国企总承包设计深化与优化要点指引

某集团总承包设计深化交流汇报人：W目

录一、

深大基坑类项目设计深化优化

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1二、

公建和住宅类项目设计深化优化..........................................................................................................................................................................................................121.机电部分

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...............................................132.土建部分

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24三、

超高层类项目设计深化优化

.................................................................................................................................................................................................................271.深化设计原因

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282.深化设计工作开展思路..................................................

..............................................................................................................................

...............................................293.设计深化

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...............................................................................................................................

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304.方案深化

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...............................................................................................................................

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395.超高层施工部署深化

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..............................................................................................................................

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......................................646.BIM

应用

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..........

...............................................67四、

钢结构类项目设计深化优化

.................................................................................................................................................................................................................751.前期投标

........................................................................

...............................................................................................................................

...............................................762.深化设计

........................................................................

...............................................................................................................................

...............................................783.工厂制造

........................................................................

...............................................................................................................................

...............................................804.现场施工

........................................................................

...............................................................................................................................

...............................................845.钢结构

BIM

应用的优势.................................................

..............................................................................................................................

...............................................87五、

基础设施类项目设计深化优化

.............................................................................................................................................................................................................881.路基工程

........................................................................

...............................................................................................................................

...............................................882.桥涵工程

........................................................................

...............................................................................................................................

...............................................893.隧道工程

........................................................................

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904.爆破工程

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...............................................................................................................................

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91六、

EPC

类项目设计深化优化

......................................................................................................................................................................................................................921.EPC

项目设计深化及优化的重要性................................................................................................................................................................................................................

932.EPC

项目设计优化案例

..................................................

..............................................................................................................................

...............................................963.EPC

项目在设计深化及优化存在的主要问题

...............

..............................................................................................................................

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..............................1052七、

预应力类项目设计深化优化

...............................................................................................................................................................................................................1071.工程重难点

....................................................................

..........................................................................................................................

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1092.预应力深化设计流程

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.....................

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.............................................1123.预应力深化设计要点

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.....................

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.............................................1134.BIM

技术辅助预应力深化设计

.....................................

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......

.............................................

118八、

装饰装修类项目设计深化优化

...........................................................................................................................................................................................................1211.工程特点与重难点

.........................................................

..............................................................................................................................

.....

........................................1222.BIM

技术复制深化设计优化

.........................................

...............................................................................................................................

.............................................1233.BIM

技术辅助空间定位、测量放线.............................................................................................................................................................................................................133九、

深化设计促进盈利能力提升实例........................................................................................................................................................................................................1391.设计优化

........................................................................

...............................................................................................................................

.............................................1402.方案优化

........................................................................

...............................................................................................................................

.............................................1443.材料替换优化

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.................................................................................................................................

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1494.该项目深化设计的成果..................................................

..............................................................................................................................

.............................................1513一、

深大基坑类项目设计深化优化本类优化以长沙国金中心项目深大基坑为例。首先，需综合考虑项目所在地地质条件、基坑支护设计和周边地理环境，选择合适的深大基坑施工方案。11

、

基坑支护设计为止水帷幕+护坡桩+锚索的方式；2

、周边三栋既有建筑深嵌基坑内，该部位除了采取上述支护方式外，还预留了相应土台。2项目经过前期论证和考察，完全顺作和逆作均不能满足业主对裙楼节点工期的要求，通过采用

BIM

对施工方案进行模拟分析后，确定采用顺逆结合的施工方案。3这种方式由于提前施工正负

0

楼板，可以缓解场内交通组织和材料堆场的压力，并且可地上地下同时施工，便于后期机电安装、幕墙及精装修等工序的插入，保证整个项目的工期。这种工况虽节省掉了内支撑梁板的费用，但由于各种复杂工况、逆作区暗挖出土速度的影响，需解决更多的实施过程中问题和控制施工成本。4在中心岛结构顺作的同时，两侧留土区同步进行格构柱施工，利用格构柱做竖向支撑，完成首层结构梁板施工，利用首层正式结构梁板起到水平对撑传力的效果。5周边既有建筑的嵌入导致了土台的留置，根据施工部署，需要在陡坡上成孔，用于安装格构柱。6该工程格构柱最长为40m

