淺析裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量檢測(cè)方法

何惠瑩

摘要：在施工時(shí)，為了避免由于構(gòu)件無法滿足標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值導(dǎo)致后續(xù)施工出現(xiàn)問題，可以應(yīng)用 BIM 針對(duì)達(dá)不到合格數(shù)值的預(yù)制構(gòu)件做持續(xù)的跟蹤和監(jiān)測(cè)，從而能夠?qū)|(zhì)量進(jìn)行把控。基于 BIM 的質(zhì)量檢測(cè)第一步就要監(jiān)測(cè) BIM，確定其是否要對(duì)涉及到的指標(biāo)以及性能數(shù)據(jù)等進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)和跟蹤，并創(chuàng)建數(shù)據(jù) 庫。第二步是應(yīng)用 3D 技術(shù)對(duì)所需要的數(shù)據(jù)和位置定位等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和確定，然后把所得到的數(shù)據(jù)保存為和所要求的數(shù)據(jù)庫格式相同的格式，隨后再把所 得數(shù)據(jù)以及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫設(shè)置二維碼。通過此種方式，能夠快速的完成數(shù)據(jù)的對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果分析出具體情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不合格構(gòu)件的篩選。本文就 對(duì)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;3D 打印技術(shù);預(yù)制構(gòu)件;二分法;BIM 技術(shù)

近幾年，裝配式的建筑方式得到關(guān)注，并且發(fā)展迅猛。這是由于此種 建筑方式相對(duì)于其他建筑所需時(shí)間更短，且產(chǎn)生的對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)更少，操作過程相對(duì)更為簡(jiǎn)潔。裝配式建筑包含多個(gè)階段，主要為構(gòu)件生產(chǎn)、材 料運(yùn)輸和吊裝、以及最后的裝配過程。在裝配式建筑施工中，BIM 技術(shù)的 應(yīng)用逐漸增多，然而對(duì)于 BIM 技術(shù)在施工安全性問方面的應(yīng)用，大多還是 集中在預(yù)防高空墜落等的警示，而在質(zhì)量檢測(cè)方面的應(yīng)用則較少，這就需 要相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì) BIM 技術(shù)應(yīng)用的拓展研究。

1.風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框架構(gòu)建，這種風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控方式主要是以 BIM 為基礎(chǔ)，并且其主要 能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，以及實(shí)現(xiàn)功能的方式主要來源于兩個(gè)數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù) 比對(duì)，進(jìn)行分析，并通過編號(hào)進(jìn)行檢索，監(jiān)控此批預(yù)制構(gòu)建能不能達(dá)到預(yù) 訂標(biāo)準(zhǔn)，來做到裝配式建筑施工過程中對(duì)于可能存在的危險(xiǎn)的警示。

這個(gè)系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)模塊，應(yīng)用模塊，服務(wù)模塊。

主要能夠完成的功用包含為：（1）感知模塊，也就是在建筑環(huán)境中設(shè) 置的監(jiān)控體系，監(jiān)控體系包含整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備，主要包含制造方，施 工單位，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，以及監(jiān)控機(jī)制。在整個(gè)的建筑施工階段，所有的參與 方，都會(huì)對(duì)構(gòu)件的重要參數(shù)和外觀做跟蹤監(jiān)測(cè)，利用構(gòu)建特有的編號(hào)把不 合格的構(gòu)建標(biāo)記出來。（2）數(shù)據(jù)模塊，第一步，因?yàn)?BIM 中主要存在施工 的主要數(shù)據(jù)，所以，能夠通過計(jì)算機(jī)語言將其所涉及到的各種數(shù)據(jù)調(diào)用，第二步，能夠把整個(gè)施工群涉及到的標(biāo)準(zhǔn)確定為一個(gè)范圍或者數(shù)據(jù)，創(chuàng)建 較為規(guī)范的數(shù)據(jù)庫，可以成為以后檢測(cè)判定的依據(jù)[1]。（3） 服務(wù)模塊。完成 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)以及交叉調(diào)用，也就是要把設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和構(gòu)件最終制造出 的產(chǎn)品的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和交叉分析。制造方依照標(biāo)準(zhǔn)要求在規(guī)定時(shí)間 內(nèi)完成生產(chǎn)制造任務(wù)，并對(duì)制造出的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)，把不合格的產(chǎn)品標(biāo)記 出來，將其數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)值中最低的值再次進(jìn)行比對(duì)，再將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給 制造方和施工單位，從而能夠完成構(gòu)件的質(zhì)量控制[2]。

質(zhì)量的控制體系主要方法是應(yīng)用 BIM 以及 3D 技術(shù)對(duì)構(gòu)件的數(shù)據(jù)等時(shí) 刻監(jiān)測(cè)，從而達(dá)到給予警示的目的，這種質(zhì)量控制體系還分為兩個(gè)方面。

