基于BIM 的裝配式建筑工程管理研究*

張 靖

(河南理工大學鶴壁工程技術(shù)學院 河南 鶴壁 458000)

在近年來的社會發(fā)展進程中,BIM 技術(shù)以及裝配式建筑技術(shù)都得到了較為全面的發(fā)展優(yōu)化,這也使得國家方面對于建筑工程質(zhì)量的重視程度不斷提升。而站在實際裝配式建筑工程項目開展的角度上來看,在其中通過BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用,可以有效提高解決各類傳統(tǒng)問題的效率,確保質(zhì)量管理過程中存在的各類問題都能夠?qū)崿F(xiàn)信息化傳遞。所以,這就需要進一步加大對于BIM 技術(shù)的重視程度,保證其能夠符合目前現(xiàn)代化建設(shè)的基本需求,使得BIM 技術(shù)能夠與裝配式建筑之間實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展,這也有利于裝配式建筑質(zhì)量與建筑效率的穩(wěn)步提高。

1 裝配式建筑所具備的優(yōu)勢

如圖1所示,裝配式建筑屬于目前建筑行業(yè)發(fā)展進程中所形成的一種全新建筑形式,其所具備著較為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢,不僅對傳統(tǒng)的建筑形式產(chǎn)生了極大的沖擊,對于整體建筑行業(yè)的發(fā)展來說也起到了一定程度的影響。整體來說,裝配式建筑所具備的優(yōu)勢主要就體現(xiàn)在以下幾方面內(nèi)容上:首先,裝配式建筑有利于施工質(zhì)量與項目進度的提升,裝配式建筑當中所采用的各類構(gòu)件,都是在工廠中提前預(yù)制完成的,在實際預(yù)制過程中可以嚴格按照各類標準數(shù)據(jù)信息來進行生產(chǎn),這樣就可以有效降低各類質(zhì)量問題的發(fā)生幾率,比如墻體開裂等,還有利于建筑整體防火性與耐久性的提升。同時,憑借著工廠方面所具備的構(gòu)件預(yù)制優(yōu)勢,裝配式建筑能夠在各大構(gòu)件進入到施工現(xiàn)場過后立即進行施工建設(shè),這對于促進項目進度來說也起到了重要作用;其次,還有利于建筑物品質(zhì)的提高,站在裝配式建筑室內(nèi)裝修的角度上來看,其在施工建設(shè)階段中可以進行即時性的拆卸與安裝,具備著較高的機動性,并且在節(jié)能方面來說,裝配式建筑材料有著十分優(yōu)異的保溫性能,在保溫效果方面也明顯高于外墻保溫。通過這種材料還可以解決以往存在的外墻保溫層脫落等問題,能夠進一步提升建筑的整體使用壽命[1]。

圖1 裝配式建筑

2 目前裝配式建筑存在的主要問題

2.1 構(gòu)件方面存在的質(zhì)量問題

首先是在裝配式建筑設(shè)計與生產(chǎn)環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的質(zhì)量問題,我國目前裝配式構(gòu)件無論是在設(shè)計還是生產(chǎn)等工作環(huán)節(jié)中,其仍舊處在初級的起步階段中,并沒有充分結(jié)合項目的實際開展情況來發(fā)布預(yù)制構(gòu)件設(shè)計生產(chǎn)以及質(zhì)量檢測的基本規(guī)則。在這種情況下進行設(shè)計時,各大專業(yè)之間很難實現(xiàn)高效的協(xié)同配合,這樣就會導(dǎo)致構(gòu)件在設(shè)計尺寸以及各大點位方面的設(shè)計缺少合理性,同時,生產(chǎn)人員與設(shè)計人員之間也并沒有進行高效的溝通交流,這樣就會導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生設(shè)計不夠合理,或是成品與設(shè)計內(nèi)容之間存在較大差異等問題,在后續(xù)針對構(gòu)件進行拼裝時,也很可能由于縫隙比較大出現(xiàn)折斷等情況,這就需要針對構(gòu)件進行返廠或是報廢處理,進一步提升了建設(shè)成本方面產(chǎn)生的消耗,并且還會引發(fā)較為嚴重的質(zhì)量安全問題出現(xiàn);其次則是運輸現(xiàn)場材料堆放所產(chǎn)生的質(zhì)量問題,裝配式建筑當中的各類預(yù)制構(gòu)件,其具備著數(shù)量比較大以及薄厚程度不同等多種特征,通常情況下都會在構(gòu)件生產(chǎn)廠商進行集中化生產(chǎn)過后,將這部分構(gòu)件運送到各大施工現(xiàn)場當中,不僅運輸?shù)穆烦瘫容^遠,涉及到的運輸環(huán)境也比較復(fù)雜。而在實際構(gòu)件運輸階段中,各類構(gòu)件的擺放與固定情況不夠規(guī)范,這樣就會導(dǎo)致構(gòu)件之間產(chǎn)生互相碰撞等情況,容易引發(fā)構(gòu)件斷裂或是部位脫落等問題出現(xiàn),這些都會對整體工程質(zhì)量產(chǎn)生較為嚴重的影響。除此之外,不同預(yù)制構(gòu)件在強度上也并不相同,還具備著易損壞等多種特征,在這種工程環(huán)境較為復(fù)雜的情況下,如果沒有專業(yè)化的技術(shù)人員進行協(xié)調(diào),就會產(chǎn)生構(gòu)件隨意堆放等問題,這樣不僅會對構(gòu)件自身質(zhì)量產(chǎn)生不良影響,也不利于后續(xù)整體工程質(zhì)量的提高。