，重量约为13t

，由于塔吊吊重覆盖问题，斜坡上格构柱整体吊装难度大，后经优化，采用套架辅助格构柱分段安装就位。7在施工边坡留土区

L1

层结构梁板时，若采用常规搭设满堂脚手架的方式，搭设高度近

34米，且大部分的立杆将立在近

70°斜坡土台上，架体搭设施工难度大、周期长、安全性得不到保障；该项目采用贝雷架、型钢平台辅助施工：即采用在格构柱上焊接牛腿，牛腿上固定贝雷架及H型钢平台，再在平台上铺设模板作为支撑体系搭设平台，避免了陡坡高支模重大安全隐患。8在留土区选用逆作法施工后，制约整个地下室最大的问题就是土方暗挖和外运的速度。同时，又在工程的中期，长沙市要求二环以内的项目外运土方全部采用新型环保车，由于严格控制每车6m3

的运输能力，对出土进度又是个严重的考验。图中标星号的位置是采用常规的抓斗进行取土，

日均出土

700m3。9除抓斗取土外，在正式坡道结构施工完成后，在地下室底板设置堆土区，将留土区的土方转运至底板结构内，保证挖土作业面正常施工。10因该工地位于繁华市中心，除夜间

6

个小时出土外，其余时间土方无法外运，若仅靠抓斗取土，

±0

楼板形成后的

39

万

m³土方暗挖工期肯定无法满足。项目利用

L1

层部分楼板作为土方临时堆场，24

小时不间断取土，保证日均出土

2000m³。11二、

公建和住宅类项目设计深化优化本部分以一公司施工的深业上城项目为例，从机电和土建两部分进行阐述。121.

机电部分整个项目南区

96

万㎡全采用了

BIM

技术，与业主协商

，机电部分的设计蓝图不作为施工依据，以BIM

深化设计图纸作为施工及结算依据；共聘用

20

名深化设计及

BIM

工程师常驻现场，作为现场施工指挥中心，业主也聘请了专业顾问（ARUP

公司）审图。131）设计院蓝图，图纸中无管线及设备的准确水平定位和标高信息，不作为施工只作为

BIM

深化设计参考；2）

因不同业态对净空有不同要求，精装区域更是对净空要求严格，所以机电施须参考业主提供的净空图进行深化设计。（2）

系统复核计算因深化设计对原管道路由做了调整，所以需对各专业系统重新进行计算。（3）

根据系统重新计算结果对设备进行选型（设备采购依据），根据设备采购规格参数对机房进行精确深化设计。（4）

工作流程在收到业主下发的设计蓝图后，首先组织施工各参与方进行图纸会审，同时

BIM设计团队展开建模、管线综合、虚拟施工等工作，在设计和施工工序，在建模阶段解计缺陷和施工过程中可能会出现的问题，之后由模型导出

CAD

图，图纸需由项目部、公司、设计院、业主四方审核通过后方可进行材料采购和现场施工。依据，工必真实深化决设顾

问（1）

深化设计依据14优化了母线路由，节省了材料成本优化了红色箭头处净高无法满足业主提出的空间要求下面以几例案例说明相应设计优化。15根据厂家提供的设备参数及深化设计后的设备排布，重新出具设备排布图16采用

BIM

技术对砌体墙留洞图进行深化设计圆形风管穿越钢梁时，通过深化设计出具钢梁留洞图通过管线综合，合理规划排布好管线之后在出具结构留洞图17大型管线预制拼装测量建模18→→→支架体系→

→弹簧选型

分段预制20→装车配送现场拼装21→BIM

实体模型22现场实体施工情况模型设计232.

土建部分该工程主要包括

A

、B

、C

区屋面为斜屋面模板支撑体系的深化设计，最大坡度为

33.9%

，斜屋面超长超大，对模板搭设、支撑加固体系、混凝土浇筑要求高，如施工节点不能保证，屋面防水问题将是工程质量一个大问题。项目部针对斜屋面特点，对斜屋面支撑及加固进行了深化设计。深化后，模板体系与屋面结构契合良好，保证混凝土成型质量，避免屋面因浇筑量过大产生裂缝，造成屋面渗漏水的严重后果。模板支撑梁模板

1梁模板

224本工程轻质隔墙主要应用于商业区域，墙板隔墙系统结构紧密，整体性好，不变形，施工进度快，抗震性好，避免空鼓开裂。板与板连接成整体，抗冲击性能强，用钢结构方法锚固，墙体强度高，整体抗震性能高于普通砌筑墙体，具有质量轻、强度高、多重环保、施工进度快，降低墙体成本等优点。该工程地下二层、三层车库区域部分为空心楼板，空心楼板板厚为

