基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工質(zhì)量管理研究

高天琦　李可慧　孟洋　牟子旭　王洋

摘 要：隨著我國工業(yè)進步和城市化發(fā)展進程加快，建筑業(yè)也處在蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵時期，采用裝配式建筑施工技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工工藝，對提高工程施工效率和施工質(zhì)量將產(chǎn)生巨大的推動作用。但隨著裝配式建筑的發(fā)展，很多施工質(zhì)量問題也顯現(xiàn)出來。本文旨在研究將BIM技術(shù)引入到裝配式建筑中，解決傳統(tǒng)的裝配式建筑施工中易于出現(xiàn)的問題。對傳統(tǒng)裝配式建筑施工中易出現(xiàn)的問題進行分析，將BIM技術(shù)引用到現(xiàn)存裝配式建筑施工管理中，能有效的協(xié)調(diào)裝配式現(xiàn)場施工過程，提高施工效率，降低安全隱患，對提高我國裝配式建筑施工的節(jié)點連接質(zhì)量具有重要意義。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;質(zhì)量管理

一、引言

中國過去三十年的經(jīng)濟快速發(fā)展創(chuàng)造了巨大的建筑市場，然而，中國建筑業(yè)的特點仍然是現(xiàn)場生產(chǎn)力低，質(zhì)量不可靠，資源和能源消耗高，安全事故頻繁，環(huán)境污染嚴(yán)重。裝配式建筑因其在減少耗能、提高社會效益和環(huán)境效益、提高工人勞動生產(chǎn)率方面有很大優(yōu)勢而重新成為各方關(guān)注的焦點，但由于裝配式建筑大部分構(gòu)件是在工廠預(yù)制完成，再運輸?shù)浆F(xiàn)場進行安裝，這就會引發(fā)一系列的施工問題。尤其在裝配式建筑的施工核心節(jié)點連接方面，更是建筑業(yè)界關(guān)注的重點，引入新的技術(shù)并進行使用，這對促進我國裝配式建筑的發(fā)展有著重大意義。

二、BIM與裝配式建筑施工質(zhì)量研究現(xiàn)狀

（一）裝配式建筑施工質(zhì)量研究現(xiàn)狀

目前我國裝配式建筑在質(zhì)量管理方面還存在諸多問題，許多專家學(xué)者對此進行了大量研究，并分析了其影響原因：肖陽[1]將裝配式建筑施工階段的質(zhì)量影響因素分為三個方面：（1）現(xiàn)場安裝施工率低;（2）施工管理水平不高;（3）項目各參與方組織協(xié)同度不高。郭瓊忠[2]從平板制作安裝、構(gòu)件連接、工藝和精細化管理四個方面分析了裝配式建筑施工質(zhì)量影響因素。鄧竹松[3]指出裝配式建筑施工過程中常出現(xiàn)的問題有坐漿問題、拼縫處理存在誤差和構(gòu)件保護不當(dāng)。并從機械設(shè)備、材料和施工人員三方面分析了各問題出現(xiàn)的原因。童偉偉和李彩霞[4]從施工準(zhǔn)備工作、配件生產(chǎn)質(zhì)量問題和施工管理工作三個方面闡述了我國裝配式建筑施工管理中需要解決的問題。隨后指出將BIM技術(shù)應(yīng)用到其中的重要性，提出在預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量管理和設(shè)計環(huán)節(jié)質(zhì)量控制等方面具體應(yīng)用。

綜上所述，裝配式建筑在施工過程中存在很多的質(zhì)量問題，而影響施工質(zhì)量問題的原因可概括為人員、機械、材料和方法等。

（二）BIM在裝配式建筑施工質(zhì)量管理研究的現(xiàn)狀

隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展，對裝配式建筑質(zhì)量的研究也隨之增加。曹江紅等[5]在DBB（Design-Bid-Build）的模式下針對裝配式建筑施工過程不同階段對質(zhì)量的不同要求，將BIM輔助下的裝配式質(zhì)量管理分為事前指導(dǎo)性質(zhì)量管理;事中質(zhì)量管理;事后質(zhì)量控制三個過程。李天華等[6]在BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將無線射頻識別RFID（Radio Frequency Identification）引入到裝配式建筑施工管理中，運用手機、平板電腦等移動設(shè)備隨時隨地對預(yù)制構(gòu)件的各種信息進行檢查，形成了有效的裝配式建筑管理模式，提高裝配式建筑的管理質(zhì)量及管理水平。