2.2 施工質(zhì)量問題

在視覺施工建設(shè)階段中,裝配式建筑存在的質(zhì)量問題,主要就體現(xiàn)在構(gòu)件的安裝質(zhì)量方面。一般情況下,在預(yù)制構(gòu)件中主要涉及到了各類豎向構(gòu)件以及水平構(gòu)件,這也使得構(gòu)件的具體調(diào)放位置成為了保證構(gòu)件安裝準確性的關(guān)鍵所在,并且混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu)自身就具備著形狀獨特以及結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜等多種特征,這樣也會在潛移默化之間提升裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件的吊裝難度。特別是在水平構(gòu)件的安裝過程中,其自身的安裝質(zhì)量會受到構(gòu)件自身吊裝質(zhì)量所產(chǎn)生的影響,并且支模的質(zhì)量位置以及尺寸方面的準確程度,也會對構(gòu)件安裝的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定程度的影響。在針對豎向構(gòu)件進行安裝的實際過程中,其很容易受到構(gòu)件自身吊裝質(zhì)量等因素產(chǎn)生的影響,墊塊的位置、尺寸則屬于影響安裝位置準確性的主要因素。由此可以看出,墊塊、支模以及吊裝等問題,都會導(dǎo)致構(gòu)件與相鄰構(gòu)件之間無法實現(xiàn)合理連接,尤其是在豎向構(gòu)件的吊裝階段中,其對于鋼筋的精準定位有著相對較高的要求,但在施工現(xiàn)場當中,由于整體鋼筋數(shù)量比較多,這樣也會逐步提高整體安裝難度,從而為后續(xù)工作的開展埋下了較為嚴重的安全隱患。除此之外,在現(xiàn)澆預(yù)制構(gòu)件與預(yù)制構(gòu)件之間進行連接時,如果工作人員自身的技術(shù)水平以及綜合素養(yǎng)比較低,就很難針對注漿料的具體用量以及混凝土的密實程度展開穩(wěn)定控制,這些都會嚴重影響到后續(xù)的銜接質(zhì)量[2]。

3 基于BIM 的裝配式建筑工程管理措施

3.1 明確質(zhì)量控制的基本架構(gòu)

結(jié)合目前裝配式建筑基本施工特征以及質(zhì)量需求的基礎(chǔ)上,應(yīng)當在充分融合BIM 技術(shù)基本特征以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的同時,從而構(gòu)建出更加完整的裝配式建筑質(zhì)量管理結(jié)構(gòu),而這種裝配式建筑施工質(zhì)量管理結(jié)構(gòu),其主要就是在各類裝配式構(gòu)件的設(shè)計階段、生產(chǎn)階段以及安裝階段等多個環(huán)節(jié)中,針對裝配式構(gòu)件的質(zhì)量管理進行必要的指導(dǎo)。站在實際情況的角度上來看,在裝配式建筑當中涉及到的各類構(gòu)件數(shù)量相對比較多,并且在外觀上也基本一致,很難進行合理區(qū)分,在這種情況下,為了更好的保證裝配式構(gòu)件的基本質(zhì)量,確保在后續(xù)施工建設(shè)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量可追溯,就必須要在結(jié)合實際情況的基礎(chǔ)上建立起更加完整的質(zhì)量控制架構(gòu)。

