沟通协调混凝土和钢结构的机电洞口预留原则，以此为依据进行结构上的机电管线洞口预留。

对于管线预留洞的尺寸有如下原则：1.桥架预留洞尺寸为桥架尺寸外扩50mm；对于U钢工艺梯架，梯架洞口上边缘距离梯架上方尺寸为200mm，其余三边尺寸外扩50mm；2.当水管管径小于等于DN100时，采用比管道大两号的预埋套管；当水管管径大于DN100时，采用比管道大1号的预埋套管。对于保温管道，在遵从以上基础原则的前提下，应保证保温管道保温外表面与套管内表面间距至少有5mm以上的空隙。水管单管预留洞尺寸比套管外径大3mm。当多个水管共用一预留洞时，方形孔洞尺寸为管道外边缘（保温管道为保温外表面）+100mm；3.风管预留洞尺寸为风管加保温后的尺寸外扩100mm。

对于混凝土梁上预留洞的深化，依据《高层建筑混凝土结构技术规程》及《混凝土结构构造手册》，本项目制定了混凝土梁上开洞原则。原则如下：1.混凝土梁上须预留圆洞；2.预留洞的直径不能大于梁高的1/3，且洞底到梁底、洞顶到梁顶的最小尺寸不能小于200mm；3.预留洞洞边到支座边的尺寸不应小于0.7-1倍的梁高；4.当洞口直径小于等于100mm时，两个预留洞的洞边净距不小于等于100mm；当洞口直径大于100mm小于等于300mm时，两个预留洞的洞边净距应为1倍预留洞的直径；当洞口直径大于300mm小于1/3梁高时，需要将具体涉及到的预留洞专门提出，让结构设计进行复核计算；5.预留洞洞口边缘距离柱子的一般距离为1倍梁高长度，极限距离可做到0.7倍梁高长度；混凝土梁搭接处，预留洞洞口边缘距离搭接处至少0.5倍梁高长度。该原则在满足当下图集规范的同时，融入了雄安商务服务中心项目的特殊点。如混凝土梁上可以开方洞，考虑到该项目精装要求较高，机电管线密集，梁上洞口会预留较多。而梁上方洞洞口边缘间距要求较高，且在布置预留洞补强筋时方洞会比圆洞繁琐很多。因此该项目混凝土梁上开洞均按照预留圆洞处理。

对于剪力墙上预留洞的深化，结合《高层建筑混凝土结构技术规程》，在剪力墙上开洞应注意以下几点：1.边长超过800mm的洞口上方应设置连梁，设置管道预留洞时要注意考虑连梁的布置空间；2.注意暗柱的布置位置，尤其是在墙上洞口较多，剪力墙跨度较大的地方；3.注意拉开洞口间距，要尽可能保证每个洞口的加强筋布置不受其他洞口影响，建议两预留洞圆洞的洞边净距不小于1倍的洞口直径。外墙预留洞应采用绝对标高进行预埋，预埋室外套管长度应以外墙结构层厚度、外墙保温层厚度、外墙保护层的厚度之和再加上套管出外墙长度100mm进行计算。

对于钢结构梁上预留洞深化，依据《钢结构设计标准》及相关图集，本项目制定的钢梁预留洞开洞原则为：1.在搭接钢柱的钢梁上开洞时需考虑加劲板以及牛腿的距离，预留洞与钢柱的间距需大于1.5米；2.钢梁与钢梁搭接的位置，搭接处需预留大于1倍梁高的空间；3.预留洞洞口直径不应大于0.5倍的梁高；4.预留洞开洞位置宜集中在梁中；5.风管穿梁需转换成圆管，其前后需连接静压箱；6.同一道梁上预留洞的开洞尺寸应一致，开洞间距不应小于1倍的预留洞直径；7.钢梁上开洞统一为预留圆洞；8.预留洞洞口边缘与钢梁上下翼缘的距离不小于0.2倍梁高；9. 钢结构牛腿外侧的第一个加劲肋为抗震结构，牛腿与抗震加劲肋之间距离为0.15倍的梁跨度长度，且抗震加劲肋位置不可调整，牛腿与抗震加劲肋之间不可开洞。梁上部分加劲肋可调整位置，如遇到预留洞和加劲肋位置碰撞，可协调沟通移动加劲肋位置；10.如遇净高严重不足的区域，上述第2、3、6条可酌情调整，具体涉及到的预留洞位置需专门提出，让结构设计进行复核计算；11.对于降板区域，钢梁若处于降板内时，预留洞依据上述开洞原则即可；钢梁若不包含于降板区域内时，钢梁上会伸出T板支撑降板，开洞时需要考虑T板以及支撑T板的加劲肋的位置。由于钢结构梁上存在牛腿，加劲肋，T板等结构构件，因此对于钢结构梁上开洞的洞口预留原则制定的更为详细，为机电管线穿梁合理性提供了理论支撑。