通過對近幾年研究文獻進行分析發(fā)現(xiàn)，從BIM角度進行裝配式建筑施工質(zhì)量管理的研究相對較少，還有待進一步研究，將BIM各大優(yōu)勢與裝配式建筑施工質(zhì)量問題相結(jié)合，可以為裝配式建筑質(zhì)量管理開辟新的思路。

三、裝配式建筑工程項目施工質(zhì)量問題研究

（一）裝配式建筑施工質(zhì)量問題統(tǒng)計

通過統(tǒng)計分析，搜集了某裝配整體式住宅項目施工質(zhì)量問題有關(guān)數(shù)據(jù)，如表1所示：

通過帕累托圖法對以上質(zhì)量問題進行分析，如圖1所示：

裝配式建筑施工主要質(zhì)量問題有三個，分別是坐漿、注漿的質(zhì)量控制、安裝尺寸偏差、后澆段質(zhì)量問題。而且這三個問題是始終貫穿于整個施工過程中的。

（二）裝配式建筑施工質(zhì)量問題分析

本節(jié)從人員、機械、材料等方面對主要的施工質(zhì)量問題進行剖析。

1.坐漿、注漿質(zhì)量問題

第一，施工人員的匱乏，加上缺少培訓(xùn)對工藝技術(shù)掌握的不熟練，對施工質(zhì)量的不重視，很少對工藝進行檢查。粗糙面處理不到位、漿層與預(yù)制構(gòu)件結(jié)合面間存在裂縫、部分坐漿層厚度超過規(guī)定厚度、坐漿注漿不飽滿。第二，坐漿料和注漿料的質(zhì)量與拌制比例很重要。要注意時間、濕度、溫度等問題，否則漿料將無法使用，造成浪費。所有要減少拌制數(shù)量，增加拌制次數(shù)。第三，目前缺乏對坐漿料、注漿料用量的定量控制機機具，缺少高效率的機械進行質(zhì)量檢測，容易造成安全隱患。

2.安裝尺寸偏差

安裝尺寸偏差主要表現(xiàn)為預(yù)留洞口尺寸和管線與設(shè)計圖紙不符，預(yù)制墻板進行拼裝時，由于拼接縫處理不當(dāng)，造成裝配式墻板之間接縫不在同一位置，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)錯臺問題。人員方面對施工人員缺少培訓(xùn)，施工工序不到位，技能不達標(biāo)，自檢、復(fù)檢不到位，操作者思想也不夠重視。機械方面缺乏實用的精度控制工具，對墻板拼接縫寬度要求較精確，施工機械不易操作。材料方面則是構(gòu)件出廠質(zhì)量不合格，預(yù)制構(gòu)件尺寸不標(biāo)準(zhǔn)都會導(dǎo)致安裝尺寸出現(xiàn)偏差。

3.后澆段質(zhì)量問題

在裝配式建筑中，由于后澆段問題，鋼筋設(shè)計、預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)生產(chǎn)不到位，尺寸不合格，施工人員操作不當(dāng)，容易產(chǎn)生漏漿、拔臺、爛根等問題。漏漿時水和水泥會在模板與模板或者模板與地面之間的縫隙之間漏出，導(dǎo)致縫隙之間到處都是砂石，嚴(yán)重的漏漿會造成混凝土露筋、空洞，致使構(gòu)件的強度降低。拔臺表現(xiàn)為混凝土的平整度不好，在模板加固不過關(guān)的情況下，模板無法承受混凝土的壓力導(dǎo)致模板被擠壓變形，使得兩模板產(chǎn)生相對位移。

四、基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程施工質(zhì)量控制

本章針對裝配式建筑的施工質(zhì)量問題及其原因，運用BIM的相關(guān)知識，構(gòu)建基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工質(zhì)量的控制方案。該方案將裝配式建筑施工質(zhì)量控制分為三個階段：事前控制階段、事中控制階段和事后控制階段。