BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用

田永梅

（山西晋建集团有限公司，山西 晋中 030600）

近年来，随着国家和地方制度的不断出台，装配式建筑已成为目前国内新建建筑的首选结构体系。装配式建筑结构体系主要包括装配式混凝土结构、装配式木结构、装配式钢结构，其具有设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化等特点。装配式建筑，通过工厂化预制，现场装配化施工，不仅可以提高建筑工程施工质量，也对工程施工本身的作业环境带来极大的改善，并可以减少大量人力作业量和施工措施，为工程本身降本增效。BIM工程技术是通过应用数字技术和信息技术，对计划建设的建筑工程的所有信息进行仿真模拟，其具有可视化、协调性、模拟性、可出图性和可优化性五大特点。目前BIM工程技术主要采用REVIT和TEKLA两大软件进行模型搭建，其可以完成包含结构、建筑、水、暖、电等全专业模型搭建。BIM技术不仅可以在建筑图纸确认后反向按图纸搭建建筑模型，也可以按照建筑师的意图，直接设计、规划建筑本身，达到正向设计的效果；其通过可视化的模型搭建过程，为建造师提供更合理，更直观的设计体验。建筑本身是为了给它的受众提供相对安全、舒适的空间。在空间要求不变的情况下，运用BIM工程技术合理的设计、出图、施工建筑结构，不仅可以确保建筑空间，更可以优化建筑本身，节省建造成本，减少资源浪费。

1 BIM技术应用于装配式建筑施工质量管理的优势

首先是提升了管理效率。装配式建筑施工质量管理需要耗费大量的人力和精力。装配式建筑的施工质量管理体现在设计和施工中各种各样的细节和方面。如果每一个细节都需要分配一定的管理人员进行任务的设置进行管理，则会将大量的人力和精力都投入到管理过程中，而施工技术的应用、图纸的设计和完善等实际工作中投入的精力就会相应地降低。利用BIM技术进行模型的构建和绘制能够在一定程度上减少计算、数据整合出现的失误，因此给设计师的工作量和工作难度都有一定程度的减轻。其次是便于追溯责任。BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的模拟工程建筑方面有着成熟的技术，通过计算机数据进行相应的地形地貌以及建筑的仿真建设，因此对于整个工程的施工方面可以进行更加详细的分析，对于工程的前期设计处理方面可以更好地发现问题，进行问题的相应解决，使得工作效率被大大的提高，同时也保证了工程的后期施工质量，在实际施工过程中出现意外情况时也可以迅速定位到问题所在。BIM技术是对工程进行了前期的仿真模拟，使相应的三维模型被更好的展现出来，从而技术人员和工作人员可以从相应的模型中发现工程的不足方面并进行更好的方案调整，同时在同一个平台上进行信息的交流，使得工作人员在对工程的施工流程方面有更好的了解，不仅减少了繁琐的工作程序，同时对于装配式建筑施工质量管理都有着好的保障。

2 BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用

2.1 施工准备

1）PC构件厂原材检测备案。构件生产前提前介入，确定灌浆套筒厂家，对结构预埋的灌浆套筒、预埋钢筋连接套筒进行原材检测及连接工艺检测，保证预埋材料满足设计要求，原材质保书和检测报告随构件同时进场。包括但不限于水泥、砂、石、外加剂、钢筋、灌浆套筒等相关材料。2）施工人员交底备案。对塔吊司机、安装及灌浆工人，进行进场交底培训，对相关特种人员必须经过证书备案才可在现场进行构件吊装灌浆工作。对PC吊装及灌浆等关键工序采用ppt、视频等方式图文并茂的进行滚动交底培训，使施工人员深刻的了解质量及安全重要性。相关人员施工前进行现场安全交底。3）首件制准备。通过对PC工法楼进行首件构件生产和首件吊装，通过首次构件生产和吊装及时发现问题并给与解决。通过首件构件生产验收发现相关问题形成问题清单反馈给构件厂并要求其正式生产加以完善。通过工法楼吊装就位，形成首件就位检查表。通过实际吊装检验现场吊装班组的吊装水平及安装精准度。

