BIM技术在装配式建筑施工过程中的应用研究

用研究

摘要：目前国内外对于BIM技术的研究很多，主要包括:BIM技术系统研究、施工可视化协调研究、BIM应用扩展研究等，为BIM技术在装配式施工阶段的应用奠定了理论基础。现阶段研究多集中在BIM技术应用点以及软硬件的可行性方面，忽略了整体应用实施方案，致使在应用过程中出现BIM实施内容不明确、BIM管理应用要点不清晰等问题，严重影响了BIM技术在装配式施工中应用目标及价值的实现。本文对BIM技术在装配式建筑施工过程中的应用进行研究。

关键词：BIM技术；装配式；质量管理 1.BIM技术下的装配式建筑优势

装配式建筑是指在工程建造过程中能够提高工程质量、保证安全生产，节约资源、保护环境、提高效率的技术和组织管理方式。BIM技术在装配式建筑的应用中，倡导建造节能、环境保护，强调建筑产品生产工艺和生产方式的变革，注重建筑产业链集成和项目全生命周期的集成化管理，以一种全新的模式、理念来实现效益最大化，并最终形成产业链整合、组织集成化、节约工程造价、缩短建造工期的优势。

2.BIM技术在装配式建筑工程施工过程中的应用实例研究 2.1工程概况

某装配式建筑产业园区工程，位于上海市奉贤区南桥板块，分为一二期两个地块，本项目为二期建设。地块大致呈方形，南北向长约285m，东西向长约350m。基地内地势平坦，地质情况良好，自然地面基本平整。本项目建设内容主要包括7栋26层、1栋19层、1栋16层、7栋14层、8栋11层的公租房，12栋配套公建，地下车库1层，主要功能为地下停车库及设备用房。总用地面积

98604m，总建筑面积295117．81m，其中地上计容部分为197205．80m，地下不计容面积为7544．17m，地下为90367．84m，容积率2．0，建筑密度16．34%，绿地率35．0%。建筑物控制高度80m(东侧和北侧)和60m(中部)，停车数量以整个项目平均每户建筑面积小于90m时不少于0．9辆/户计算。此项目的建筑单体采用预制装配整体式剪力墙结构，控制单体预制率不小于40%。

2.2基于BIM的装配式建筑质量管理架构

根据以上工程概况，结合装配式建筑的施工特点和需求，本项目建立的质量控制架构如图1所示。

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图1 质量控制架构

2.3控制架构下各阶段质量管理BIM应用要点 2.3.1构件设计阶段

在装配式建筑建设过程中，装配式构件的生产是以工厂为基础的规模化生产，当出现变更问题或装配式构件发生变化无法装配，会造成成本和资源的浪费。在此阶段，利用BIM信息平台对装配式构件的设计、深化设计进行质量控制，保证了装配式构件的正确性与可生产性，确保各个零部件都能准确放置且没有错误与遗漏。结合本项目装配式特点，针对PC构件梳理建模规则，PC构件族库搭建反映出外露钢筋、预留洞口、预埋线盒等元素的空间位置关系，并与其他专业合模进行碰撞检查，有效解决了预留预埋定位问题、钢筋碰撞问题。根据预制构件过

程管理需求，基于“简便、易辨识、可延续”的特点，建立预制构件编码体系，第一字段为项目名称码，第二字段按照构件类型划分大类，第三字段区分同类型中不同命名的构件;第四字段为完全相同的构件数量，给每个PC构件唯一的身份ID，如:002-01-001-0001，并与ＲFID芯片结合，植入PC构件中，有效解决了PC构件放置准确性问题，也使得每种构件数量统计有了更为准确的依据，如图2，图3所示。

图2 住宅PC构件

图3 构件过程跟踪

2.3.2生产运输阶段

装配式建筑施工阶段是从构件厂开始的，在构件厂生产的构件质量直接影响到之后现场装配的质量。在装配式生产阶段，质量管理的重点主要包括装配式构件生产信息的准确提取和装配式构件模具的数字化设计。以本项目为例，在项目设计阶段已经建立了所有单体的装配式构件深化设计信息模型，此案例项目模型等级定为LOD400，并进行拆分模拟，构件生产方在生产时，可从模型中直接查看到需要生产的装配式构件的数量、尺寸、混凝土、钢筋、保护层厚度等与生产相关的装配式构件基本属性信息，辅助生产制造。利用BIM协同管理平台，结合Ｒ

FID技术，对构件生产环节进行逐一扫码确认及资料挂接，包含原材料合格证明、隐蔽验收资料、出厂资料等进行管理，确保了生产全过程可追溯。

2.3.3现场安装阶段

现场装配施工阶段的质量控制主要是对装配式构件的质量验收和构件装配过程的监控，包括进场质量验收、施工方案模拟、质量控制清单、可视化技术交底等。本项目装配式构件进场需严格进行质量验收，以确保现场装配时所用构件合格。通过扫描ＲFID标签，将读取出的质量管理数据与BIM平台中存储的验收质量标准对比，减少了管理人员水平不同带来的风险，极大地提高了装配式构件的验收效率，如图4所示。

图4 现场进场验收

施工仿真模拟即通过BIM直观的三维动画模拟指导复杂的装配施工过程，可对目前的施工方案进行可行性验证并对方案进行优化和完善。通过仿真模拟提前发现施工方案问题，事先解决了施工中可能遇到的碰撞，实现了各专业及构件的协调，降低了项目损失，如图5所示。经过对装配式施工方案模拟后，施工方在模拟过程中对模型设置标记质量控制点并生成质量控制清单。施工管理人员依据生成的质量控制清单，指导施工，对这些质量控制点进行控制。通过本阶段装配式建筑施工质量管理平台的应用，实时更新模型质量检查点和质量隐患，使得各管理人员和各单位在此平台上进行沟通与协调。

图5 PC方案模拟

结束语

在国家大力发展装配式建筑的背景下，将BIM技术应用于装配式建筑，既满足了社会发展需要又顺应了时代要求。本文则结合具体工程案例，详细性、综合性地规划了BIM技术在装配式建筑施工过程中的质量管理应用内容，为BIM环境下的装配式建筑施工提供了参考依据，避免了盲目追求应用点大而全或应用点不足等现象，高效率体现了BIM技术应用价值，为数字化建造目标打下了坚实基础。

参考文献:

［1］汤彦宁．基于系统动力学的装配式住宅施工安全风险研究［D］．西安:建筑科技大学，2015．

［2］杨东旭．基于BIM技术的施工可视化应用研究［D］．广州:华南理工大学，2013．