（1）標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。第一步要根據(jù)構(gòu)件的 BIM 主要數(shù)據(jù)和施工之 前得到的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，確定所有構(gòu)件各自的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值都是多少，把所有構(gòu) 件要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)標(biāo)記上條形碼，把設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)以及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng) 計(jì)后，依據(jù)規(guī)定的格式保存到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫里，從而創(chuàng)建規(guī)則數(shù)據(jù)庫，成為 建筑過程中質(zhì)量監(jiān)控的基礎(chǔ)。

（2）針對(duì)于表面缺陷的監(jiān)控，第一步要將通過掃描獲得的數(shù)據(jù)采用最 小二乘法做初步分析，接下來，將其和模型進(jìn)行對(duì)比，從而確定前后兩者 的偏角以及高度偏差，從而根據(jù)偏差的具體值來確定構(gòu)件表面是否存在缺 陷，以及缺陷是否嚴(yán)重等。

2.檢測(cè)過程分析

標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建主要的方法就是獲得構(gòu)件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，和 制造生產(chǎn)后的實(shí)物的真實(shí)數(shù)據(jù)，將兩者進(jìn)行對(duì)比，查看兩者具體相差多少，差值是否落在標(biāo)準(zhǔn)范圍里，如果在生產(chǎn)制造過程中，質(zhì)量數(shù)據(jù)和偏差都在 所給定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，可以判定質(zhì)量是合格的。目前主要采取的測(cè)量方法為人工測(cè)量和計(jì)算機(jī)測(cè)量，由于將施工制與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)值相對(duì)比的工作量大，所以，要構(gòu)件系統(tǒng)科學(xué)的安全數(shù)據(jù)庫，能夠提高對(duì)比的效率[3]。

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫主要包含質(zhì)量監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)兩種，質(zhì)量 檢測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具有誤差范圍，主要有兩種表現(xiàn)方式，其中一種是直接給定 的參數(shù)，也就是直接給定了生產(chǎn)制造構(gòu)件與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，所能偏差的最 大值，這種方式不需要進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)行掃描，獲取數(shù)據(jù)就能夠直接監(jiān)測(cè)到，比較反應(yīng)的施工位置為孔或者洞，例如門的標(biāo)準(zhǔn)值范圍為±2 毫米。

另一種是間接數(shù)據(jù)，需要應(yīng)用激光對(duì)構(gòu)件做掃描處理，獲得數(shù)據(jù)，然 后利用云擬合獲得一個(gè)幾何關(guān)系，從中獲取彎曲度的值。

而針對(duì)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取，則需要整個(gè)項(xiàng)目的 BIM 構(gòu)件完成后，全 部參數(shù)能夠直接形成，此時(shí)，只要能夠應(yīng)用計(jì)算機(jī)語言通過 open 的 API 直 接調(diào)用就能夠?qū)崿F(xiàn)。在進(jìn)行生產(chǎn)制造時(shí)，要先關(guān)注設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)際設(shè) 計(jì)值，將兩者聯(lián)系起來，把設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的最大偏差值放到實(shí)際設(shè)計(jì)的過 程中，從而獲得實(shí)際設(shè)計(jì)值的安全范圍。主要原理就是把標(biāo)準(zhǔn)量化，并將 其轉(zhuǎn)換成能夠自動(dòng)識(shí)別的格式，從而有利于通過掃描對(duì)比分析提高效率。

判定構(gòu)件能不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求需要進(jìn)行多方面的考慮，所以需對(duì)設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) 與實(shí)際生產(chǎn)制造件通過掃描所得的數(shù)據(jù)，要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的格式進(jìn)行 保存，從而實(shí)現(xiàn)快速的對(duì)比分析，因此在保存前，需要進(jìn)行標(biāo)識(shí)，因?yàn)闃?gòu) 件的標(biāo)識(shí)是根據(jù) BIM 模型直接形成的，所以，可以對(duì)所有構(gòu)件和要監(jiān)測(cè)的 項(xiàng)目進(jìn)行編碼標(biāo)記。

3.結(jié)論

本文在施工標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)預(yù)制構(gòu)件的外觀質(zhì)量檢測(cè)定量化處 理，闡述了基于 BIM 和 3D 激光掃描技術(shù)對(duì)預(yù)制混凝土構(gòu)件外觀質(zhì)量檢 測(cè)的整體方 法，構(gòu)建了質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)框架，通過該檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，可得到 如下結(jié)論。

第一，此種方式能夠達(dá)成構(gòu)件的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控，并且增強(qiáng)整個(gè)施工過 程的安全管理體系，根據(jù)對(duì)預(yù)制構(gòu)建的外觀進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及表面缺陷的排查 和檢測(cè)等當(dāng)時(shí)，把不在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)的構(gòu)建通過條形碼掃描等方式在 BIM 中標(biāo)識(shí)，從而達(dá)到構(gòu)件質(zhì)量監(jiān)控示警的目的。

第二，把監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的外面質(zhì)量監(jiān)測(cè)通過定量化創(chuàng)立標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量數(shù)據(jù) 庫，因?yàn)?BIM 模型還涉及到力學(xué)等學(xué)科的技術(shù)，所以能夠把監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) 里的其他檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)做定量化處理，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)對(duì)比監(jiān)測(cè)。

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