科技创新、智能建造京西“一号民生工程”
— —北京建工集团房山区京西棚户区改造安置房项目创优纪实
□ 相虎、陈吉旺、刘强、马耀、张欣悦
京西棚户区改造安置房项目为青龙湖镇北五村村民安置房，是改善百姓居住环境的重要民生工程，承载着腾退百姓的期盼，列为房山区“一号民生工程”。整体建筑风格融合新中式元素，结合森林公园与青龙湖周边风貌，打造低密度电梯洋房社区，颜值与宜居性兼具；户内采用一梯两户、南北通透、5/6层洋房、全明格局设计，卫生间干湿分离，保障居住舒适性与实用性；社区实现人车分流，既提升通行安全，又营造安静居住环境 。
项目总建筑面积 19.8万平方米，其中地上 9.8平方米、地下近10万平方米，包含25栋住宅楼、2栋配套楼、2栋地基变电室，回迁安置房总计932套。住宅楼为装配整体式剪力墙结构形式，首层及以上采用预制构件，楼栋预制率为63％，预制构件涉及：叠合楼板、阳台板、空调板、楼梯、混凝土夹心保温外墙板、混凝土内墙板和预制PCF板。预制墙体钢筋连接接头形式采用可视化半套筒灌浆。
目前该项目已经获得北京市建筑（长城）结构精品工程，北京市QC成果3项，优路杯全国BIM技术大赛银奖，发表论文多篇，申报集团工法1项，申请多项专利，获评北京市绿色安全样板工地、文明工地。施工中坚持过程创精品，科技引领，不断创新。基础阶段应用跳仓法与BIM协调技术，地下结构阶段应用数字化机床模板加工技术，地上装配式结构阶段应用装配式叠合板板缝钢制吊架模板技术，为项目创优创奖提供了坚实的基础。
在大型混凝土结构施工中，裂缝控制是确保工程质量的关键。传统后浇带施工存在工期长、渗漏隐患大等问题，而跳仓施工法虽能有效缩短工期、减少渗漏风险，但在施工顺序规划、应力监测等方面对精准度要求极高。BIM技术的引入，为跳仓施工提供了更科学、高效的解决方案，二者协同应用实现了施工质量与效率的双重提升。
该项目主楼基础的附加应力和土层自重应力的回弹再压缩沉降对后浇带外侧柱基的沉降影响较大，通过计算主楼基础的附加应力和回弹再压缩产生的最终沉降量。
根据工程地勘、地基处理图纸、设计图纸等资料，采用PKPM-JCCAD软件绘制结构模型，0015地块主楼与车库结构模型如图1所示，BIM技术凭借其三维可视化、参数化设计和模拟分析能力，与跳仓施工形成了深度协同。在BIM模型中，可根据结构特点和应力分析、计算建筑物地基变形，按分层总和法计算最终沉降量，综合考虑CFG桩桩长范围内的土壤压缩模量，采用桩土复合的形式计算模量，桩底以下采用相应土层的压缩模量。
图1 0015地块主楼与车库结构模型图
回弹再压缩沉降量计算因岩土工程地勘数据没有明确各地基以下土层的回弹再压缩模量，可根据经验取值为pz+100的2～3倍的Esi作为回弹再压缩模量。
计算主楼竖向构件沉降后浇带两侧的竖向构件沉降差值与距离的比值。主楼与车库沉降计算图形结果如图2所示。
图2 主楼与车库沉降计算图形
根据计算结果分析，工程沉降后浇带两侧结构的沉降差异最大值为1.4‰ L，满足《超长大体积混凝土构跳仓法技术规程》要求的不大于2‰ L，绝对差异沉降小于30 mm。工程采用跳仓法施工在技术上可行，采用合理的设计方案和施工措施，选用合适的混凝土材料，控制温度变化和收缩引起的裂缝，可以取消伸缩缝及后浇带。
通过跳仓施工与BIM技术的协同应用，项目取得了良好的经济效益和质量效益。相比传统后浇带施工，跳仓施工减少了后浇带封闭的等待时间和后期处理费用，工期缩短了20%。在质量方面，通过BIM技术的精准管控，结构耐久性得到显著提升，工程质量得到了有效保障，同时也为同类工程施工提供了宝贵的经验借鉴 。
本项目地下车库采用数字配模技术与数字化模板加工机床进行配模，通过软件实现工程配模与模板周转，使其在实际施工前，就能够进行模板合理的加工拼装模板分析，以保障模板材料的使用、周转率，同时高精度的数字化加工机床也可以提高模板加工精度与拆模后的混凝土观感质量。
