BIM技術(shù)在裝配式建筑施工質(zhì)量控制過程中的應用

陳康勝

【摘要】自2016年全國全面推廣裝配式建筑以來，裝配式建筑在建筑市場上的占有率不斷攀升，截至2020年已占新建筑比例達20%，但相比較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制，其質(zhì)量控制措施相對薄弱。本文主要針對在裝配式建筑施工質(zhì)量控制過程中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，通過BIM技術(shù)的合理分析及運用，使相關(guān)質(zhì)量問題得到有效控制和解決，給相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員的學習和研究提供一些借鑒。

【關(guān)鍵詞】裝配式建筑;質(zhì)量控制;BIM技術(shù);運用

1.基本概念

1.1 裝配式建筑

裝配式建筑是指把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構(gòu)件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽臺等），運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配安裝而成的建筑。

裝配式建筑主要包括預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等，因為采用標準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應用，是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式的代表。

1.2 BIM技術(shù)

BIM全稱為建筑信息模型（Building Information Modeling），是在繪圖軟件的基礎(chǔ)上結(jié)合三大學科（建筑學、工程學及土木工程學）的專業(yè)學科知識而衍化出的新工具，主要進行與建筑有關(guān)的電腦輔助設(shè)計。

BIM技術(shù)是一種應用于工程全壽命周期的數(shù)據(jù)化工具。運用數(shù)據(jù)對建筑建立三維信息模型，使工程施工人員對建設(shè)工程全過程進行掌握，對施工過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的點進行提前控制，以便提升施工質(zhì)量，降低施工成本，縮短工期。

2.裝配式建筑施工質(zhì)量控制點

裝配式建筑作為一種新型建筑形式，其最大的特點是將構(gòu)筑物中的部分構(gòu)件先在工廠進行預制，制作完成后再運至施工現(xiàn)場進行安裝，整個施工過程就如同搭積木一樣，方便快捷。相比較與傳統(tǒng)建筑形式，裝配式建筑的優(yōu)點有節(jié)能環(huán)保、省時省力、質(zhì)量可控率高等。

裝配式建筑最重要的組成元件是各種預制構(gòu)件，其質(zhì)量控制的核心也就是預制構(gòu)件制作的質(zhì)量控制及預制構(gòu)件吊裝的質(zhì)量控制。下面將對裝配式建筑施工質(zhì)量控制點進行分析。

2.1預制構(gòu)件的拆分

施工藍圖中的預制構(gòu)件拆分對后續(xù)裝配式建筑施工質(zhì)量的控制尤為重要。規(guī)格統(tǒng)一、形狀簡單的構(gòu)件不但能在工廠預制時降低出錯率，更能在后期施工現(xiàn)場進行吊裝時省時省力，提高施工效率。

2.2 PC構(gòu)件深化

通過對建、結(jié)、水、暖、電等各個專業(yè)的圖紙的全方位了解，掌握圖紙中的各種細部節(jié)點，對PC構(gòu)件進行深化，避免在進行預制構(gòu)件生產(chǎn)時產(chǎn)生遺漏。遺漏的細部節(jié)點在預制好的構(gòu)件上進行補筑時，由于預制面光滑，極易出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2.3 施工樣板

“樣板引路”在傳統(tǒng)建筑工程施工中已得到廣泛應用，在裝配式建筑施工中亦需如此。但由于施工場地及其他條件限制，目前施工現(xiàn)場預制構(gòu)件樣板均為成型樣板，無法精確至每道施工工序。給項目質(zhì)檢員及相關(guān)從業(yè)人員全面了解預制構(gòu)件生產(chǎn)過程帶來難度，不利于預制構(gòu)件生產(chǎn)的全過程質(zhì)量控制。

2.4 進場驗收

進場驗收是預制構(gòu)件質(zhì)量控制的關(guān)鍵點。預制構(gòu)件驗收與傳統(tǒng)材料驗收存在很大不同，除了預制構(gòu)件外觀質(zhì)量的檢查外，其規(guī)格尺寸、鋼筋點位也應一一檢查。使用施工藍圖進行對比檢驗，效率不高且容易出錯，出錯的構(gòu)件用于工程實體將對工程質(zhì)量帶來極大隱患。

2.5 現(xiàn)場錨固層

現(xiàn)場錨固層又稱轉(zhuǎn)換層，此層以下為傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，此層以上為裝配式結(jié)構(gòu)。錨固層作為裝配式構(gòu)件的起步樓層，該層對裝配式建筑施工質(zhì)量起著決定性作用。在錨固層進行鋼筋定位時，由于樓層面積大，細小的偏差逐漸累積亦會導致較大誤差。因此錨固層PC構(gòu)件的墻邊線及鋼筋定位是否準確顯得尤為重要，也是質(zhì)量控制中的要點所在。

2.6 預制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)的連接

預制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)連接處的處理，一直是施工過程質(zhì)量控制中的難點。預制疊合板與現(xiàn)澆梁連接處的模板如何支設(shè)才能有效防止漏漿？預制墻板與二次結(jié)構(gòu)連接處如何處理才能防止開裂？雖說PC構(gòu)件成形面觀感質(zhì)量極佳，但上述質(zhì)量問題若是處理不當，整體效果肯定大打折扣。

3. BIM技術(shù)在裝配式建筑施工質(zhì)量控制過程中的應用

BIM技術(shù)作為21世紀誕生的新概念，在建筑行業(yè)的運用仍在不斷發(fā)掘。但就目前而言，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的應用已對傳統(tǒng)建筑施工方法造成了巨大沖擊。在裝配式建筑施工中，尤其是在施工質(zhì)量控制過程中，BIM技術(shù)也得到了充分應用，下面簡要進行分析及闡述。

