BIM技術(shù)在裝配式建筑施工質(zhì)量管理的應(yīng)用探索

彭聰　李杏　喬亞昆

【摘? 要】近年來，裝配式建筑逐漸成為現(xiàn)代建筑發(fā)展的新潮流，為有效確保裝配式建筑的施工質(zhì)量，積極應(yīng)用先進(jìn)的BIM技術(shù)，通過仿真建模、信息處理等實(shí)現(xiàn)對裝配式建筑施工質(zhì)量的全面管控。論文結(jié)合BIM技術(shù)的優(yōu)勢，探討了BIM技術(shù)在裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)及施工過程質(zhì)量管理中的應(yīng)用，以供參考。

【Abstract】In recent years， prefabricated buildings have gradually become a new trend in the development of modern architecture. In order to effectively ensure the construction quality of prefabricated buildings， advanced BIM technology is actively applied to realize comprehensive control over the construction quality of prefabricated buildings through simulation modeling and information processing. Combined with the advantages of BIM technology， this paper discusses the application of BIM technology in the quality management of the production and construction process of prefabricated building components， for reference.

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);裝配式建筑;質(zhì)量管理

【Keywords】BIM technology; prefabricated buildings; quality management

【中圖分類號】TU758.12;TU712+.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）12-0168-02

1 BIM技術(shù)在裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量管理中的應(yīng)用

1.1 BIM技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件制作質(zhì)量管理的應(yīng)用

裝配式建筑的主要結(jié)構(gòu)形式是通過在工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件后，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場吊裝施工完成建設(shè)的模式，因此，相較于傳統(tǒng)的建設(shè)生產(chǎn)方式而言，裝配式建筑的首要生產(chǎn)環(huán)節(jié)是在工廠進(jìn)行的。而為了確保工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件滿足質(zhì)量需求，要從源頭入手進(jìn)行質(zhì)量管理，即從設(shè)計(jì)階段開始進(jìn)行質(zhì)量把控。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案主要是以二維圖紙模式呈現(xiàn)，而BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)在于可視化、信息參數(shù)統(tǒng)一在三維構(gòu)件中展示，便于對構(gòu)件進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，避免設(shè)計(jì)失誤。同時(shí)，在此階段還應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等要求在預(yù)制構(gòu)件中合理設(shè)置吊點(diǎn)，方便后期構(gòu)件的現(xiàn)場吊裝施工。在進(jìn)行吊點(diǎn)位置設(shè)計(jì)時(shí)要注意進(jìn)行碰撞檢查，避免出現(xiàn)吊點(diǎn)與預(yù)留洞口沖突等情況。

由于裝配式建筑構(gòu)件的重要特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，因此，在設(shè)計(jì)中可以通過BIM技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，將構(gòu)件的信息進(jìn)行完整呈現(xiàn)，并且通過信息化的數(shù)據(jù)可以與構(gòu)件生產(chǎn)廠家直接對接，提高設(shè)計(jì)與構(gòu)件生產(chǎn)效率。BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)快捷精準(zhǔn)設(shè)計(jì)的原因在于其具有較完整的族庫，設(shè)計(jì)人員可以在軟件族庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，不斷完善構(gòu)件庫，甚至建立企業(yè)生產(chǎn)構(gòu)件庫，設(shè)定有不同種類的預(yù)制梁、板、柱、樓梯、內(nèi)外墻板等做法，保證設(shè)計(jì)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，利于構(gòu)件大批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效能，加快建設(shè)速度，對質(zhì)量穩(wěn)定性也具有充分的保障。

1.2 BIM技術(shù)在PC構(gòu)件運(yùn)輸質(zhì)量管理的應(yīng)用

由于預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)完成之后需要通過一定距離內(nèi)的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)施工現(xiàn)場完成組裝工作，因此，運(yùn)輸也是裝配式建筑生產(chǎn)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，對建筑物的質(zhì)量管控有重要作用。如果生產(chǎn)完成的構(gòu)件由于沒有妥善運(yùn)輸造成構(gòu)件損壞，一方面會造成返工返修影響工期進(jìn)度，另一方面還會為建筑物的質(zhì)量安全埋下隱患，因此要充分重視預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸作業(yè)。