按照与设计单位协调沟通后的预留洞开洞原则，对于管线进行综合排布。深化设计人员首先复核单专业图纸，汇总图纸中存在的问题并进行图纸会审。同时现场工长依据结构图纸对于地下混凝土梁进行核对，将核对混凝土梁尺寸反馈给深化设计人员，深化设计人员依据现场提供的实际尺寸核对结构模型，以保障结构模型的准确性。图纸会审后深化设计人员分区域对自己负责区域进行管线综合排布。为提高整体净高，将桥架和水管尽量穿梁洞铺设，同时按照设计意图预留出二次机电管道空间。对于一些特殊的开洞尺寸和位置及时与设计单位进行沟通协商。每周定期与设计、钢结构厂家进行深化设计问题协调会议，保障深化设计的准确性，为机电管线顺利施工扫除障碍。

对于排布后的管线预留洞进行出图，分别出具一梁一图、一墙一图。在一梁一图中，标注预留洞尺寸，预留圆洞洞中到相邻轴网距离，预留圆洞洞中到所在楼层建筑完成面距离，预留圆洞洞口上下边缘距离梁顶和梁底距离。同时出示梁洞剖面位置图对应每个梁所在位置。在一墙一图中，标注预留洞尺寸，预留圆洞洞中到相邻轴网距离以及洞中到所在楼层建筑完成面距离，预留方洞洞口边缘到相邻轴网距离以及洞底到所在楼层建筑完成面距离。出具墙洞剖面位置图对应每道墙体所在位置。

将出具的预留洞图发送给设计和钢结构厂家进行复核确认，对于其中存在问题的地方逐一进行开会讨论，在保证预留洞符合规范的前提下尽可能的提高预留洞数量以及利用率，为满足精装净高要求提供保障。将修改完成的图纸提交到报审平台，经各方报审确认通过后由钢结构厂家在报审平台上下载最终版图纸进行排产。生产期间设置专职人员负责巡察钢梁生产。加工完成后的钢梁按照既定的时间和路线运输到现场进行安装，对于混凝土梁、剪力墙和楼板，深化设计人员定期到现场进行复核检查，保障现场施工与图纸的一致性。

在所有的预留预埋孔洞及套管完成并自检无误后，由甲方和专业监理工程师验收合格后进行隐蔽验收，以保证施工质量。

经过预留预埋阶段的辛勤付出，雄安商务服务中心项目机电管线顺利施工，管线预留洞利用率高达98%，管线净高满足精装造型需求。

图2 现场预留洞口

4 总结与展望

利用BIM技术进行精细化的机电管线预留预埋，对于机电管线顺利施工以及满足精装净高要求都起到了重要的作用，符合当下建筑内部机电管线系统愈加复杂、精装造型要求愈发增多的趋势。目前利用BIM技术的预留预埋暂且停留在桥架、水管、风管的阶段，未来将进一步探索利用BIM技术对于电缆线管、线盒预留预埋的可能性，为机电安装顺利施工提供保障。

参考文献：

[1]张爱琳，李璐.BIM技术在医院机电安装工程中的应用[J].建筑技术，2018,49(5):461–462.

[2]杨法羽，BIM技术在机电管线综合中的运用[J].工业，2016(27):243.

作者简介：张彬，男，助理工程师，958215940@qq.com