BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)施工中的信息化模擬

孫世鵬 劉壯 陳一鳴 周易

*通訊作者：孫世鵬，1992年1月，男，漢，山東聊城人，現(xiàn)任中建八局第二建設(shè)有限公司助理工程師，本科。研究方向：工程建筑。

摘 要：當(dāng)前社會(huì)發(fā)展速度快，施工周期短，建筑施工成本隨之增加。在國(guó)家大力支持裝配式建筑的大趨勢(shì)下，裝配式建筑已經(jīng)在建筑施工中占有重要地位。隨著近些年來(lái)BIM在我國(guó)的推廣使用，BIM輔助建筑工程施工已經(jīng)成為常態(tài)化、趨勢(shì)化。

關(guān)鍵詞：裝配式;可視化;BIM技術(shù);模擬;效率

Abstract： At present， with the rapid social development and short construction period， the construction cost increases. Under the general trend of strong national support for prefabricated buildings， prefabricated buildings have played an important role in building construction. With the popularization and use of BIM in China in recent years， BIM assisted construction has become a normalization and trend.

Keywords： Prefabricated; Visualization; BIM technology; Simulation; Efficiency

一、BIM及裝配式的現(xiàn)狀及意義

國(guó)外對(duì)建筑信息模型技術(shù)的研究和開發(fā)起步較早、運(yùn)用早，并經(jīng)過(guò)多年與實(shí)際工程結(jié)合，已驗(yàn)證BIM技術(shù)的運(yùn)用潛力[1]。目前在我國(guó)BIM的使用已經(jīng)相對(duì)較為成熟，已經(jīng)從開始創(chuàng)建單一的簡(jiǎn)單模型，到現(xiàn)在結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用。

二、工程概況

濟(jì)南遙墻街道多村整合改造項(xiàng)目A區(qū)。項(xiàng)目規(guī)劃總建筑面積62.7萬(wàn)平方米，涉及62棟單體住宅、5棟商業(yè)、1棟幼兒園、4座地下車庫(kù)及配套換熱站等。是山東省規(guī)模最大的裝配式住宅片區(qū)，本項(xiàng)目采用整體式混凝土結(jié)構(gòu)，住宅樓板、樓梯、空調(diào)板、陽(yáng)臺(tái)及外墻采用工廠化預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝，裝配率不低于50%。專業(yè)分包眾多，協(xié)調(diào)管理難度非常大。

三、裝配式BIM技術(shù)前期策劃

（一）場(chǎng)地布置策劃

本工程現(xiàn)場(chǎng)面積大，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置環(huán)形施工交通網(wǎng)，4個(gè)出土口，1個(gè)鋼筋集中加工中心，62臺(tái)塔吊，可利用場(chǎng)地較大，管理精力有限，管控難度大。為保證施工現(xiàn)場(chǎng)布置的科學(xué)性、有序性，運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理布置是十分必要的。在裝配式結(jié)構(gòu)施工中，塔吊站位布置是否準(zhǔn)確合理，和塔吊吊裝效率、施工進(jìn)度的關(guān)系都是緊密相關(guān)的。若在小構(gòu)件旁邊放置了大塔吊，則是大材小用，沒有發(fā)揮出大塔吊的作用來(lái)。反之在大構(gòu)件旁邊放置了小塔吊，則是小牛拉大車，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。若在裝配式工程施工前未進(jìn)行合理的場(chǎng)地布置則會(huì)造成構(gòu)件二次倒運(yùn)、場(chǎng)地交通擁堵、料場(chǎng)二次搬運(yùn)等情況的發(fā)生，進(jìn)而影響施工工期，增加施工成本。運(yùn)用BIM信息化模擬技術(shù)進(jìn)行三維場(chǎng)地布置（如圖1所示），結(jié)合塔吊吊力、構(gòu)件運(yùn)輸路線及放置場(chǎng)地等合理布置塔吊。預(yù)制構(gòu)件的堆放場(chǎng)地盡量放置在塔吊的合理吊裝范圍內(nèi)，避免二次搬運(yùn)。減少施工工期，降低施工成本[2]。同時(shí)，塔吊以及構(gòu)件的安放位置不能影響正常的施工期間的交通運(yùn)輸。與傳統(tǒng)場(chǎng)地布置相比，減少策劃時(shí)間30%，三維BIM場(chǎng)地布置更加直觀明了，更能容易發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地布置中的缺陷、問(wèn)題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)整改避免施工問(wèn)題的產(chǎn)生。

