基于BIM的裝配式建筑施工管理方法

孫嘯，周泠駿

（浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院）

1 引言

基于BIM探索裝配式建筑施工管理方法，需相關(guān)管理人員能夠正確認(rèn)識到裝配式施工管理現(xiàn)狀與需求、BIM技術(shù)的應(yīng)用途徑與含義等，在此基礎(chǔ)上制定對應(yīng)的BIM技術(shù)應(yīng)用方案，并對其應(yīng)用效果以及施工管理反饋進(jìn)行全過程跟蹤，從而對其進(jìn)行有效調(diào)整、完善與優(yōu)化，使其發(fā)揮出最大效用。

2 BIM技術(shù)概述

BIM指借助三維可視化、信息化技術(shù)展示建筑實體，模擬各個階段的工程建筑情況。通過該種技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖㄟ^三維立體可視化結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來，并將施工成本信息、施工進(jìn)度、工程材料與配件等信息合理融入三維結(jié)構(gòu)中，以此實現(xiàn)對建筑施工的管理，在壓縮成本的同時，促進(jìn)工程的順利穩(wěn)步推進(jìn)。

3 裝配式建筑概述

裝配式建筑構(gòu)件是由預(yù)制廠家在工廠生產(chǎn)加工之后運輸?shù)街付ㄎ恢?，并完成拼裝工作。這種建筑模式最大的特點為環(huán)保、綠色、節(jié)約成本與資源、建造速度快。裝配式建筑富含的科技建造方式以及有效運營管理模式，能夠更好地監(jiān)管各個階段的施工工作，對保障施工管理質(zhì)量與效率有積極作用[1]。

4 基于BIM的裝配式建筑案例分析

以某建筑工程為例，探究其基于BIM的裝配式建筑施工管理方法，其總面積達(dá)到150000m2，單體預(yù)制率均超過30%。工程裝配構(gòu)件包括預(yù)制疊合板、疊合梁、樓梯、外墻板?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)一部分選擇引入鋁模裝配式施工方式，大大提升了裝配效率。通過對裝配式工程的整體化分析，可首先將BIM技術(shù)在準(zhǔn)備工作、設(shè)計工作、施工進(jìn)度、施工管理等方面進(jìn)行應(yīng)用，對裝配式施工的套管灌漿、構(gòu)件吊裝、現(xiàn)場布置等關(guān)鍵技術(shù)加以模擬，對三維可視化技術(shù)、數(shù)字化建模、虛擬仿真技術(shù)、計算機模擬技術(shù)等實現(xiàn)綜合應(yīng)用，提升了施工效果，降低了施工現(xiàn)場的垃圾排放。

5 基于BIM的裝配式建筑施工管理價值

BIM技術(shù)的管理價值主要表現(xiàn)在兩個層面。

1）實現(xiàn)各項數(shù)據(jù)信息共享

實現(xiàn)BIM技術(shù)在裝配式施工管理中的有效應(yīng)用，能夠促使設(shè)計、招標(biāo)、施工以及監(jiān)管等各個流程、各項信息數(shù)據(jù)的無縫對接，從而推動各項關(guān)鍵信息共享，確保整體施工過程各項信息傳遞的可靠性、真實性以及完整性，在加快施工進(jìn)度的同時，施工質(zhì)量亦能有所保障。

2）資源優(yōu)化配置

BIM技術(shù)的有效應(yīng)用可實現(xiàn)整體建模過程的無紙化操作，并為整體的施工管理提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，讓相關(guān)管理人員更好地把握施工成本、質(zhì)量與進(jìn)度，以此達(dá)到資源充分利用的目的。此外BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠合理規(guī)劃各項預(yù)制構(gòu)件的進(jìn)場順序、擺放位置等，減少了二次搬運產(chǎn)生的時間與人力成本支出，節(jié)約施工場地，實現(xiàn)整體工程量化、高效化[2]。