400mm

、500mm，填充材料为轻质管和填充箱两种，空心楼板施工难点在于抗浮及抗裂，难修补，项目部根据实际情况，深化空心楼板节点，严格控制空心楼板施工质量。抗浮节点管线节点实物图25该工程四周可利用场地空间狭窄，特别是地下室施工阶段，施工平面组织设计困难。项目部利用结构特点，设计下基坑坡道，不影响整体施工进度，提升场容场貌，便于道路管理维护，有利于工程造价节约。下基坑坡道三维图纸和成型效果该工程在工地的行走道上铺设钢板，罐车、泵车等大型车辆能通过钢板均匀的传递荷载至楼板，避免应力集中给楼板造成伤害。钢板铺路效果图26三、

超高层类项目设计深化优化本部分以东北分公司盛京金融广场项目为例。该工程总建筑面积

57.1

万㎡

，分南、北两个区域，其中南区

T2

、T3

塔楼面积

17.82

万㎡，北区

6

栋塔楼面积

18.05

万㎡

，裙楼面积

6.58

万㎡，地下车库面积

14.69

万㎡。271.

深化设计原因282.深化设计工作开展思路293.

设计深化（1）铝板幕墙代替岩棉保温30（2）地下室底板疏水层设计31（3）肥槽回填素混凝土32（4）钢筋锚固版代替焊接锚筋33（5）非固化代替SBS

作外墙防水34（6）钢结构桁架层深化35（7）发泡混凝土代替焦渣作屋面找坡层36（8）加劲肋板代替抗剪栓钉37序号深化设计项深化设计内容1钢结构次梁采用热轧型钢代替通过与设计协商，将

600mm

高以下的次梁改为热轧型钢，直接从市场采购成品，无需额外焊接。2混凝土外加剂设计优化经与设计沟通，大体积混凝土设计明确采用

60d

强度，优化配合比、降低水化热，有利于质量控制，同时降低施工成本。3直螺纹钢筋直径优化通过与设计院沟通改为直径大于

16mm

的钢筋采用直螺纹连接，通过机械连接的方式，可以提高结构施工质量，节省了专人连接的工序时间，可加快施工速度。4北区塔吊优化数量减少北区塔楼采用铝模板体系进行施工，现场施工对塔吊的吊次需求进一步降低，通过讨论分析，在北区仅安装

3

台塔吊负责

6

栋塔楼的施工，减少了机械费用的投入。5圆形柱改为方形柱在满足结构安全、使用功能的前提下，通过与业主、设计沟通，将圆形柱尽可能改为方形柱，方形柱施工技术纯熟，普通模板即可施工，加固方式简捷节省人工费、材料费，且能降低施工难度。6地下室超前止水地下室外墙的防水保温与室外的回填提前插入，有利于整体工程进度与现场文明施工。7地上钢结构次梁连接形式优化原设计次梁采用刚接形式，优化为铰接形式。

降低现场施工难度，加快工期，

同时铰接相对于刚接增加约30%用钢量。8基础换填深化本工程地基部位土质较为松软采用基础换填法，每层厚度不超过

300mm，每层做干密度及压实系数实验，压实系数不小于

0.97。9防水层做法优化防水形式改为

2mm

厚非固化橡胶沥青+3mm

厚

SBS

沥青卷材防水，代替

4+3mm

的卷材防水，不仅降低施工难度，保证施工质量，且极大降低施工成本。10钢管柱采用自密实混凝土施工经与设计沟通，钢管柱内均采用自密实混凝土浇筑，浇筑方式采用高抛法施工，能有效保障施工质量和施工效率，同时极大节约施工人工投入，达到节约成本目的。11型钢混凝土柱中主筋及箍筋的调整由于钢骨柱中存在栓钉和牛腿，影响型钢柱主筋位置及箍筋的绑扎。通过与设计沟通，改变主筋位置，以避开牛腿，同时将箍筋深化为拉钩，降低现场施工难度。12裙房复杂钢结构节点深化现场钢梁起钢柱节点，增加用钢量，钢柱箱式基础开孔，此部位及整个钢梁混凝土部位全部更改为自密实混凝土。13钢筋混凝土楼板深化为压型钢板组合楼板通过与业主和设计单位沟通，将混凝土楼板改为压型钢板组合楼板，压型钢板楼板除用作浇筑混凝土的永久模板外，还充当板底受拉钢筋的现浇混凝土楼板。14覆土上先施工锚杆后施工垫层通过技术分析，优化施工工序，在

300mm

厚覆土上先施工抗浮锚杆，后清槽施工。清槽同时将抗浮锚杆产生的泥浆一同清理，

降低施工难度，节约成本和工期。（9）其他设计深化项384.