在運(yùn)輸階段，BIM技術(shù)能夠?qū)?gòu)件信息進(jìn)行信息化的動(dòng)態(tài)管理，從前期設(shè)計(jì)開始為各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行品類、大小、位置、數(shù)量等參數(shù)進(jìn)行編碼標(biāo)識，并將編碼與RFID技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)運(yùn)輸動(dòng)態(tài)管理，并且可以使用BIM集成管理平臺進(jìn)行構(gòu)件信息共享，所有相關(guān)人員可以根據(jù)權(quán)限調(diào)閱構(gòu)件即時(shí)地生產(chǎn)及位置情況，并運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行3D模式運(yùn)輸環(huán)境，避免在運(yùn)輸過程中的風(fēng)險(xiǎn)，保障運(yùn)輸質(zhì)量。另外還可以基于BIM技術(shù)開發(fā)運(yùn)輸統(tǒng)籌等方面的管理軟件、插件等，根據(jù)生產(chǎn)與施工地址建立運(yùn)輸動(dòng)線模型，分析運(yùn)輸車次、路線情況、運(yùn)輸車輛、車輛選型的問題，為資源調(diào)配提供數(shù)據(jù)參考。

1.3 BIM技術(shù)在PC構(gòu)件存儲質(zhì)量管理的應(yīng)用

當(dāng)預(yù)制構(gòu)件到達(dá)施工現(xiàn)場后，要根據(jù)現(xiàn)場情況合理安排倉儲、吊裝等布局，并根據(jù)生產(chǎn)需求合理安排施工設(shè)施設(shè)備，同時(shí)需要注意的是，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大等特殊構(gòu)件，還要考慮在倉儲環(huán)節(jié)不會被施工影響破壞，過重過大的構(gòu)件要考慮對場地的加固處理，并且還要為后期吊裝機(jī)械的位置預(yù)留好構(gòu)件周轉(zhuǎn)的空間。BIM技術(shù)在倉儲環(huán)節(jié)中起到的信息化作用主要在于構(gòu)件的識別與定位，根據(jù)施工吊裝的先后順序合理安排倉儲順序，通過植入芯片將構(gòu)件信息錄入信息系統(tǒng)后，可以直接從信息化軟件或平臺上直觀地操作模擬構(gòu)件堆放以及施工的流程，便于作業(yè)人員進(jìn)行施工方案的編制與交底工作。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工過程質(zhì)量管理中的應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在吊裝過程中的質(zhì)量管理應(yīng)用

裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑的最大區(qū)別在于施工現(xiàn)場主要工作內(nèi)容，傳統(tǒng)建筑主要采用現(xiàn)澆方式，而裝配式建筑的施工現(xiàn)場主要以吊裝工藝為主，即根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及施工方案，將各構(gòu)件吊運(yùn)到指定位置進(jìn)行現(xiàn)場安裝或連接，因此在施工環(huán)節(jié)，吊裝工作對裝配式建筑的質(zhì)量有重要影響。

由于吊裝構(gòu)件中需要遵循一定的原則方能進(jìn)行合理的安裝，對于特殊的節(jié)點(diǎn)有專門的施工方案，并且由于構(gòu)件形態(tài)的多樣化，使得對機(jī)械化水平要求較高，同時(shí)也對質(zhì)量與安全提出了更高的要求，因此，BIM技術(shù)在吊裝節(jié)點(diǎn)能夠發(fā)揮重要的作用。

在前期設(shè)計(jì)、構(gòu)件制作、運(yùn)輸、存儲采用了BIM技術(shù)融合RFID技術(shù)之后，構(gòu)件都有了唯一編碼，并且分類、定位都較為精準(zhǔn)，便于開展吊裝工作。在吊裝之前，可通過BIM建筑模型模擬施工方案，用三維的形式完整體現(xiàn)施工流程，便于技術(shù)及操作人員開展實(shí)際操作，同時(shí)也能夠達(dá)到可視化技術(shù)交底的作用。

對于預(yù)留部位、空洞等要注意精確度，確保按照設(shè)計(jì)要求及施工方案進(jìn)行，不影響后續(xù)工序的開展，同時(shí)要注意吊點(diǎn)的位置安排，要根據(jù)相關(guān)安全操作規(guī)范進(jìn)行吊點(diǎn)起吊，確保吊裝施工安全。

2.2 BIM技術(shù)在節(jié)點(diǎn)處理過程中的質(zhì)量管理應(yīng)用

在裝配式建筑中由于大部分構(gòu)件均為工廠預(yù)制后現(xiàn)場吊裝，因此會有大量施工節(jié)點(diǎn)的工作要在施工現(xiàn)場完成，尤其是復(fù)雜的裝配式建筑，節(jié)點(diǎn)的處理尤為重要，對建筑整體的質(zhì)量也起著關(guān)鍵作用，因此，項(xiàng)目技術(shù)管理人員要重視對施工節(jié)點(diǎn)的處理工作。

