裝配式建筑工程施工過程中BIM技術(shù)應(yīng)用

曹敏

【摘 要】在目前的建筑建設(shè)中，裝配式建筑因其諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。本文分析了裝配式建筑施工流程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，并提出解決方法。

引言

裝配式建筑作為現(xiàn)階段較為新型的一種“集成式”建筑，在其工程建設(shè)的整個(gè)過程中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以有效地提升建筑工程各個(gè)環(huán)節(jié)的工作效率，還可以在較大程度上提高裝配式建筑節(jié)能、環(huán)保的整體水平，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)裝配式建筑的推廣和發(fā)展有著非常積極的意義。

—.BIM技術(shù)在裝配式建筑工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

首先，BIM模型與圖紙繪制的應(yīng)用。將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，首先是建立BIM模型以及設(shè)計(jì)圖紙的繪制。在裝配式建筑BIM模型建立過程中，其主要是包括以下幾個(gè)階段：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制定、模型建立以及模型的實(shí)際應(yīng)用。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)裝配式建筑的具體要求，在設(shè)計(jì)過程中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)類型、材質(zhì)以及尺寸大小等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并使用相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)計(jì)過程中所有參數(shù)進(jìn)行管控，不但如此，一旦相關(guān)某個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，與之相關(guān)的一些數(shù)據(jù)都會(huì)發(fā)生一定的變化，這樣一來，就可以有效地降低設(shè)計(jì)圖紙錯(cuò)誤問題的發(fā)生率，對(duì)于提高設(shè)計(jì)的整體水平有著非常積極的意義;其次，協(xié)同設(shè)計(jì)與碰撞的檢查。由于BIM技術(shù)最為主要的應(yīng)用價(jià)值為實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)相關(guān)信息管理的信息化以及協(xié)調(diào)管理，因此，通過BIM技術(shù)可以搭建一個(gè)信息交互平臺(tái)，在這一平臺(tái)上，可以實(shí)現(xiàn)各種不同設(shè)計(jì)模型的交互以及合并，對(duì)于提升協(xié)同設(shè)計(jì)水平有著非常積極的意義。除此之外，將BIM技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)過程中，還可以通過BIM碰撞軟件分析系統(tǒng)，來對(duì)已經(jīng)建成的BIM模型進(jìn)行分析，并結(jié)合模擬技術(shù)來對(duì)裝配方案進(jìn)行碰撞檢查，可以有效地降低設(shè)計(jì)錯(cuò)誤發(fā)生率，還可以在較大程度上提升設(shè)計(jì)方案的合理化水平，對(duì)于保證后期建筑工程施工建設(shè)的整體質(zhì)量以及效率有著非常積極的意義;最后，工程量以及工程造價(jià)管控應(yīng)用。而對(duì)于裝配式建筑而言，由于其建設(shè)施工與傳統(tǒng)建筑之間存在著一定的差異，因此，在其設(shè)計(jì)過程中，工程量統(tǒng)計(jì)以及造價(jià)管控工作就顯得尤為重要。而將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)相關(guān)建筑資料數(shù)據(jù)的分析，來對(duì)整個(gè)建設(shè)工程的工程量進(jìn)行快速計(jì)算，并以此為基礎(chǔ)對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行預(yù)算，可以在較大程度上提升工程造價(jià)的準(zhǔn)確度，對(duì)于提升裝機(jī)房?jī)?nèi)主管道內(nèi)徑都比較大，最大管徑為DN750。

（1）由于設(shè)計(jì)方面追求流線型設(shè)計(jì)故機(jī)房空間狹小、設(shè)備繁多的情況下，管道綜合排布難度大;在管線和設(shè)備深化過程中，不僅要綜合考慮是否有足夠的施工空間，也要考慮施工過程的銜接與施工完成的整體效果。

（2）為更有效合理利用機(jī)房空間，運(yùn)用BIM技術(shù)，進(jìn)行管線綜合設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)各專業(yè)進(jìn)行溝通;優(yōu)化深化設(shè)計(jì)方案，通過漫游，進(jìn)行管線排布模擬;精確預(yù)留預(yù)埋管線位置，減少不必要的返工現(xiàn)象，優(yōu)化施工中遇到的問題提前與設(shè)計(jì)、確定最終方案，及時(shí)排除項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)中遇到的碰撞、沖突，提升設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)。

