基于BIM 技術的裝配式建筑施工應用策略探究

劉永寧

（甘肅省交科建設有限公司，蘭州 730300）

1 前言

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，建筑行業(yè)的發(fā)展規(guī)模不斷擴大，為人們提供更加多樣化、更加高品質的建筑產(chǎn)品。裝配式建筑施工作為新時期的建筑行業(yè)產(chǎn)物，不僅能夠有效地提高施工的質量和效率，也能夠保證施工的安全性。因此，為了保障裝配式建筑施工的正常開展，需要引入BIM 技術對施工環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，使BIM 技術的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，為建筑行業(yè)的高品質可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。

2 BIM 技術的優(yōu)勢

2.1 可視性

在傳統(tǒng)的施工模式下，大多是按照平面制圖對工程進行設計，再根據(jù)收集到的各類信息數(shù)據(jù)以及建筑方的要求，憑借技術人員的想象來規(guī)劃構造建筑的立體模型，以確保施工能夠順利推進。但是，通過這種方式很有可能出現(xiàn)一些施工細節(jié)上的遺漏，導致竣工驗收時出現(xiàn)施工細節(jié)不達標的問題，影響了整體的建設質量，不利于工程的順利交付[1]。通過BIM 技術的應用，能夠幫助技術人員實現(xiàn)建筑物圖紙的立體化與可視化，能夠更加形象直觀地展現(xiàn)建筑施工過程中的各個細節(jié)，同時還能夠依據(jù)施工過程中的具體情況及時反饋詳細施工參數(shù)，以便技術人員對參數(shù)模型進行更加詳細的調整和優(yōu)化，使得建筑的效果圖更加真實、更加可靠，也能使復雜的施工報表以更加直觀的形式展現(xiàn)建筑工程的施工情況，確保技術人員與其他工作人員實現(xiàn)更高質量的溝通與交流，保證建筑工程項目的順利推進。

2.2 協(xié)調性

在實際施工的過程中，由于各種各樣不可抗力的影響，不可避免地會與建筑設計存在一些差異，比如在實際安裝建筑構件的過程中可能會出現(xiàn)線路沖突的問題。在傳統(tǒng)的工作模式下，當出現(xiàn)各種問題時，施工人員需要和設計人員針對具體的問題進行詳細的討論，再分析調整方案的科學策略，盡可能在不影響建設成本的情況下進一步優(yōu)化施工方案，而這就導致施工的進度受到了影響，極有可能出現(xiàn)無法按期完工的問題。通過BIM 技術的應用，能夠有效地減少建筑施工過程中出現(xiàn)的設計沖突現(xiàn)象，能夠在施工開始之前將更多的施工矛盾考慮進來，根據(jù)不同構件在整體建筑物中的聯(lián)系性來有效地協(xié)調構件的安裝流程，并為設計人員提供更加精準的構建參數(shù)，能夠幫助設計人員進一步優(yōu)化設計方案，確保在施工過程中有序高效地完成安裝，提高裝配式建筑的施工質量和施工效率[2]。

2.3 模擬性

BIM 技術可以在施工前對各種相關數(shù)據(jù)進行處理和分析，在此基礎上完成建筑模型的構建。同時，該技術還可以依據(jù)建筑物的具體使用性能和各個空間的建設需要，進一步提高建筑模型的構件質量[3]。這樣一來，設計人員就可以借助不同環(huán)境和不同條件下的模擬，對建筑物的性能進行進一步的優(yōu)化和升級，確保設計方案更加科學合理，為后續(xù)的施工工作提供可靠的支持，促進裝配式建筑工程項目的順利落實。

3 工程簡介

本文以某市打造的綜合性建筑為例，探究BIM 技術在裝配式建筑施工中的應用。該綜合性建筑包括商業(yè)房、住宅樓以及地下車庫，其中地上建筑為25 層，地下建筑為2 層；第1 層的高度為5.8 m，第2 層的高度為5.6 m，標準層的高度為3 m 左右；建筑的整體面積約為89,376.69 m2，根據(jù)施工要求，通過全裝配式建筑方式對4層以上的建筑部分進行施工。在裝配式建筑施工過程中，其主要結構為裝配式混凝土結構，結構的預制率達到32%，裝配率約為68%。在本次工程中，通過標準化的設計能夠有效地發(fā)揮多組合設計的優(yōu)勢，能夠讓預制構件的種類控制在合理的范圍內，為建筑企業(yè)有效地降低施工成本，并配合BIM 技術加快施工的效率，使工程能夠順利竣工。