例如，對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)類型的建筑，可以采用BIM技術(shù)軟件體系中的TEKLA軟件進(jìn)行復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的分析，對于節(jié)點(diǎn)的受力情況進(jìn)行計(jì)算模擬，從而制定科學(xué)合理的施工方案。而對于鋼筋混凝土類型的裝配式建筑，則需要同時(shí)對鋼筋、混凝土部分進(jìn)行受力分析，工程量的計(jì)算，綜合考慮安全性、美觀性、施工可操作性的前提下，采用符合項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)特點(diǎn)的施工方案。例如，目前國內(nèi)在基于REVIT軟件平臺基礎(chǔ)上開發(fā)的廣聯(lián)達(dá)系列、魯班系列軟件等都可以進(jìn)行該環(huán)節(jié)的計(jì)算模擬分析工作，并且達(dá)到一定精度，輔助施工方案的編制。另外，需注意的是，由于大量現(xiàn)場吊裝工作需要與現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)連接相結(jié)合，因此，對于吊裝與節(jié)點(diǎn)連接部分的精度要求較高，不能出現(xiàn)過大偏差，否則會為施工組裝造成較大困難，影響項(xiàng)目施工整體質(zhì)量。

2.3 BIM技術(shù)在施工質(zhì)量管理的綜合應(yīng)用

為實(shí)現(xiàn)裝配式建筑施工的全過程管理、QC管理的目標(biāo)，BIM技術(shù)可以從建設(shè)初期即設(shè)計(jì)階段開始融合，通過在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行構(gòu)件編碼后，采用清單式管理辦法，將所有構(gòu)件通過信息化識別后列出清單，清單包含構(gòu)件的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，并列明質(zhì)量需求，作為后期施工的質(zhì)量管理依據(jù)。之后可以通過BIM模型進(jìn)行模擬分析，對某些二維圖紙不便展示、難以標(biāo)識的部位及施工工藝進(jìn)行動(dòng)畫模擬，方便管理人員進(jìn)行施工交底，并明確相關(guān)技術(shù)人員、管理人員的質(zhì)量管理內(nèi)容。隨后BIM技術(shù)可以結(jié)合二次開發(fā)，與施工管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)5D管理，為施工質(zhì)量管理提供模型數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提前做好質(zhì)量管控重點(diǎn)分析，結(jié)合現(xiàn)場施工情況，對關(guān)鍵部位關(guān)鍵工序進(jìn)行重點(diǎn)把控，也便于質(zhì)檢人員根據(jù)模型信息情況進(jìn)行重點(diǎn)檢查，保障項(xiàng)目質(zhì)量。

除此之外，BIM技術(shù)還可以為裝配式建筑項(xiàng)目施工管理提供管理輔助功能，通過質(zhì)量責(zé)任的分解，構(gòu)建及不斷完善質(zhì)量管理組織結(jié)構(gòu)，確定崗位人員的工作職責(zé)，為QC小組提供信息化數(shù)據(jù)，對質(zhì)量過程信息的追溯、定位、施工整改等方案的制定提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，BIM還可以結(jié)合IFC標(biāo)準(zhǔn)等構(gòu)建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)的長期生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性提供科學(xué)保障。

3 結(jié)語

隨著裝配式建筑在各地如雨后春筍般不斷開展建設(shè)，對于裝配式建筑的質(zhì)量要求也越來越高，而通過與BIM技術(shù)的充分結(jié)合，能夠?yàn)轫?xiàng)目管理提供信息化管理的新思路及新型管理方式，解決裝配式建筑建設(shè)實(shí)踐工作中與傳統(tǒng)項(xiàng)目管理的矛盾，推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】肖陽，劉為.BIM技術(shù)在裝配式建筑施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用研究[J].價(jià)值工程，2018，37（6）：104-107.

【2】程學(xué)偉.裝配式建筑生產(chǎn)施工質(zhì)量存在的問題及其優(yōu)化措施研究[J].陶瓷，2020（08）：128-129.

【基金項(xiàng)目】2018年度廣西壯族自治區(qū)中青年教師基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目，BIM在裝配式建筑施工質(zhì)量管控信息化處理的應(yīng)用實(shí)踐探索（2018KY1010）。

【作者簡介】彭聰（1989-），女，廣西南寧人，研究生在讀，講師，從事工程管理教學(xué)研究。