二 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用

2.1 構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化BIM構(gòu)件庫(kù)

對(duì)于裝配式建筑而言，其和傳統(tǒng)建筑進(jìn)行對(duì)比，最大的不同就是部件出廠之后，直接運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)車間進(jìn)行組裝，然后建設(shè)整個(gè)建筑工程[3]。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)，在預(yù)制構(gòu)件上，主要是采用傳統(tǒng)二維剖面圖紙進(jìn)行，然后使用BIM技術(shù)，構(gòu)建相應(yīng)的預(yù)制模型，然后建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的BIM構(gòu)件庫(kù)，這樣就能夠?yàn)闃?gòu)件具體數(shù)量、種類等方面的信息提供相應(yīng)參考。

2.2 BIM模型當(dāng)中，多種構(gòu)件均為統(tǒng)一的整體，為了保障BIM構(gòu)件設(shè)計(jì)水平達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，需要技術(shù)人員嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定個(gè)，將模型構(gòu)件進(jìn)行拆分，使其成為多個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件，此后讓不同工廠結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步加工。此后工廠需要遵循“朵組合、多規(guī)格”的要求，對(duì)BIM構(gòu)件進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)構(gòu)件種類的控制，最終實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)模式，相應(yīng)施工現(xiàn)象，針對(duì)裝配式構(gòu)件進(jìn)行裝配。相應(yīng)工作人員在對(duì)模型進(jìn)行具體構(gòu)建過程中，需要嚴(yán)格遵循BIM構(gòu)建拆分原則，借助多種形式，能夠促使構(gòu)件連接質(zhì)量得到提升，同時(shí)提升生產(chǎn)效率。對(duì)BIM技術(shù)模型應(yīng)用在BIM構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)工作中，這樣可以讓不同構(gòu)件之間連接變得更加直觀，能夠進(jìn)一步完善拆分設(shè)計(jì)，同時(shí)還能夠降低二維設(shè)計(jì)圖紙的當(dāng)中存在的盲點(diǎn)，有效降低誤差。與此同時(shí)，借助BIM技術(shù)模型，能夠在一定程度上確保技術(shù)模型安全性，避免重要信息丟失。

三.預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1.提高了建筑資源的應(yīng)用率

在預(yù)制裝配式施工技術(shù)的引導(dǎo)下，建筑工程的墻體、地面、屋頂、門窗等建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用的都是新型保溫材料，這不但提高了建筑工程的安全程度和質(zhì)量，還提高了建筑資源的應(yīng)用率。同時(shí)，預(yù)制裝配式施工中的外部建造和內(nèi)部裝修都應(yīng)用了綠色環(huán)保材料，這減少了建筑結(jié)構(gòu)中不利物質(zhì)的含量，并且在預(yù)制裝配式條件下生產(chǎn)出來的建筑外墻，不但性能和質(zhì)量得到了提高，經(jīng)過一系列的加工和處理后，其色彩持久度也將提高，這在極大程度上延長(zhǎng)了建筑外墻的應(yīng)用時(shí)間，避免了進(jìn)場(chǎng)褪色刷漆的問題，解決了建筑資源。

3.2.提高了施工效率和質(zhì)量

預(yù)制裝配式構(gòu)件與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件相比，其重量得到了降低，其承載量得到了提高，在這樣的形勢(shì)下，預(yù)制裝配式構(gòu)件通常情況下只占據(jù)了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的一半質(zhì)量，這減輕了建筑工程對(duì)地基的需求，并縮短了地基建設(shè)和建筑工程的施工周期，減低了施工工程的難度。此外，預(yù)制構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)被安裝好后運(yùn)送到施工場(chǎng)地，便可以進(jìn)行接下來的施工工程，這簡(jiǎn)化了整體的建筑工程施工過程，并且優(yōu)化了建筑工程施工結(jié)構(gòu)，提高了建筑工程的可預(yù)測(cè)性和可規(guī)劃性。而預(yù)制構(gòu)件的制作可以和施工現(xiàn)場(chǎng)的其他工作共同進(jìn)行，這種同步施工的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工效率和質(zhì)量的提高。