2.2 BIM技术在建筑施工中的应用点

一是针对人员和机械因素的措施。加强对施工人员的专业培训，避免出现由于施工人员的操作而带来的质量问题；二是针对材料因素的措施。在项目的构配件运送至施工现场时，施工方需要检查构件的质量情况，并选择合适的场地安放构配件，由专人负责管理；三是针对方法因素的措施。在施工前，施工单位应借鉴已有的施工经验，针对项目的特点，选择合适的施工方法，编制该项目的施工工艺标准。基于BIM技术的调度管理可以实现工程量的自动统计，确定人员、材料和机械的消耗，支持调度准备，提高调度的准确性和效率。进度表的准备工作完成后，工作人员可以检查进度表的合理性，并使用BIM软件的施工模拟功能来优化进度表。在施工过程中，通过扫描预先附着于构件中的标签，可以将实际进度和BIM模型匹配起来，创建实际进度和目标值的比较文件，实时比较实际进度和目标值，并调整时间偏差。装配式建筑施工阶段包含多个方面的内容，无论是项目的成本管理还是成本预算的控制上，都存在着较多的管理内容需要处理。因此，在进行装配式建筑施工时，需要考虑到该工程项目的成本预算，对于编制的成本预算的计划也需要进行数据的及时跟踪，以保证数据是可控的。在施工准备阶段，施工单位根据工程量计算、资源计划和资金计划计算项目的预测成本，制定项目的成本计划（包括成本管理和控制规划）。在项目实施过程中，为了根据已制定的成本计划确定影响预制房屋建筑成本的因素，定期计算项目的实际成本，对计划成本进行偏离分析，以弥补不足之处。基于BIM的建筑成本管理可以自动计算最新的工程数量，并支持成本估算，工程进度付款和工程结算流程中的成本计算，有助于成本的精细化管理，施工单位可以根据需要，按照时间、区域、分部分项工程、构件等完成工程量的提取，获取对应的造价，有效帮助管理人员进行人-材-机计划的制定。

2.3 加强标准化研究

装配式建筑存在预制构件采购成本高、套筒灌浆难度大、工程进度慢等一系列难题，但这些难题都与设计标准化程度较差密切相关。例如以剪力墙结构为主的装配式高层住宅几乎不受模数制约，一个标准层有10余种叠合梁，甚至连叠合楼板也很难拆分出一种常用尺寸；而飘窗构件也有8种之多。像飘窗这类构件很难在流水线上进行生产，更多地表现出个性化定制特征，这无疑会增加制造难度和成本。因此，设计标准化程度较差会削弱工业化大生产的优势，提高设计标准化势在必行。可以对开发商比较受欢迎的两房、三房产品为对象开展标准化研究，设计相对标准的卫生间、厨房、楼梯间等基本功能单元用于户型组合；将阳台板、空调板等构件进行标准化；对于变化较大的飘窗构件，提供相应的构件库供设计者选择。这一方面可简化设计者的工作，另一方面也降低了异型构件的比例，确保工业化流水线生产地顺利进行。楼板、墙板等平板构件拆分设计时需遵循一定的模数，模具设计可以依据模数的要求制作可伸缩调节的模具，从而提高模具的通用性和利用率，降低模具成本。

2.4 研发符合国情的装配式建筑技术体系

我国住宅以剪力墙结构为主，剪力墙结构虽具有侧向刚度大、抗震性能好、材料用量省、房间内不会露梁柱等优点。但其缺点也显而易见，剪力墙布置受户型和结构计算影响导致空间分割；同时，由于空间分割及墙体开洞，导致构件标准化比较困难。且由于剪力墙竖向分布筋直径小、数量多导致需要通过套筒连接钢筋的难度远大于装配式框架结构。因此，研发适合我国发展的装配式建筑技术体系显得尤为重要。一些领军企业在技术体系研发工作方面做出了一定的贡献，如远大住工提出的3C体系，其将建筑主体结构分成PC、RC、ALC三个模块。PC模块（预制部分）包括外墙、叠合梁、叠合楼板、全预制空调板、全预制楼梯以及非标准预制件；RC模块（现浇部分）包括内部剪力墙、叠合楼板现浇层、楼梯休息平台板、部分梁；ALC模块（轻质隔墙）包括分户墙、户内隔墙、楼梯间隔墙。3C体系的提出有利于标准化，缩短产业链长度、提升效率，且有利于促进建筑业由离散型组织方式向集约化转变。国内其他企业也积极开展了新型结构体系的研究，如美好集团的叠合剪力墙体系；三一筑工SPCS整体叠合结构；以上两种叠合体系也大规模地减少了模板的使用，同时还避免了难度较大的钢筋套筒连接。因此，持续开展符合我国国情的装配式建筑技术体系将有助于我国装配式建筑的推广应用，真正实现“快、好、省”的发展目标。

3 结语

总之，装配式的应用空间越来越广泛，建筑类别、样式、结构越来越多，这也意味着建筑业在重新审视自己在工业化、智能化大环境下的定位。但同时也要明确，装配式建筑并非是经济快速周转的万能药，在越来越同质化的城市中，装配式施工与建筑多样化设计仍需要齐头并进，对技术改进、产业升级进行更深入的研究与探讨。