智能化施工技術(shù)在裝配式建筑工程施工管理中的應(yīng)用研究

摘 要：在我國建筑行業(yè)不斷推進工業(yè)化的過程中，裝配式建筑與智能化技術(shù)的結(jié)合正體現(xiàn)出顯著的應(yīng)用價值，涵蓋BIM、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等前沿科技，為建筑全生命周期管理提供強而有力的支撐。技術(shù)優(yōu)化實現(xiàn)了對建筑工程更為精確的管控和高效生產(chǎn)，同時也開啟了實時監(jiān)控施工過程、確保建筑質(zhì)量的新篇章。云計算技術(shù)的靈活應(yīng)用增強了團隊協(xié)同和信息共享，對快速響應(yīng)市場環(huán)境變化具有關(guān)鍵意義。裝配式建筑的快速發(fā)展，得力于數(shù)字化技術(shù)的驅(qū)動，有望實現(xiàn)整個建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)化整合，推動綠色化、精益化、高效益的工程建設(shè)。智能建造作為行業(yè)改革的利器，旨在塑造適應(yīng)時代要求的組織管理模式和市場環(huán)境，促進建筑業(yè)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；智能化技術(shù)；工程施工；管理

1 前言

相較于傳統(tǒng)的建筑技術(shù)，裝配式建筑技術(shù)憑借其模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化特點，顯著減輕了建筑工程施工現(xiàn)場對勞動力的依賴，并同時發(fā)揮了降低環(huán)境破壞的作用。當(dāng)前，建筑產(chǎn)業(yè)化和裝配式預(yù)制技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的新引擎。在此過程中，建筑工程施工的實踐要緊扣智能化和信息化的脈搏，以工業(yè)化的思維方式不斷創(chuàng)新施工工法，實現(xiàn)建筑部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)，并促進設(shè)計、生產(chǎn)、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的智能化管理。為了完成從設(shè)計到竣工的全鏈條智能化與可視化，施工環(huán)節(jié)需要引入專業(yè)的系統(tǒng)和自動化設(shè)備，進而打造完整、高效的產(chǎn)業(yè)鏈條。配合在線協(xié)作平臺的應(yīng)用，能夠進一步優(yōu)化對整個建筑項目施工過程的管理與操控。

2裝配式建筑工程智能化施工技術(shù)的應(yīng)用原則

在當(dāng)前建筑工程施工技術(shù)日新月異的趨勢中，裝配式建筑的智能化施工技術(shù)被視為推進裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素，對于提高工程質(zhì)量、提升施工效率和控制成本都有著革命性的深遠意義。因此，制定智能化應(yīng)用原則顯得尤為重要，這些原則要求深度研究和分析智能化工程設(shè)計軟件的應(yīng)用價值，從而激發(fā)其在不同環(huán)境下的實際施工潛力，以引導(dǎo)專業(yè)結(jié)構(gòu)與技術(shù)進度相結(jié)合的研發(fā)團隊開發(fā)和改進軟件。BIM技術(shù)在設(shè)計理念上的應(yīng)用，為裝配式建筑工程提供了結(jié)構(gòu)質(zhì)量與精度的關(guān)鍵支持，成為建筑行業(yè)革新的亮點。BIM信息作為一種共享技術(shù)與數(shù)據(jù)集成工具，通過實時數(shù)據(jù)模擬和計算，為施工過程帶來了極大的便利，并且為項目規(guī)劃和設(shè)計階段的質(zhì)量與效率提升提供了助力 [1]。

3裝配式建筑智能化施工技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用

3.1完善施工結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

裝配式建筑領(lǐng)域的工程師們在采用智能化施工技術(shù)時，需對設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)精確性開展嚴(yán)格的碰撞檢測，以確保管線安裝無誤，并高效提升施工質(zhì)量。運用BIM技術(shù)對設(shè)計方案進行數(shù)據(jù)校驗與模型驗證，不僅能提前發(fā)現(xiàn)問題并加以解決，還能夠?qū)φ麄€工程管理進行優(yōu)化，提高工作效率。通過BIM模型與測試數(shù)據(jù)的整合，研究人員能夠優(yōu)化設(shè)計方案，增強施工計劃的科學(xué)性和有效性，并確保裝配式建筑項目的順利進行。