4 基于BIM 技術的裝配式建筑施工應用策略

4.1 準備策略

首先，在Revit 軟件中本身就包含大量的數(shù)據(jù)信息，比如建筑物的種類、建筑物的形態(tài)、建筑物的尺寸等等。因此，通過BIM 技術開展裝配式建筑施工時，可以根據(jù)實際工程的要求調整不同構件的具體參數(shù)，這樣就能夠對同一種類型的構件進行更加科學的規(guī)劃，能夠有效地降低施工過程中的工作量，實現(xiàn)作業(yè)效率的提升；其次，在裝配施工的過程中，為了有效地實現(xiàn)成本控制，減少搬運和二次吊裝構件時出現(xiàn)的費用，技術人員需要根據(jù)施工規(guī)范的相關標準，對數(shù)據(jù)庫進行嚴格的審查，確保數(shù)據(jù)的精準性，這樣才能夠避免裝配構件出現(xiàn)不達標或者不匹配的情況；最后，通過BIM 軟件系統(tǒng)能夠建立起高質量的數(shù)據(jù)庫，能夠幫助不同的施工主體在各個施工環(huán)節(jié)中進行有效的溝通，確保施工的順序和進度。其中，可以將數(shù)據(jù)庫分為兩大類，一類是裝配式裝修構件標準，一類是預制構件標準。因此，在構建數(shù)據(jù)庫的過程中，需要根據(jù)建筑物的具體情況和使用功能，明確各個構件的施工性能，規(guī)劃不同構件的具體類別和使用模式，并結合該構件在整體建筑結構體系中的作用和位置進行有效的分類，確保調用數(shù)據(jù)時更加高效快捷，為建模調整提供更多的便利，能夠在重新構圖時進一步節(jié)約時間，為工程項目的順利推進奠定良好的基礎。

4.2 技術交底

在實際施工的過程中，本次項目需要使用大量的預制構件，不少預制構件較為新穎復雜，因此很有可能出現(xiàn)損壞、漏裝、錯裝等問題，或者在施工過程中無法獲取對應的施工數(shù)據(jù)，未能得到及時有效的技術指導。通過BIM 技術的有效應用，能夠為這些問題的解決提供科學的方式，為工程項目建立起一套更加逼真的立體化模型，同時將MS Project 施工技術圖融入到模型之中，并加入相應的時間變量參數(shù)，這樣就能夠對不同構件的具體施工情況進行動態(tài)的把控，幫助施工團隊和技術人員對吊裝作業(yè)流程進行科學的模擬，使施工團隊和監(jiān)理人員能夠通過可視化的模型圖分析施工過程中可能存在的風險和問題，了解整個工程的具體施工要點，把握建筑物的結構特性，從而制定更加科學的施工方案，采取合適的工藝手段，使技術交底的質量得以提升。BIM 技術的有效應用，能夠提高施工過程中裝配數(shù)據(jù)的精準性和即時性，展現(xiàn)出了BIM 技術強大的優(yōu)勢。除此之外，技術人員還可以將二維碼張貼在施工現(xiàn)場，這樣就能夠與BIM技術軟件實現(xiàn)有效的互聯(lián)，幫助施工團隊更加及時地查看技術交底狀況，確保工程項目的順利推進。

4.3 預制件深化

在BIM 技術的幫助下構建起更加精準的BIM 模型，有利于施工人員準確地把握不同構件的型號、特點和尺寸。在本次工程項目中，剪力墻的預制種類達到30 種，疊合板的預制種類達到17 種，陽臺隔板的預制種類有4種，陽臺欄板的預制種類有6 種。因此，通過BIM 技術對這些工程主體構建進行建模，在軟件中構建3D 立體模型，確定不同預制板的具體形態(tài)，這樣就能夠在后續(xù)施工的過程中提供可視化的參考圖。其中，針對東西山墻預制的剪力墻在施工過程中需要采用夾心保溫作業(yè)模式，將剪力墻、保溫板和混凝土模板按照順序疊放在一起，這樣就能夠達到綠色施工的目標，在施工過程中無需搭建腳手架，無需制作施工模板，無需采取砌筑工藝，也無需進行粉刷。在進行疊合樓板的預制時，需要采用現(xiàn)澆技術進行施工。因此，通過BIM 技術的有效應用，能夠為預制構件的生產(chǎn)廠家提供更加規(guī)范的生產(chǎn)標準，避免預制構件出現(xiàn)不標準的問題造成返工，增加施工團隊的施工成本。在BIM 技術的幫助下，無需使用底膜就能夠順利完成構件的制作，并且能夠將施工期限縮短至原來的70%。在進行二次結構作業(yè)的過程中，可以充分發(fā)揮NALC 板免砌筑、免抹灰的優(yōu)勢，將施工效率提升4 倍以上。另外，還可以借助BIM 技術合理的設計板材布局，根據(jù)板材的具體使用需求定制加工，能夠減少二次切割的工序，避免對板材造成不必要的浪費，為施工單位的降本增效奠定良好的基礎。

4.4 場地規(guī)劃

BIM 技術可以為裝配式建筑施工打造更加優(yōu)質的3D 模型，并為施工團隊合理地劃分施工現(xiàn)場的不同功能區(qū)，將施工的實際狀況及時真實地展現(xiàn)出來，確保整個施工過程的有序性，使施工效率得以提升。