3.2 設(shè)計階段的管理措施

在整體預(yù)制構(gòu)件當中,針對構(gòu)件展開精細化設(shè)計屬于其中的重要內(nèi)容,同時也是促進后續(xù)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的基本前提,所以,這就需要逐步強化對于預(yù)制構(gòu)件設(shè)計方面的控制力度,提前開展對應(yīng)的質(zhì)量控制,這樣就可以大幅度降低后續(xù)構(gòu)件生產(chǎn)與裝配階段中所產(chǎn)生的變化,確保裝配階段中的裝配質(zhì)量以及準確性能夠得到保證,這一點也屬于針對裝配式建筑質(zhì)量進行控制的主要措施。例如,在某一裝配式工程項目的開展進程中,應(yīng)當在設(shè)計階段的管控過程中,將工作重點集中在預(yù)制構(gòu)件的分包單位以及設(shè)計單位等方面,確保后續(xù)質(zhì)量管理工作的開展不會影響到裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)性以及準確性,這樣就可以幫助生產(chǎn)方獲取到更加詳細的圖紙內(nèi)容,避免在后續(xù)生產(chǎn)階段中產(chǎn)生預(yù)埋件開槽或是鋼筋布置等問題,使得預(yù)制構(gòu)件在點位、鋼筋以及儲存等方面有著更高的準確性。

而在目前BIM 技術(shù)高速發(fā)展的背景下,通過BIM 技術(shù)與協(xié)同管理平臺的合理應(yīng)用,能夠可以針對裝配式構(gòu)件的設(shè)計質(zhì)量展開精細化的管理控制,通過預(yù)制構(gòu)件模型的建立來針對實際施工現(xiàn)場中預(yù)制構(gòu)件的具體情況加以模擬,這種模型構(gòu)建的方式也有利于預(yù)制構(gòu)件設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計精度的提升。在實際項目開展進程中,也要意識到預(yù)制構(gòu)件與其它各類專業(yè)之間有著較為緊密的聯(lián)系,各大專業(yè)設(shè)計人員就應(yīng)當通過BIM 協(xié)同平臺的合理應(yīng)用來實現(xiàn)高效的設(shè)計溝通,并在其中開展各類預(yù)制構(gòu)件模型的搭建工作。同時,在預(yù)制構(gòu)件模型當中能夠更加清晰的體現(xiàn)出預(yù)制構(gòu)件的尺寸規(guī)格以及線管布置等多種信息,還能夠通過與其它各類專業(yè)模型之間的合模處理進行必要的完善優(yōu)化,這也有利于預(yù)制構(gòu)件準確性的穩(wěn)步提高,使其能夠與其它專業(yè)之間實現(xiàn)無縫銜接[3]。

3.3 生產(chǎn)運輸階段的管理措施

如圖2所示,在實際裝配式建筑工程的開展進程中,通過BIM 協(xié)同管理平臺的合理應(yīng)用,預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)廠商就能夠直接在平臺當中獲取到對應(yīng)的設(shè)計模型以及設(shè)計圖紙,通過模型與圖紙之間的互相結(jié)合,采用三維顯示的方式來提高裝配式構(gòu)件的可視化程度,從而幫助各大生產(chǎn)人員來準確獲取到裝配式構(gòu)件的具體生產(chǎn)信息,這部分信息主要涉及到了構(gòu)件的基本尺寸、預(yù)留預(yù)埋以及開槽吊點等多種信息,還能夠自動化生成對應(yīng)的工廠加工圖,防止在后續(xù)的數(shù)據(jù)信息傳輸階段中產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息丟失等問題,確保裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量不受影響。一般情況下,裝配式構(gòu)件無論是在尺寸還是預(yù)埋件的精度方面,都是通過模具設(shè)計精度所決定的,這就需要生產(chǎn)廠商結(jié)合裝配式構(gòu)件模型來針對模具進行可視化設(shè)計模擬,從而有效提高預(yù)制構(gòu)件在模具制造方面的精細程度。同時,針對預(yù)制構(gòu)件的裝配流程以及拆卸順序也應(yīng)當進行仿真模擬,并在最大程度上提升模具拆卸與裝配的科學性與合理性,從而有效滿足后續(xù)施工建設(shè)的基本需求。而在針對預(yù)制構(gòu)件進行生產(chǎn)養(yǎng)護時,也要對工作人員進行可視化交底,對那些存在問題的部位進行拍照,并上傳至協(xié)同管理平臺當中,通過內(nèi)部存在的問題管理模塊來針對問題展開閉環(huán)管理,這樣也有利于提升預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量。

圖2 BIM 協(xié)同管理平臺操作界面

4 結(jié)語

綜上所述,在目前的社會發(fā)展進程中,為了有效解決裝配式建筑發(fā)展進程中存在的各類質(zhì)量問題,就必須要在充分結(jié)合實際情況的基礎(chǔ)上,明確引發(fā)這部分質(zhì)量問題出現(xiàn)的主要原因,還要融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM 技術(shù)所具備的優(yōu)勢,以此為基礎(chǔ)來建立起更加完整的質(zhì)量控制框架,從而有效促進整體裝配式建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。