方案深化（1）13m

厚超大筏板混凝土浇筑39（2）临时消防用水同步施工40（3）组合式超厚筏板拦截体系41（4）超长超厚剪力墙加固42（5）铝模板二次结构节点深化设计43（6）爬模体系深化44（6）爬模体系深化45（6）爬模体系深化46（7）综合模板体系深化47（7）综合模板体系深化48（7）综合模板体系深化49（8）C70

高强自密实混凝土配置50（9）C70

混凝土侧位高抛浇筑51（10）核心筒楼板钢筋预留预埋52（11）定型化外挑网防护53（12）环梁做法优化54（13）钢-混凝土结构复杂节点深化55（13）钢-混凝土结构复杂节点深化56（14）动臂塔吊垂直爬升深化57（15）塔吊超长附臂交替附着技术58（16）二次结构场地深化59（17）二次结构材料优化60（18）二次结构排砖优化61（19）二次结构图纸深化62（20）二次结构做法优化635.

超高层施工部署深化（1）基础施工阶段64（2）非标层施工阶段65（3）塔吊拆除阶段666.

BIM

应用（1）三维可视化场地管理67（2）建立三维样板区68（3）机电管线深化69（4）碰撞检测深化70（5）4D

进度模拟71（6）三维模板脚手架施工技术72（7）可视化交底73（8）BIM5D

应用74四、

钢结构类项目设计深化优化本部分主要以

BIM

在钢结构工程中的应用为例。钢结构深化设计从概念设计到虚拟建造，均应用了以下对应的

BIM

软件。75BIM

系统在钢结构工程中的具体应用有以下

4

点：1.

前期投标根据头标图纸快速建立工程的三维信息模型，为投标方案的编制及各方交流提供技术支持和可视化的交流平台。根据三维信息模型，快速准确统计工程数量，并为投标报价提供了可靠的依据，方案图设计为项目投标工程量的计算提供技术支持，提升了对项目的理解，提高了报价的准确度，从而提高了中标的几率。76通过建立钢连桥整桥的信息模型，准确的查询结构的重量及中心位置，深化后对连桥进行分段和节点设计，最终确定了钢连桥的施工方案和加工工艺，为施工方案的编制提供了技术支持。772.

深化设计根据设计图纸，继续细化

BIM

模型，为工厂深化设计及辅助设施设计提供数据信息。

目前承接了许多展示中心、超高层和文旅项目，工程中的钢构件复杂多样，通过利用

BIM

深化设计，更为直观的展现各工程节点。以下为某文旅项目的钢结构模型。78在超高层项目中，利用

BIM

技术可解决复杂构件的优化设计和对设计蓝图的复核。利用三维模型将桁架支撑节点部位变截面上移793.

工厂制造将模型与制造厂共享，输出加工图纸、材料清单及数控文件，直接指导杆件的加工制造。（1）

图纸管理利用模型信息可方便查阅图纸变动和更新。80（2）

排版套料81（3）

材料管理82（4）

复杂结构可视化通过模型将复杂结构可视化，加深了工人对图纸的理解，提高了制造的效率。834.

现场施工（1）施工方案的优化通过

BIM

技术协同设计提出改变支墩靠近公路侧钢柱的倾角以避开碰撞，同时对其进行加强的方案，最终解决了碰撞问题。84（2）

吊装工况模拟通过吊装模拟，发现钢连桥吊机与杆件存在碰撞现象。85（3）施工现场模拟某些钢结构构造形式最为复杂，且此部分用钢量大，构件数量多，若全部采用实体预拼装，工厂需在现场安装连廊第一批连廊构件

30

天之前将所有连廊构件加工完成，对整体工期有较大影响，且预拼装需较大的人力物力，费用较高。为达到现场拼装精度要求，并降低施工成本，加快施工工期，建议采用TEKLA

虚拟预拼装技术。865.

钢结构

BIM

应用的优势87类别优化要点优化方式软基处理根据路基的水文地质条件，在满足工程质量、工期前提下，结合当地材料等条件，对地基处理方式进行优化道路施工一般常用的软基处理方式有：塑料排水板、水泥砂浆桩、碎石桩、水泥搅拌桩、旋喷桩及

CFG

桩。较常用的优化：将前三种优化为后三种，优化后保证质量、工期缩短、增加造价、提升效益。土石比优化对山体地质条件重新进行勘探，对设计土石比进行优化，增加石方量，提高经济效益取弃土场优化根据取土料源特点、土石方调配、运输道路等特点，对取土场进行优化；根据山体开挖位置、通过优化，增加或减少运距、增加造价、降低成本路基填料优化对利用方填料进行试验检测，将利用方变更为借方，增加效益；对不同地质路段填料进行优化，如变更碎石或级配碎石填料，管道或台背回填材料变更优化等，增加效益施工便道优化在

PPP

项目山区施工中，临时便道复杂，在前期设计中，尽可能将临时便道沿现场地形条件设计增加长度及难度，以增加工程造价，施工后增加效益；临时便道施工策划时，通过优化便道线路减少线路长度，同时尽可能穿过施工方便区域，优化便道结构，降低施工成本。路基防护优化根据边坡地质条件，对边坡支护方式进行设计优化，增设支护长度；对路基挡墙结构形式优化，增加挡墙长度等；对锥护坡结构形式进行优化。高边坡支护将一般支护方式变更为锚杆支护等；将浆砌片石挡土墙变更片石混凝土挡墙等；将干砌片石防护变更成浆砌片石等。五、

基础设施类项目设计深化优化1.