4.4.1 運輸路線及預制構件存放區(qū)規(guī)劃

在施工的過程中，技術人員可以借助BIM 技術有效地構建立體施工布置圖，能夠進一步規(guī)劃構件的運輸路線，避免出現(xiàn)反復搬運、高處墜落的現(xiàn)象，減少人為造成的構件磨損問題。在進行路線模擬時，技術人員需要對路線的暢通性進行檢查，并分析運輸過程中相關場地的承載力，避免不同構件的運輸路線出現(xiàn)交叉或者存在矛盾沖突，提高構件運輸?shù)男屎唾|量。除此之外，在進行預制構件的堆放時，也可以通過BIM 技術進行科學合理的規(guī)劃，劃出不同預制構件的存放區(qū)域，這樣能夠為預制構件的運輸路線設置提供有利的參考，防止運輸過程中出現(xiàn)車輛擁堵或者人為干擾等問題，保證預制構件存放和運輸?shù)陌踩?。比如，在本次項目中，預制剪力墻的質量范圍為1.84 t～4.03 t，需要擺放在A 字架上；預制疊合板的平均質量約為2.5 t，需要按照豎向疊層的方式進行擺放；預制樓梯板的平均質量約為2.4 t，需要按水平的方向進行擺放。此時就可以根據(jù)這些擺放需求將相關參數(shù)輸入BIM 軟件中，通過3D 模型的構造來合理地劃分不同的存放區(qū)域，以確保后續(xù)施工的正常進行。

4.4.2 塔吊布置規(guī)劃

本次建筑中，最重的預制構件重量為4.72 t，在主樓東西山墻的南側。在進行裝配時，為了確保裝配的安全性，也為了吊裝工作的有序推進，需要對塔吊的位置進行合理的設計。首先，不同塔吊之間應該保持合理的距離，以確保施工的安全，避免塔吊與塔吊之間存在碰撞現(xiàn)象。因此，需要借助BIM 軟件對實際施工中的作業(yè)情況進行模擬，有效地規(guī)劃不同塔吊的具體布局，指導鋼筋預埋作業(yè)的順利完成，確保塔吊使用的穩(wěn)定性和安全性；其次，需要對塔吊運行路線進行有效的模擬，保證施工過程中不會經(jīng)過安全通道或者人員密集區(qū)域，這樣才能夠有效地杜絕施工過程中出現(xiàn)的安全事故；最后，需要對塔吊的升降和旋轉進行模擬，分析施工過程中是否可能存在碰撞情況，并根據(jù)施工需要對塔吊的高度進行合理的調整，確保塔吊能夠順利完成施工要求，同時不會造成安全風險。

4.5 碰撞檢查

利用BIM 技術能夠對裝配式建筑施工過程中的管線進行更加科學合理的設置，有效地整合不同模型，并對相關參數(shù)進行對比和分析，借助Navisworks 軟件開展碰撞檢測工作，幫助技術人員通過仿真模型更加直觀地看到可能存在的碰撞點，以及施工過程中出現(xiàn)的碰撞次數(shù)，為設計人員和施工人員的討論提供真實有效的數(shù)據(jù)，合理地調整管線的布置方案，避免出現(xiàn)大量的施工碰撞。同時，借助BIM 技術也可以更加科學合理地設計疊合板預埋管道，確保更加精準地設置預留洞，為后續(xù)的安裝作業(yè)奠定良好的基礎。

4.6 施工進度模擬

在實際施工的過程中，可以借助BIM 技術有效地規(guī)劃作業(yè)方案，精準地反映施工的流程和時間，并將相關企劃上傳到Navisworks 軟件中，通過3D 模型的構建，動態(tài)地把握施工進度，在時間參數(shù)的幫助下構建4D 施工模型，讓施工團隊對各個環(huán)節(jié)的施工效率有更加精準的把控，為工程項目的順利竣工提供可靠的支持。同時，為了確保施工的精準性，將施工的誤差嚴格控制在3 mm以內，本次建筑項目還利用BIM 技術對鋼筋的標高進行嚴格的控制，對刮桿抄平工作流程進行有效的模擬，確定各個鋼筋之間的安裝間距，明確各個鋼筋具體的安裝位置，對作業(yè)流程中不合理的地方進行優(yōu)化和調整，讓施工方法更加匹配裝配式建筑施工的要求，確保施工的順利進行，提高施工的質量和安全性。

5 結論

綜上所述，在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，BIM 技術在建筑領域發(fā)揮著越來越重要的作用，能夠為裝配式建筑工程提供更加直觀可靠的數(shù)據(jù)參考，能夠建立起更加精準的3D 立體模型，為建筑施工提供直觀的依據(jù)，幫助施工團隊減少返工現(xiàn)象和施工風險因素，有效地控制施工成本，提升裝配式建筑項目的精細化水平，為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。