3.3.提高了建筑資源的應(yīng)用率

在預(yù)制裝配式施工技術(shù)的引導(dǎo)下，建筑工程的墻體、地面、屋頂、門窗等建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用的都是新型保溫材料，這不但提高了建筑工程的安全程度和質(zhì)量，還提高了建筑資源的應(yīng)用率。同時(shí)，預(yù)制裝配式施工中的外部建造和內(nèi)部裝修都應(yīng)用了綠色環(huán)保材料，這減少了建筑結(jié)構(gòu)中不利物質(zhì)的含量，并且在預(yù)制裝配式條件下生產(chǎn)出來的建筑外墻，不但性能和質(zhì)量得到了提高，經(jīng)過一系列的加工和處理后，其色彩持久度也將提高，這在極大程度上延長(zhǎng)了建筑外墻的應(yīng)用時(shí)間，避免了進(jìn)場(chǎng)褪色刷漆的問題，解決了建筑資源。工節(jié)點(diǎn)逐次進(jìn)場(chǎng)，進(jìn)行裝配。

四.裝配式外墻施工質(zhì)量控制措施

為了保證最終建筑滿足業(yè)主及公司對(duì)于質(zhì)量的要求，首先要求所用材料技術(shù)性能必須符合《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51231-2016）的規(guī)定，其次還要保證裝配式墻板類構(gòu)件外形尺寸在允許偏差范圍內(nèi)，為了保證最終建筑滿足業(yè)主及公司對(duì)于質(zhì)量的要求，把控好質(zhì)量關(guān)卡，相應(yīng)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和控制措施詳述如下：

4.1 裝配式外墻板施工前質(zhì)量控制措施

裝配式外墻板施工前，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)圖、施工圖和裝配式加工圖的結(jié)合，掌握有關(guān)技術(shù)要求及細(xì)部構(gòu)造，編制裝配式結(jié)構(gòu)專項(xiàng)施工方案，構(gòu)件生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)吊裝、成品驗(yàn)收等應(yīng)制訂專項(xiàng)技術(shù)措施。在每一個(gè)分項(xiàng)工程施工前，應(yīng)向作業(yè)班組進(jìn)行技術(shù)交底。

4.2 裝配式外墻板施工中質(zhì)量控制措施

裝配過程中，必須確保各項(xiàng)施工方案和技術(shù)措施落實(shí)到位，各工序控制應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。每一道步驟完成后都應(yīng)按照檢驗(yàn)表格進(jìn)行抽查，在每一層結(jié)構(gòu)混凝土澆搗完畢后，需用經(jīng)緯儀及其他相關(guān)儀器對(duì)外墻板進(jìn)行檢驗(yàn)，以免垂直度誤差累積。每層軸線之間的偏差和層高垂直偏差都應(yīng)控制在±2mm以內(nèi)并且在施工中要加強(qiáng)對(duì)層高和軸線以及凈空平面尺寸的測(cè)量復(fù)核工作;在儀器操作上，測(cè)站與后視方向應(yīng)用控制網(wǎng)點(diǎn)，避免轉(zhuǎn)站而造成積累誤差;定點(diǎn)測(cè)量應(yīng)避免垂直角大于45度;對(duì)易產(chǎn)生位移的控制點(diǎn)，使用前應(yīng)進(jìn)行校核;為了避免因季節(jié)變化而引起的誤差，在3個(gè)月內(nèi)必須對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行校核。

4.3 裝配式外墻板施工后質(zhì)量控制措施

待施工結(jié)束后，裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)有完整的質(zhì)量控制資料及觀感質(zhì)量驗(yàn)收，對(duì)涉及結(jié)構(gòu)安全的材料、構(gòu)件制作進(jìn)行見證取樣、送樣檢測(cè)。裝配式結(jié)構(gòu)工程的產(chǎn)品應(yīng)采取有效的成品保護(hù)措施，對(duì)于輕微破損的外墻表面應(yīng)用專用的粘結(jié)漿料進(jìn)行修補(bǔ)。

五.結(jié)語(yǔ)

隨著裝配式建筑的盛行，裝配式外墻施工技術(shù)越來越受社會(huì)企業(yè)重視，本文結(jié)合濟(jì)南雪山項(xiàng)目A-04地塊房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目（一期）工程給出了一套系統(tǒng)的從原理到流程再到質(zhì)量控制的裝配式外墻施工工法，以便用于指導(dǎo)裝配式外墻相關(guān)項(xiàng)目施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 51231-2016

[2]《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 1-2014

[3]《建筑外墻防水工程規(guī)程》JGJ/T235-2011

（作者單位：天津市房屋鑒定建筑設(shè)計(jì)院）