路基工程88类别优化要点优化方式混凝土配合比优化通过混凝土配合比优化，改善混凝土性能，提高混凝土质量，降低混凝土成本添加外掺剂，如添加粉煤灰、矿粉等；调整水胶比、砂率及外掺剂含量。桩基施工优化根据地质条件，优化钻孔方式，选择适合的成孔方式；根据地质条件，优化桩径及桩长，减少桩径型号。承台、墩柱及盖梁结构优化在满足桥梁结构要求的基础上，尽可能的统一墩台、盖梁结构形式，减少结构形式的多样化，充分利用模板。将不同尺寸的承台、墩柱、盖梁优化成同一尺寸；将空心薄壁墩优化成实心墩；在高墩柱中增加系梁等。梁板施工方案优化根据现场地形条件及梁板的数量，优化梁板施工方案，这是大多数桥梁施工变更利润点来源。现浇梁优化成预制梁；预制梁优化成现浇梁；现场预制优化成外委场外预制加工；支架现代化为挂篮现浇等。桥梁结构优化根据现场地形条件对桥梁结构形式进行优化，将桥梁整体结构进行变更。桥梁加长或缩短；空心板桥梁优化为箱梁；刚构桥优化为斜拉桥或其他形式；调整桥梁线路或桩位等。2.

桥涵工程89类别优化要点优化方式进出口结构优化根据隧道进出口地形、地质条件，为确保进出口施工安全，对隧道进出口结构形式及支护方式进行优化。在进出口设置过渡段；斜井进出口设置；偏压出口设置；增加大管棚支护等。支护形式优化根据隧道不同的地质条件，采用不同围岩支护形式。增加明洞长度；围岩岩层等级提高，增加支护结构；更改支护形式，增加管棚支护、超前小导管或钢拱架。施工方案优化通过对隧道爆破施工方案优化，采用光面控制爆破，优化爆破参数，减少超欠挖，减少处理措施，降低施工成本。弃渣利用通过隧道爆破碎渣进行试验，确定碎渣利用范围，分析利用效益，建立碎石加工场进行加工再利用。3.

隧道工程90类别优化要点优化方式爆破方案优化根据岩石等级及现场条件，优化爆破方案，采用不同的爆破方案，以取得施工爆破质量及经济效益。调整施工方式，将机械破碎方法变更为爆破施工方法；将普通爆破方案优化为控制爆破方案；将控制爆破方案优化为静态爆破方案等。爆破参数优化根据现场地址条件等，通过优化爆破施工参数，取得较好的爆破效果及经济效益。钻孔直径、孔深优化；布孔形式优化；抵抗线、孔距和排距优化；炮孔堵塞方式优化；装药结构及起爆顺序优化等。混装炸药应用比成品炸药成本降低近

1/3；单孔药量准确度控制在

0.1kg；装药速度成倍增长。4.

爆破工程91六、

EPC

类项目设计深化优化EPC

总承包项目一般分为以下五个类别：921.EPC

项目设计深化及优化的重要性目前在项目投标阶段，业主用于招标的图纸大多只是初步设计概念性图纸+概要说明，无法达到施工标准，只提供了项目的设计意图。只通过以上业主提供的材料是无法进行准确报价的，因此需要在投标短短的一、两个月内进行图纸设计为报价提供依据，通常业主也要求提供图纸作为投标文件的一部分。93中标后，以投标时提供的图纸为蓝本进行细化、优化；因为投标阶段由于时间的限制，可能考虑并不周全。那么，接下来的设计阶段需要各个专业的技术人员对图纸进行充分的细化和优化，以寻找新的降本增效点。94施工开始后，对各种原材料、设备等需要进行采购，其实此部分的工作在设计阶段已经开始，在采购阶段可进行补充优化。952.