3.2科學(xué)設(shè)計預(yù)制構(gòu)件

細致的工程設(shè)計對于保證裝配式建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全至關(guān)重要。在設(shè)計預(yù)制構(gòu)件時，工程設(shè)計人員雖然傾向于減少次梁的詳細設(shè)計以簡化施工流程，但這并不意味著忽視建筑各構(gòu)件的重要性，反而是為了確保設(shè)計與制造業(yè)的實際生產(chǎn)條件相匹配，并符合相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)以保證工程質(zhì)量。墻體部分的施工同樣需要關(guān)注，施工人員在開展砌筑、裝卸工作中應(yīng)確保墻體位置的便捷性以順利實現(xiàn)安裝。針對壓板的設(shè)計，若結(jié)構(gòu)為雙向，則無需對施工中的受力條件進行調(diào)整；而當(dāng)設(shè)計為預(yù)應(yīng)力中空板或?qū)訅喊鍟r，則需要在設(shè)計階段針對張拉力和鋼筋進行必要的調(diào)整，以保證力的單向傳遞。這一系列的精細工作，都是為了實現(xiàn)裝配式的高效施工，并確保建筑結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性和安全性。

3.3預(yù)制構(gòu)件分析系統(tǒng)

為了確保裝配式施工工程的質(zhì)量并預(yù)防事故發(fā)生，專業(yè)團隊需根據(jù)具體建筑需求與環(huán)境條件，科學(xué)構(gòu)建能夠應(yīng)用于具體情境的預(yù)制構(gòu)件分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅包括詳盡的施工計劃，而且還需與精確調(diào)整的構(gòu)件數(shù)量和施工要求相匹配，以保證施工各階段流程順暢。在施工過程中，若施工人員察覺到潛在風(fēng)險或問題，應(yīng)及時向管理層反饋，使管理層能準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場情況并采取相應(yīng)有效措施，以此加強工程管理的整體水平。預(yù)制構(gòu)件分析系統(tǒng)將提高裝配式建筑施工的效率和安全性，為建筑項目的成功實施提供堅實的保障[2]。

3.4預(yù)制構(gòu)件安裝

當(dāng)前，我國在裝配式建筑實踐中所體現(xiàn)出來的深入分析表明，層壓板的安裝在建筑施工中占據(jù)了核心地位，直接關(guān)聯(lián)項目總體質(zhì)量的把控。在執(zhí)行這一關(guān)鍵操作時，施工團隊必須強化層壓板安裝流程的精細化管理，并確保操作流程不偏離既定的建筑標(biāo)準(zhǔn)。在安裝施工過程中，務(wù)必采取合適措施以保持足夠的工作距離，這樣的做法有利于提升安裝精度和確保作業(yè)安全性。由于這類操作具有高度精密性，因此能夠在施工期間有效避免錯誤操作所引發(fā)的各類問題，同時還能助力施工進程的順利推進，從而有效降低潛在的安全風(fēng)險。特別在處理層壓板安裝的獨特需求時，施工人員應(yīng)利用臨時支架對底板區(qū)域進行穩(wěn)固，以防止在作業(yè)過程中對下方結(jié)構(gòu)造成損傷。在設(shè)置這些支架時，應(yīng)精心調(diào)節(jié)其間的距離，嚴(yán)格遵守建筑規(guī)范，為后續(xù)工序的順利進行打下堅實基礎(chǔ)。層壓板安裝后，拆除這些輔助支架的步驟也是不可缺少的重要環(huán)節(jié)。通過這樣的嚴(yán)格要求和縝密的施工安排，可以有力保證裝配式建筑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為整體項目提供堅實的技術(shù)支撐[3]。