根据施工设计图纸，利用BIM技术建立三维结构模型，使用Revit、品茗配模软件、AutodeskCAD对模型构件进行1：1模型深化配模，形成模板拼装三维与平面布置图并编号，生成CAD全工程配模图与全配模配模统计表，也可在软件生成过程中按照流水段进行划分模型，生成各个流水施工段配模图与统计表。将所有构件都进行相应的模板拼装设计，根据不同的构件类型深化出不同的模板拼装、加固方式等，在传统的模板拼装工艺上增加一定的优化规则，使得模板加工安装更加标准规范，深化完成后根据模板使用统计表制作数字化模板加工机床加工文件，需要将需裁切的模板形状大小进行切割排版并导出切割程序，通过数字化切割技术加工模板，提高加工效率，也可降低因人工加工模板产生的误差。根据加工机床特点，设计模板采用旋转叠拼的模板拼合方式，保证接缝严密且角部顺直不漏浆，深化模板安装节点，经过上述前置工作，能有效的解决临时配模加固受力不均匀等缺点，进而解决现浇结构模板因加工误差、安装加固不到位等因素引起的各种混凝土浇筑问题。该施工技术利用工程既有的BIM模型与技术完成配模深化工作，将操作人员的部分工作转化至办公室管理人员完成，提高了管理人员熟悉图纸的效率与配模准确度，降低加工时耗与损耗率，确保工程施工进度。
BIM结构模型深化模板
板模板排版编号图
根据工程结构建模，利用品茗模板排布软件，将工程所有构件的模板都进行深化排版编号并统计，结合工程施工组织与流水施工步序，可将车库全部流水段内的模板进行全面协调排版，主楼相同户型之间模板进行全面协调排布，将模板周转利用率大大提高，模板的损耗率降至最低；并且应用数字化加工机床进行模板加工，设计特定的固定与拼接方式，模板采用旋转叠拼的模板拼合方式，接缝严密且角部顺直不漏浆，有效提升整体施工质量；利用BIM技术展现施工现场情况，模拟可视化过程，使管理与操作人员更加清晰的了解相应技术要点和操作难点。
模板切割 粘贴二维码标识
与传统人工加工模板而言，全配模后出具配模数量，模板计划用量更为准确，每个施工段使用的模板均有相应的数量依据；模板切割过程中使用数字化模板加工机床，对比同样工程量人工与操作的机床效率，数字化加工机床效率更高，切割边缘顺直精度高，安全性好，切割过程中还能有效的收集80%的锯末，有效的降低了木工加工棚的消防安全隐患。
本项目以B、C两种主力户型为核心，在装配式叠合板板缝施工中创新采用钢制吊架模板体系，通过技术革新实现模板快速周转与材料高效利用，为标准化住宅建设提供了可复制的解决方案。
针对B、C户型叠合板规格特点，钢制吊架模板采用模块化设计，通过调整模板尺寸与吊架间距，精准匹配两种户型的板缝参数进行深化设计、整体性不受浇筑影响拼缝较为严密，有助于提高叠合板后浇板带施工质量。
在施工流程上，钢制吊架模板采用"预制定位-吊架安装-快速调平-整体加固"四步作业法。通过BIM模型提前模拟吊架安装点位，在叠合板吊装前预埋定位螺栓，吊架安装时间缩短至传统工艺的1/3。安装过程中，利用激光水平仪配合可调节螺杆，将板缝平整度误差控制在±2mm以内，远超规范要求。混凝土浇筑时，模板的密封性与刚性支撑使板缝振捣密实度提高至98%，有效避免蜂窝、麻面等质量缺陷，配合BIM技术进行模板安装点位预演，进一步优化施工流程，确保两种户型施工质量均达优质标准。
钢制吊架模板的轻量化设计（单块模板重约25kg）配合专用吊装工具，可实现单人快速拆装。单栋楼叠合板板缝施工效率提升40%，工期缩短15天。在实际工程应用中，钢制吊架模板不仅解决了叠合板板缝施工的质量难题，还通过技术创新推动了装配式建筑施工的绿色发展。相比传统木模板，该技术可减少木材消耗60%，降低建筑垃圾产生量50%，符合建筑行业低碳转型趋势。其成熟的工艺体系与显著的应用成效，为装配式建筑高质量发展提供了可复制、可推广的创新方案，助力行业向工业化建造模式加速迈进。
本项目中钢制吊架模板在B、C户型的成功应用，验证了其在标准化住宅建设中的高效性与经济性，为装配式建筑提质增效、绿色发展提供了创新范例。