EPC

项目设计优化案例（1）案例

1

：深圳分公司承接的旭硝子显示玻璃

EPC

总承包项目。96旭硝子显示玻璃

EPC

项目中，厂区围墙按照业主最初的设计概要书，为

2500mm

高砖砌围墙。而在施工过程中得知围墙下为

2m

素填土+5m厚淤泥层，直接砌筑砖墙，后期存在下沉、开裂、倒塌的风险。9798按照业主的初步设计意图，底板要参照韩国

AGC

工厂的设计，底板厚度达到

700mm

厚。该项目技术人员经比较觉得原方案不经济，提出优化方案。（底板面积

7000

㎡）99该项目在其他施工阶段进行的设计优化案例。100（2）案例

2

：深圳分公司承接的珠海横琴自贸区跨境极速购物体验中心

EPC

总承包工程。101购物体验中心三层楼面为仓库，对平整度要求比较高，需要进行二次细石混凝土浇筑。102原设计为：120mm

厚

C30

钢筋混凝土楼板+50mm

厚

C25

细石混凝土找平（钢筋网片）。考虑工期紧迫性，为尽早给三楼提供机电、装修的操作面，对方案进行了优化，采用激光超平地面一次浇筑工艺。水平道轨铺设控制导轨平整度浇筑混凝土激光整平机整平辅助人工整平

收光

切缝

养护103该项目在其他施工阶段进行的设计优化案例。1043.EPC

项目在设计深化及优化存在的主要问题风险与利益往往是对等的，EPC

项目设计深化带来可观利润的同时也存在一定问题，成为阻碍设计优化进程推进的阻力。105另外，为更好的推进工程设计优化，应采取经济激励措施，鼓励设计、施工、监理等工程建设有关方提出工程优化实施方案。针对以上问题，为更好的推进

EPC

工程设计深化及优化管理，需要项目商务、技术人员及早应对。106七、

预应力类项目设计深化优化本部分以北京分公司承接的北京华润中心项目为例。下面为该项目预应力工程的概况。1071081.

工程重难点（1）遇钢骨的处理方法本工程设计“穿钢骨

”的部位只有

5.9m

层的两处。第一处：一侧柱边与梁边齐，且局部有开洞，无法选用“绕钢骨

”的方式，另一侧如选用绕开钢骨则加腋太大，预应力损失比较大，通过和设计沟通选用“穿钢骨

”方案。第二处：“绕钢骨

”方案加腋过长，预应力筋的弯曲弧度较大，与设计沟通后采用“穿钢骨

”方案。109（2）悬挑梁设计1）本工程的一大特点是部分梁悬挑长度较大，最大达

9m

，普通混凝土结构很难实现，而预应力混凝土是解决超长悬挑的有效方案。2）施加预应力可平衡部分荷载产生的弯矩，设计时通过控制预应力等效弯矩平衡恒荷载弯矩的比例，来保证不产生大的反拱。3）施加预应力产生的预压应力对控制悬挑梁的裂缝有利，能够有效的减少裂缝的宽度。现选取

5.9m

层悬挑梁

YKL11（1A）为例，计算如下：其中恒荷载、活荷载弯矩均为设计院从

PKPM

中导出。结论：当不考虑活荷载作用时，预应力梁不会产生反拱；当考虑活荷载作用时，承载力极限状态及正常使用极限状态（挠度及裂缝）验算都符合规范要求。110（3）悬挑梁深化1）悬挑梁预应力筋一般向内延伸一跨，以保证锚固。2）单端张拉时一般选择在悬挑端张拉，可减小悬挑端部分的摩擦损失，同时方便施工，减少张拉后浇洞的数量。3）悬挑端张拉节点的做法：内凹节点、外凸节点。4）外凸节点主要集中在悬挑端（尤其是中庭部分），因悬挑梁变截面，悬挑端变到

400mm

高，且封边梁宽度只有

200mm，如做成内凹节点，向梁内挖的凹槽较深，影响局压承载力。做外凸节点考虑到对外立面有影响，和设计沟通确定外凸厚度小于

200mm。5）内凹节点设在无悬挑板处，以免影响建筑外立面的效果。（4）双向预应力梁相交节点1）双向预应力梁相交处，预应力筋容易碰撞。2）通过调整一方向预应力筋矢高，使双向预应力筋不在一个高度交叉通过。3）根据调整后的矢高验算复核保证可行。1112.

预应力深化设计流程1123.