4實例分析

4.1工程概況

某住宅小區(qū)工程項目涉及一組綜合建筑設(shè)施，包括六座平均高度為78米的高層住宅樓與七座普通居民樓，建筑覆蓋面積約為8.1萬平方米。在這項建筑工程中，高層住宅采用了預(yù)制建筑技術(shù)，主要體現(xiàn)在其樓梯、外墻圍護系統(tǒng)和陽臺板等預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計之中，同時采用了框架剪力墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，提高了整個建筑的穩(wěn)定性和抗震性能。

4.2工程施工管理難點

面對高檔居民住宅樓項目的工程施工管理，將面臨密集的挑戰(zhàn)，必須確保各個施工環(huán)節(jié)符合高質(zhì)量建筑的標(biāo)準(zhǔn)，這不僅要求對工程的整個質(zhì)量控制過程實施嚴(yán)格監(jiān)管，而且還需質(zhì)量檢測與監(jiān)理團隊進行細致全面的現(xiàn)場監(jiān)督。由于設(shè)計工期僅有730天，且需裝配處理多達2500件預(yù)制構(gòu)件，該任務(wù)的復(fù)雜與緊迫性不言而喻。因此，必須精心規(guī)劃預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)與吊裝流程，優(yōu)化倉儲空間布局與臨時儲存措施，以確保構(gòu)件裝配工作的順利進行。鋁合金模板與預(yù)制構(gòu)件的精確配合也至關(guān)重要，必須借助現(xiàn)代技術(shù)進行高效的設(shè)備布置與調(diào)配，以便在有限的工期內(nèi)，充分利用每一分鐘，保質(zhì)保量地完成工程，實現(xiàn)預(yù)設(shè)的建設(shè)目標(biāo) [4]。

4.3智能化施工技術(shù)應(yīng)用

4.3.1 BIM技術(shù)應(yīng)用

工程師通過深入的設(shè)計分析，針對外墻板、樓梯、陽臺板等預(yù)制構(gòu)件持續(xù)進行優(yōu)化，有效提升了設(shè)計的精確度，并且確保了施工過程中各部件及材料之間的相互協(xié)調(diào)。團隊對附墻、爬架和塔機墻間洞口的設(shè)計進行了精細改進，從而保障了施工過程的安全性和合理性。此過程涉及建筑布局的規(guī)劃、材料管理的精確配置以及施工流程的詳盡模擬。在具體實踐中，工程師充分利用BIM技術(shù)對施工場地進行優(yōu)化布局，構(gòu)建了直觀的工程設(shè)備設(shè)計圖，清晰地展現(xiàn)了材料存儲區(qū)、施工入口與道路、辦公區(qū)域以及機電設(shè)備的具體定位，這一舉措顯著提升了場地的有效使用率，有效減少了資源的浪費。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了施工場地的布局效率，優(yōu)化了資源配置。圖1所示的電氣系統(tǒng)布局形象地說明了這一成果。

BIM技術(shù)被應(yīng)用在建筑材料管理的精細化層面，設(shè)計師利用該技術(shù)進行初步建模，并與工程方案相結(jié)合，形成了BIM5D虛擬模型，這個模型有效地幫助了預(yù)算人員精準(zhǔn)估算施工費用。通過構(gòu)建一個信息化的工程物資管理平臺，實現(xiàn)了對項目從材料庫存到進度的全方位監(jiān)控，進而避免了材料堆積與采購過度的問題。在施工模擬方面，BIM技術(shù)將關(guān)鍵環(huán)節(jié)的虛擬信息展現(xiàn)得更為直觀與清晰，極大地提升了施工的科學(xué)性和合理性。面對緊迫的時間挑戰(zhàn)，項目團隊運用Navisworks軟件對整個建筑工程的施工過程進行了全面的虛擬預(yù)覽，并優(yōu)化了現(xiàn)場布局。通過模擬與實際環(huán)境的對照分析，實現(xiàn)了對施工階段的動態(tài)智能調(diào)整。在項目實施前，通過全面的施工模擬，優(yōu)化了建筑施工方案，確保了項目后續(xù)的成本、質(zhì)量和進度控制擁有堅實的基礎(chǔ)。具體如圖2所示。