6 基于BIM的裝配式建筑施工管理方法

1）BIM在設(shè)計管理中的應(yīng)用

在設(shè)計環(huán)節(jié)引入BIM技術(shù)，使設(shè)計人員能夠通過計算機構(gòu)建三維立體建筑模型，進(jìn)行各項數(shù)據(jù)信息的共享，提高了整體設(shè)計的效率與質(zhì)量，且考慮到各方面因素，能夠避免因外界因素干擾而影響工程推進(jìn)。在設(shè)計時，可應(yīng)用BIM技術(shù)擬建模型，并在其中融入設(shè)計師的理念，將建筑的整體幾何特征，細(xì)致呈現(xiàn)出來，借助三維模型，能夠讓各個部門與團(tuán)隊更加直觀、準(zhǔn)確地把握裝配式建筑的內(nèi)部空間布局以及建成效果，從而判斷其是否滿足相關(guān)規(guī)范與要求。Revit的運用，能夠讓設(shè)計人員直接了解到各個裝配式預(yù)制構(gòu)件的整體信息，包括其構(gòu)建的具體位置、材料組成、幾何尺寸等，這些信息能夠在軟件中以數(shù)據(jù)信息以及三維構(gòu)造的形式詳細(xì)呈現(xiàn)，對后續(xù)設(shè)計工作的簡化有較大的促進(jìn)意義。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可將裝配式混凝土結(jié)構(gòu)各個重點節(jié)點進(jìn)行標(biāo)記，便于在后續(xù)施工中施工人員能夠據(jù)此判斷相應(yīng)階段施工的重難點，比如鋼筋配置與捆扎、節(jié)點處理方式等，并可在一定程度上促進(jìn)各個部門、專業(yè)之間的聯(lián)系與合作，實現(xiàn)其無縫對接與交流，同時展開裝配式建筑的方案設(shè)計、機電設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計，完整呈現(xiàn)模型各個方面的數(shù)據(jù)信息。此外，在進(jìn)行拆分設(shè)計時，能讓具體的負(fù)責(zé)人員更好地掌握設(shè)計流程，綜合其中各項影響因素，明確裝配式建筑整體特征，從而避免方案不適宜造成的資源浪費，并避免前后設(shè)計脫節(jié)造成的失誤，推進(jìn)裝配式建筑施工的穩(wěn)步推進(jìn)[3]。

2）多階段協(xié)同深化

多階段協(xié)同深化指的是在設(shè)計—施工—生產(chǎn)—經(jīng)營過程中建設(shè)的高效溝通橋梁。在原有設(shè)計圖紙以及方案的基礎(chǔ)上，綜合工程實際推進(jìn)情況，對圖紙進(jìn)行持續(xù)完善與優(yōu)化，以此繪制高效可行的施工方案、圖紙，使其滿足項目規(guī)范與要求。后續(xù)還應(yīng)將BIM技術(shù)應(yīng)用在各個流程中，進(jìn)行所有專業(yè)、部門間的無縫對接，對各項資源資金充分應(yīng)用以及優(yōu)化配置的同時，提升施工進(jìn)度[4]。

該階段BIM技術(shù)的應(yīng)用，主要涵蓋了三個方面。

①深化預(yù)制構(gòu)件。這是裝配式建筑施工管理的核心所在，可最大程度地滿足施工管理高效化、集中化要求，滿足各個專業(yè)的最大需求。這就需要在裝配式建筑施工中，綜合建筑結(jié)構(gòu)圖要求，對其進(jìn)行細(xì)致拆分，并綜合考量設(shè)計圖紙、電氣圖紙與結(jié)構(gòu)圖紙等，通過信息化技術(shù)與相關(guān)科技將其拆分為對應(yīng)的專業(yè)設(shè)計圖紙，以此促進(jìn)其更加直觀、精細(xì)。

②深化機電管線。在深化機電管線進(jìn)程中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)Ω鳁l管線的整體布置與分布置方案進(jìn)行完善與優(yōu)化，更加明確其鋪設(shè)位置，以此解決以往管線鋪設(shè)中的諸多問題，提升管線安裝科學(xué)性與布局合理性、美觀性。

③深化節(jié)點。節(jié)點設(shè)計、完善與優(yōu)化，同樣是裝配式建筑施工管理的核心環(huán)節(jié)，影響后續(xù)各個階段的施工質(zhì)量。為避免出現(xiàn)各種失誤與問題造成的工程延期，有必要完善與深化節(jié)點方案設(shè)計，比如在捆扎現(xiàn)澆節(jié)點鋼筋時，會出現(xiàn)各種鋼筋綁扎困難、構(gòu)件定位準(zhǔn)確度不高的問題，此時可選擇BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型，對綁扎整體過程實施可視化模擬，按照最科學(xué)的參數(shù)以及方式推進(jìn)鋼筋綁扎工作，以此縮短工期，維護(hù)工程質(zhì)量[5]。