预应力深化设计要点113（1）深化依据总包及设计提供的施工图。（施工图一般只包括预应力根数、类型、控制部位的矢高，张拉端固定端位置、概况性的说明等，并不能满足现场施工的深度要求）（2）深化原则1）普通钢筋的数量及规格不做调整。2）预应力筋的数量及规格不做调整。3）因地制宜的选取合理的预应力深化方案，不影响结构安全性及正常使用功能。（3）深化内容1）预应力筋的平面布置图。2）预应力筋的曲线定位（主要是波纹管底定位、排气孔的布置等）。3）控制部位的布筋截面图。4）张拉端、固定端的节点深化。5）施工技术要求。（4）深化思路1）查看设计说明：①预应力方案类型（有/无粘结）；②材料、张拉控制应力要求；③预应力筋的张拉锚固要求。114⑤周边构件对张拉方案的影响等（是否有高差、是否影响张拉）。3）深化条件校核：①判断预应力施工图中给出的深化条件是否齐全；②判断预应力筋的矢高是否合理，预应力筋到上边缘或下边缘的距离是否够排下普通钢筋，双向的预应力筋相交处是否碰撞等；③判断张拉端位置是否合理，例如边柱钢筋过密不能做张拉端或张拉端不外凸时需要做水平加腋等；④对施工图表达不明确之处，同总包、设计进行沟通确认。4）绘制预应力平面布置图：①预应力平面布置图在预应力施工图的基础上进行绘制，剔除非预应力梁及预应力梁中设计普通钢筋的内容；②绘制预应力筋的编号及张拉端、固定端位置；③需要加腋的绘制加腋尺寸；④预应力筋的施工要求；⑤预应力筋的灌浆要求（适用于有粘结语方案）；⑥预应力筋的曲线大样，张拉端大样等。2）查看预应力平面施工图：①预应力梁布置区域；②预应力梁跨度和截面尺寸；③预应力筋的根数、曲线类型及矢高；④张拉端、固定端设置；115④当张拉操作需要时，绘制张拉后浇洞。5）预应力筋曲线图的绘制：①绘制柱梁截面，标明构件详细尺寸，标明轴线号和尺寸；②沿跨度划分

1000~1200mm

区段，对应标注定位筋位置、高度；③标注曲线的矢高、反弯点位置；④确定排气孔位置；⑤确定控制截面位置、编号。1166）预应力筋张拉端节点的绘制：根据《后张预应力混凝土结构施工图表示方法及构造详图》绘制张拉端节点。117张拉锚具固定锚具钢绞线波纹管千斤顶4.

BIM

技术辅助预应力深化设计（1）材料展示（2）机具展示118固定端节点张拉端节点（3）一般节点119穿钢骨节点（5）预应力悬挑梁（4）穿钢骨节点120八、

装饰装修类项目设计深化优化本部分以装饰分公司东方影都大剧院异形幕墙工程施工中

BIM

深化设计应用为例。万达东方影都大剧院位于青岛市黄岛区西海岸经济新区中心商务区，结合青岛独特的海洋文化，取意“碧海银螺

”的设计理念。大剧院建筑造型由抽象而富有动感的横向贝壳带状纹路造型组成，跟青岛海洋风貌、项目特质完美融合，建成后将成为青岛最璀璨的标志性建筑。（4）1211.

工程特点与重难点（1）工程建筑特点整体造型复杂，由

15

层垂直方向锯齿形分布的铝板和烤漆玻璃组成带状幕墙，围合形成整体海螺造型螺旋上升，上下内向倾斜的抽象海螺造型。建筑幕墙高度最低点

23.5m

，最高点

41m。建筑幕墙的龙骨结构由钢结构组成，主要包括

200×100×6mm和

150×100×6mm

的热镀锌方管，通过非实体样板段试验，在工程实体进行时决定通过工厂加工成规格各异的锯齿形钢桁架

595

榀和长短不一的钢龙骨

1263

根。建筑幕墙面板主要由

22000

㎡的铝板幕墙和

4000

㎡的玻璃幕墙组成，其中铝板由

3460

块尺寸规格、形状、方向各不相同的

3mm

厚的三角铝板拟合而成，最大单块铝板面积

7.8

㎡

，边长

7.5m

；玻璃幕墙由966

块完全不同的异形、单曲、双曲的橙色钢化中空夹胶玻璃组成，玻璃最长的对角线为

8.5m

，弧线拱高

65mm

，重量达到

600kg。（2）工程重点该工程的重点在于实现碧海银螺的完美设计效果，通过施工过程控制达到螺旋上升的造型轮廓曲线线条顺滑，建筑表皮结构曲面造型柔美，控制好板材之间的胶缝，做到表皮顺滑过渡，空间构件能够定位安装准确。（3）工程难点1）锯齿形异形幕墙结构龙骨及面材曲面复杂多样，通过传统的

CAD辅助设计较难发现可能存在的定位、交叉碰撞、安装等问题，深化设计难度大。2）异形的空间结构，造就了面板、龙骨的无序性，种类规格多样，不能通过传统的二维图纸制作加工图，批量下料难度大，板块尺寸定位困难。3）由于幕墙面造型整体呈椭圆球形，不能通过传统的测量方法进行异形放线、异形空间定位、安装及复核，并且龙骨和面板进度控制难度大。1222.