（二）圖紙會(huì)審

1.建筑BIM模型創(chuàng)建

本工程BIM模型以Autodesk Revit2016為主，依據(jù)項(xiàng)目施工圖紙進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電各專業(yè)模型創(chuàng)建，以公司開發(fā)項(xiàng)目管理BIM云平臺(tái)作為總承包項(xiàng)目部、BIM工作站、物資商務(wù)部、施工項(xiàng)目部等各方信息流通平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多方協(xié)作應(yīng)用BIM技術(shù)。項(xiàng)目部BIM工作站及BIM技術(shù)應(yīng)用小組運(yùn)用YJK+revit高效實(shí)現(xiàn)裝配式構(gòu)件模擬拆分。BIM結(jié)構(gòu)模型（如圖2所示），BIM建筑模型（如圖3所示），管線綜合排布模型（如圖4所示），裝配式構(gòu)件模擬拆分（如圖5所示）。

2. 碰撞檢查

項(xiàng)目采用Navisworks軟件分類進(jìn)行碰撞檢查。為保證碰撞檢查的準(zhǔn)確性，節(jié)省處理分析時(shí)間，碰撞檢查分類進(jìn)行。根據(jù)分區(qū)域或按專業(yè)交叉組合的原則對(duì)碰撞檢查分析，通過(guò)對(duì)各專業(yè)管線進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)，解決各專業(yè)協(xié)作問(wèn)題多、效率低、發(fā)現(xiàn)不及時(shí)等難題，減少各專業(yè)交叉施工干擾，最終確保整體施工質(zhì)量、整體施工進(jìn)度。本項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用小組將機(jī)電模型與結(jié)構(gòu)和建筑模型進(jìn)行整合，進(jìn)行碰撞檢測(cè)，共發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)1223處。疊合板碰撞檢查（如圖6所示），管綜合碰撞檢查（如圖7所示）。

（三）設(shè)計(jì)深化

結(jié)合已創(chuàng)建的模型，進(jìn)行地下管線優(yōu)化方案比選，消除管線碰撞，降低施工難度，最終確定最有利優(yōu)化方案進(jìn)行綜合調(diào)整[3]。對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)出具三維及平、立、剖面圖，向施工人員交底保證工程順利完成。管綜優(yōu)化前（如圖8所示），管綜優(yōu)化后（如圖9所示）。

根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型提取材料明細(xì)表，提報(bào)工廠加工。將加工好的構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝，有效地提高了機(jī)電安裝的效率和質(zhì)量。深化模型（如圖10所示）。

四、總結(jié)

裝配式項(xiàng)目管理的BIM應(yīng)用表明，裝配式施工工期短，過(guò)程管控難度大。通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行方案策劃模擬，有利于裝配式建筑工程的有序開展，規(guī)避一些施工中的圖紙錯(cuò)漏碰缺項(xiàng)，有利于各專業(yè)之間施工協(xié)調(diào)有序?？s短施工周期，節(jié)省工程成本，為裝配式的發(fā)展提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]談思源.利用BIM技術(shù)推動(dòng)工程咨詢管理服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2018（09）：157-158.

[2]馬天磊，鄧思華，李晨光，郄澤.裝配式結(jié)構(gòu)BIM碰撞檢查分析研究[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2017（01）：40-42.

[3]劉媛媛.BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用[J].江西建材，2021（02）：157-158.