3）施工管理中的應(yīng)用

施工管理是裝配式工程的核心要素，直接關(guān)系著后續(xù)的施工質(zhì)量，而BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，能在一定程度上提升管理質(zhì)量與效率。

①場地布置。裝配式施工場地布置直接關(guān)系著后續(xù)施工進(jìn)度，重點布置范圍包括辦公區(qū)域、生活區(qū)域、施工區(qū)域、機械設(shè)備與材料放置區(qū)域等，在方便施工人員進(jìn)行相關(guān)施工操作的同時，還需最大限度地保證施工團(tuán)隊的生命安全與財產(chǎn)安全?？蓱?yīng)用BIM技術(shù)擬建施工現(xiàn)場，對各個區(qū)域所在位置進(jìn)行優(yōu)化，在各種方案實驗后，選擇出其中的最佳布置方案，在對比分析之下，發(fā)現(xiàn)并解決其中的問題。

②施工模擬。通過BIM技術(shù)能有效構(gòu)建工程項目模型，模擬各個階段的施工操作與行為，保障工程能夠順利推進(jìn)。在施工模擬時，需從多個角度考慮并實施對應(yīng)的施工方案，對比分析優(yōu)化，尋找影響施工的問題與因素，以此為基礎(chǔ)制定對應(yīng)的解決措施與方案，將其打印之后直觀地呈現(xiàn)在施工人員面前，利于提升施工進(jìn)度以及質(zhì)量。例如，在預(yù)制外墻施工時，可通過BIM技術(shù)制定對應(yīng)的施工流程，按照固定流程判斷并實施下一步驟施工操作（見圖1），傳統(tǒng)的方案設(shè)計圖，整體預(yù)制外墻施工流程涉及內(nèi)容較多，且會受到各方因素的影響，而在引入BIM技術(shù)之后，能夠?qū)⑵湟宰钪庇^的形象進(jìn)行展示（見圖2），對減少施工失誤，推進(jìn)高質(zhì)量施工有著重要意義[6]。

圖1 傳統(tǒng)形式預(yù)制外墻施工工藝流程圖

圖2 BIM技術(shù)下預(yù)制外墻施工模擬圖

7 BIM技術(shù)應(yīng)用在準(zhǔn)備工作

BIM技術(shù)應(yīng)用的前期準(zhǔn)備工作包括：構(gòu)件出廠、構(gòu)件運輸、構(gòu)件現(xiàn)場檢查以及相應(yīng)的堆放工作，通過BIM技術(shù)的有效應(yīng)用可對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行全過程跟蹤管理工作。在預(yù)制構(gòu)件出廠之后，掃描裝置在車輛中的RFID芯片，將預(yù)制構(gòu)件的各種出廠信息傳輸至管理平臺，并讓相關(guān)管理人員全面把握車輛運輸情況。在車輛達(dá)到指定位置后，掃描芯片，對各項材料與構(gòu)件進(jìn)行檢查與驗收，將其擺放在合理區(qū)域，避免二次搬運產(chǎn)生的成本增加。確保各項信息無誤后，開始吊裝工作，吊裝時，根據(jù)綜合平臺的數(shù)據(jù)信息，實時調(diào)整優(yōu)化，發(fā)揮BIM技術(shù)的最大效用。

8 BIM技術(shù)應(yīng)用在施工進(jìn)度控制

關(guān)聯(lián)施工進(jìn)度與BIM模型，可讓對應(yīng)的管理人員能夠在任意時刻查看、記錄并完善各個構(gòu)件的生產(chǎn)日期、裝載日期、到達(dá)施工現(xiàn)場日期、吊裝信息以及支護(hù)配件等，以此為基礎(chǔ)能夠精準(zhǔn)地為采購計劃、存儲以及拆分建筑實體等提供數(shù)據(jù)支撐，精確、直觀地掌握建筑施工流程，避免出現(xiàn)較多的資源浪費。

9 結(jié)語

綜上，文章基于BIM的裝配式建筑施工管理方法進(jìn)行了論述與分析，強調(diào)了其對裝配式建筑施工管理的重要性以及優(yōu)化效果，要求建筑團(tuán)隊相關(guān)管理人員給予足夠的重視，聯(lián)系與溝通各個部門，使其能夠在施工準(zhǔn)備、設(shè)計、施工以及竣工等各個階段得到有效應(yīng)用，以此實現(xiàn)整體裝配式施工過程，為建筑企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。