4.3.2樣板引路制度

為了確保建筑工程項目的施工質(zhì)量得到全面保障，并且各施工階段都能夠順利完成，項目人員在動工前確定了采用樣板引路的施工策略。在裝配式部件的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)方嚴(yán)格執(zhí)行對混凝土澆筑接頭、構(gòu)件的加工流程和存儲布置的質(zhì)量監(jiān)督與管理，這一做法不僅得到了施工質(zhì)檢人員、監(jiān)理機構(gòu)、設(shè)計師及業(yè)主的認同，同時也為后續(xù)工序的施工奠定了堅實基礎(chǔ)。通過對施工規(guī)劃的逐一檢查、驗收和質(zhì)量評定，確保了每個施工步驟都嚴(yán)格遵守既定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。

4.3.3快速拆卸組合模板施工

為確保工程項目的施工質(zhì)量并加快各施工階段的進程，相關(guān)人員在施工方案構(gòu)思和執(zhí)行階段緊密考慮了智能化技術(shù)的應(yīng)用。特別是外墻板的施工，項目團隊采用了鋁合金模板和固定接頭以及多段式螺栓，并在三維模型的支持下，消除了木材用量過多導(dǎo)致的浪費問題，并在提高墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時，賦予了墻面涂層美麗的外觀，這一施工手段避免了抹灰工序的必要性，并簡化了模板的安裝步驟。為確保模板制作和裝配工作的效率與精確度，工程設(shè)計團隊充分考慮了裝配式建筑的特性，將三維模型作為施工的精確輔助工具，以實現(xiàn)樓板、墻體和梁體的一次性澆筑成型。團隊嚴(yán)格遵循施工流程，進行鋁合金模板的精確安裝，包含但不限于定位點的設(shè)定、墻面平整度和垂直度的檢測、銷釘?shù)木_安置及必要時的調(diào)整，對加固處理以及混凝土的澆筑也進行了嚴(yán)格的施工作業(yè)，這些關(guān)鍵步驟的精準(zhǔn)實施，為保證整個建筑項目的施工質(zhì)量奠定了堅實基礎(chǔ)。

5結(jié)論

裝配式建筑工程施工技術(shù)的智能化進程，正在改變傳統(tǒng)的施工方式，這項技術(shù)展現(xiàn)了其在改進產(chǎn)業(yè)鏈配置、提高項目質(zhì)量與施工效率等方面的巨大潛能。通過這一獨特方法，設(shè)計的精確性得以大幅提高，同時實時監(jiān)控施工活動，保證了建筑工程的最終品質(zhì)。未來，隨著科技持續(xù)演進及行業(yè)人力資源日益專業(yè)化，企業(yè)間的協(xié)作關(guān)系將變得更加緊密，智能化建筑技術(shù)也將不斷前進，為更智能化、更環(huán)保的裝配式建筑奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]龍云，路義晨，李長江，等.裝配式建筑施工技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020，47（18）：42-43.

[2]李沐鴻.淺析裝配式建筑施工技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用[J].居舍，2021（4）：33-34+36.

[3]劉婷.裝配式建筑施工技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用研究[J].中阿科技論壇（中英阿文），2020（1）：27-31.

[4]寇園園，劉凱.基于BIM技術(shù)的裝配式建筑精細化施工管理研究[J].工程管理學(xué)報，2020，34（6）：125-130.

[5]劉宇，楊淑娟，于德湖.基于BIM的裝配式建筑智慧建造應(yīng)用研究[J].青島理工大學(xué)學(xué)報，2020，41（5）：52-57.