BIM

技术复制深化设计优化（1）效果图与模型图对比123（2）面板安装、定位原始方案

BIM

建模分析后发现，幕墙铝板单元板块骨架的安装定位繁琐，而且不利于板块的批量加工。124（2）板块式安装方案通过

BIM

模型分析，整个铝板的受力体系均为螺桩焊，受力风险较大。125（3）幕墙异形龙骨的放样下料整体建模分析，该工程的龙骨为折线形龙骨，构造变化多，每一根都有自己的造型尺寸，后台区有

595

榀不规则的折线形龙骨，前厅区有

1263根大小不一的斜龙骨。龙骨造型尺寸的复杂多样，注定了不能用常规的方法去下料，按照常规的方法下料需要对每个根进行放样，耗时较长、效率较低、也比较容易出错。针对该工程的复杂性，采用

BIM

软件中CATIA

插件的截面自动导出功能，对建模后的龙骨截面进行导出，然后在

CAD

中进行标注，最后形成详细的加工单发送到加工厂中进行生产。126针对此类复杂的龙骨，通过软件自动导出其投影面，实现快速的放样细化加工图，节省了大量的设计周期，而且有较高的准确性。接近

2000个异形的龙骨，如果采用传统方式放样制作，设计周期需要三个月，通过

BIM

模型辅助放样，设计周期只花了一个月时间。127（4）异形饰面铝板的放样下料本工程立面有

3460

块尺寸不一的铝板，在BIM

模型中，对铝板单元进行细致的建模，插入加工过程中所需的数据信息，参数化的应用到模型中，为板块加工提供数据支持。对面板进行有效的关联，实现整体的可控性。128现场板块到场后进行尺寸测量，跟模型进行实体对比，跟模型一致。129（5）异形曲面玻璃放样下料在

BIM

模型中对曲面橙色玻璃，进行准确的定位放样，对玻璃的开孔点进行模拟。表皮的逻辑关系限定了玻璃的加工尺寸以及开孔的尺寸，每片玻璃需要

22

个加工尺寸，通过

BIM

模型准定提取。130（6）利用

BIM

技术对材料造型尺寸进行优化采光顶位置原设计有

150

块玻璃，450

㎡双曲玻璃构成，双曲玻璃加工技术不成熟，

自爆率较高。通过

BIM

编程在模型中模拟对比，对玻璃进行优化，优化为单曲面后，加工安装难度得到了改善，成本降低近

50%。在

BIM

模型中进行双曲拟合单曲，

目前行业内还在研究，该项目率先进行了应用，取得了良好的成果。131（7）利用

BIM

实现面材编号对不同位置的铝板、玻璃进行划区域编号，结合现场的施工工序及工程进度计划，分区域按照工序对应的板材进场实现精细化控制，实现材料的科学化管理。对现场板块的安装、加工进队进行实时观测，避免漏加工、多加工现象的发生。1323.BIM

技术辅助空间定位、测量放线该工程的施工难点主要是异形空间定位，控制要点有：坐标点和水平线的闭合：根据总包单位提供的坐标点和水平基准线、按照现场的需要在建筑物四周，设定新的坐标点和水平线，并使新的坐标点和水平线完全闭合。龙骨的定位安装：为了确保龙骨的立面和弧线平行，不能利用全站仪根据坐标直接定位，必须采用在建筑主体结构上安装线架的辅助措施确定龙骨的基本面。（1）利用

BIM

技术辅助放线1）前厅区有

1263

个固定耳板，在

BIM

模型放样出耳板的定位数据，供现场施工人员使用。耳板为三维模型，通过三维转二维，对每个耳板的平面投影、立面投影进行放样。1332）后台区595

榀折线形龙骨，制作此类安装定位剖面图、立面图，供现场人员通过经纬仪放线使用。在不同的控制标高位置，进行平剖，然后对剖取的截面通过经纬仪进行定位。1343）刀型区整体造型为外倾斜式结构，通过平立剖放样，制作相应的图纸，供现场人员定位安装使用。刀型区横向龙骨定位为水平方向，先定位横向龙骨，后定位竖向龙骨。1354）坐标提取：通过BIM技术，提取龙骨的控制点坐标，通过全站仪进行校核。一定数量的点坐标可以构成点云模型，对整个龙骨系统进行整体的控制。5）根据已知基准点建立确定新的坐标点，