3.1 預制構(gòu)件拆分過程中的優(yōu)化

以審查后的藍圖為基礎(chǔ)，運用BIM技術(shù)建立數(shù)據(jù)化的三維信息模型，對建筑中構(gòu)造規(guī)整、相似度高的構(gòu)件進行提取。提取完成后對構(gòu)件進行尺寸優(yōu)化拆分，形成規(guī)格相同、通用性強的構(gòu)件，以降低后期在工廠預制時的出錯率，提升在施工現(xiàn)場進行安裝時的便捷程度。

3.2 PC構(gòu)件優(yōu)化

在藍圖的基礎(chǔ)上建立三維信息模型，圖紙上的相關(guān)節(jié)點及細部做法將會爛熟于心。細部節(jié)點是否合理，節(jié)點做法是否有誤，也能做到心中有數(shù)。對不合理的節(jié)點、做法及時跟設(shè)計單位溝通后，進行修改，降低后期返工率，提高施工質(zhì)量。對圖紙中未體現(xiàn)的節(jié)點根據(jù)現(xiàn)場實際增設(shè)，可有效降低后期施工難度。

3.3 模擬施工樣板

運用BIM技術(shù)對預制構(gòu)件生產(chǎn)全過程進行模擬，包括磨具制作、鋼筋綁扎、管線預埋、混凝土澆筑、成型養(yǎng)護等?？蔀轫椖坎抠|(zhì)檢員及相關(guān)從業(yè)人員提供直觀的感受，讓其更加直接、全面地了解構(gòu)件生產(chǎn)的過程，找到制作過程中的質(zhì)量控制點進行有效控制和檢查。

3.4 輔助現(xiàn)場驗收

通過BIM技術(shù)將各PC構(gòu)件的三維模型傳遞到驗收人員手機上，并按PC構(gòu)件進行編號。在進行構(gòu)件進場驗收時，相關(guān)驗收人員可通過PC構(gòu)件上的編號迅速定位相應構(gòu)件，通過對三維模型的觀察，可更加簡單、直觀地了解構(gòu)件信息，確定構(gòu)件規(guī)格尺寸，提高驗收準確度，加快驗收進度。

3.5 錨固層定位放線優(yōu)化

基于藍圖建立的三維信息模型，通過對PC構(gòu)件的扣除可得到錨固層墻板定位線及鋼筋點位點，導出點位平面圖。現(xiàn)場作業(yè)人員根據(jù)定位圖進行墻體放線及鋼筋定位作業(yè)。平面圖中可反映任意鋼筋定位點的位置關(guān)系，施工時可做到隨時定位隨時糾偏，施工質(zhì)量得到有效保障。

3.6 優(yōu)化預制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)的連接

運用BIM技術(shù)，將與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)連接的預制構(gòu)件標記、提取，對與現(xiàn)澆梁接觸的疊合板板邊進行處理，預留對拉螺桿孔以方便后期模板支設(shè)，防止漏漿。與二次結(jié)構(gòu)連接處的預制墻，在連接處預制鑿毛，方便后期與二次結(jié)構(gòu)的掛網(wǎng)粉刷，防止開裂。

3.7 裝配式建筑施工全過程質(zhì)量控制

運用BIM信息化模型，對構(gòu)件廠出廠構(gòu)件進行標記，并在建筑模型立面上進行反映，可以便于構(gòu)件廠對比生產(chǎn)計劃調(diào)整構(gòu)件生產(chǎn)順序，做到有的放矢，防止忙中出錯。

運用BIM信息化模型，對預制構(gòu)件吊裝進行控制。在進行預制構(gòu)件吊裝時，可以將正在吊裝的構(gòu)件參數(shù)發(fā)送給作業(yè)人員，方便其進行構(gòu)件定位，可加快施工速率，降低施工錯誤。

運用BIM信息化模型，對預制墻板的支撐點位進行優(yōu)化，在施工方便與布局合理中尋找平衡，做到不影響構(gòu)件施工質(zhì)量的同時盡量保證現(xiàn)澆及二級結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

4.結(jié)語

隨著時代的進步，科技日新月異的發(fā)展，裝配式建筑在建筑市場中的占有度將會再創(chuàng)新高。預制構(gòu)件也將由目前的簡單、通用，變?yōu)閺碗s、不規(guī)則。可以說裝配式建筑施工工藝會朝著越來越復雜化、多樣化的方向發(fā)展。復雜的工藝，多樣的造型，往往會導致施工質(zhì)量控制難度的上升。BIM技術(shù)應用，在現(xiàn)階段尚能滿足裝配式建筑施工質(zhì)量控制的需要，但長遠來看仍存在不足。為解決發(fā)展過程中二者產(chǎn)生的矛盾，我們只有掌握BIM技術(shù)，將之廣泛地運用于現(xiàn)有裝配式建筑施工質(zhì)量控制，才能更好地在現(xiàn)有基礎(chǔ)上尋求突破。為此，本文根據(jù)現(xiàn)有裝配式施工工藝中的質(zhì)量控制的重難點，提出BIM技術(shù)解決方案，來給相關(guān)行業(yè)從業(yè)人員的學習和研究提供一些借鑒作用，同時也期待BIM技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量控制上能有新的創(chuàng)新。

參考文獻

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（作者單位：中國十七冶集團有限公司城建工程技術(shù)分公司）