装配式建筑工程施工中BIM技术的运用 赵海

发表时间:2020/4/2   来源:《基层建设》2019年第31期   作者:赵海
[导读] 摘要:BIM技术是近几年建筑行业关注的“热点”,本研究立足于BIM技术在我国建筑行业应用的实际情况,围绕施工准备、构件管控、施工进度管理、材料管理等方面,对BIM技术在建筑工程施工过程中的应用进行了论述。
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        摘要:BIM技术是近几年建筑行业关注的“热点”,本研究立足于BIM技术在我国建筑行业应用的实际情况,围绕施工准备、构件管控、施工进度管理、材料管理等方面,对BIM技术在建筑工程施工过程中的应用进行了论述。施工中要不断调整BIM技术的应用方法,以满足装配式工程施工在工期、质量、造价等管理方面的需求。
        关键词:装配式建筑; 施工技术; BIM技术;
        改革开放以来,我国建筑行业持续发展,至今,我国建筑领域已经走在国际建筑企业的前列,建筑市场前景可观。然而,建筑行业仍旧存在劳动效率低下、资源消耗率较高、管理方式粗放等问题。BIM技术为我国建筑工程施工管理指出了一条新的发展道路,同时,装配式建筑在一定程度上能够提高劳动效率和施工质量。BIM是基于“三维模型”的信息集成技术,该技术能够将工程设计方案转化为和实物相近的三维模型,同时纳入结构信息、质量信息、造价信息、材料信息等。工程各参建方可基于“BIM”平台实现工程协同管理。目前,BIM技术在我国建筑行业的应用已经取得了一定的成果,但是仍有相当一部分从业者不了解BIM技术的应用方法。本研究对装配式工程中BIM技术的应用进行了详尽论述。
        1 BIM技术在施工准备阶段的应用
        装配式建筑工程施工构件的施工流程与传统建筑工程略有不同,就技术难度而言,装配式工程的技术难度更高,也带来了一些新问题,如构件安装顺序冲突、构件位置配装等。在预制钢筋混凝土构件的安装中,常出现钢筋打架、套筒位置对中困难等问题,不能通过传统的施工办法进行处理,需要重新调整构件的安装顺序。在信息化技术和建筑行业整合的大背景下,建筑工程中各个参建方的协同运作会成为行业发展的主要趋势,但是暖通、强弱电等机电控制专业的碰撞问题无法通过传统的CAD图纸所反映,装配式建筑在施工过程中,若出现管线打架、构件位置和孔洞位置偏差等问题,必然会造成返工,大幅度增加造价。BIM技术通过BIM模型可在前期检查管线碰撞问题和构件碰撞问题,设计图纸更为直观,且能够纳入时间等要素信息。
        BIM在施工准备阶段的应用表现如下:
        第一,施工准备阶段。工程中的不同专业可在同一个平台上进行模拟,找出各个施工节点存在的问题,如“构件高度会对消防管道安装造成影响、孔洞位置预留不合理”,在施工准备阶段就解决了不可预见的碰撞问题;第二,BIM模型对于构件的展示更为直观,能将施工过程全面展现出来。一些重点、难点施工环节,可在BIM技术平台上有针对性地显示,同时可预测在某个施工阶段劳动力、材料、资金消耗情况,设备占用情况等,为各个专业编制完善、合理的施工方案奠定了坚实基础;第三,装配式建筑若是构件安装顺序不合理,就会出现严重的返工问题,增加工程的造价,利用BIM技术能够区分具体施工环节、工作面的施工内容,有针对性地制定施工计划,保证各项工序的安排更为合理,确保在实际施工过程中有详细的进度计划可供参考借鉴。
        2 BIM技术在构件管控方面的应用
        混凝土构件的预制决定了工程的质量,关系着施工过程的安全性。《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》中明确指出,要确保装配式建筑工程的质量安全、生产安全。装配式工程可充分地利用BIM技术以及RFID技术。RFID技术为Radio Frequency Identification(无线电频率识别)技术的缩写,通过RFID技术能够有效传递工程中构件的生产信息,同时将相关信息整合在BIM技术平台中,最终达到提高装配式工程构件管控水平的目的,使施工管理人员能够追溯构件生产、运输、仓储、安装的全过程。在技术的支撑下,施工全过程都可在施工技术人员的监管下将构件的名称、型号、安装位置等写入RFID标签后,可根据BIM技术或者现场图纸判断构件安装位置的正确性,尽快发现可能存在的问题并采取相应的措施。在装配式建筑中,预制构件的堆放对于劳动力的消耗以及施工效率的影响尤其突出,利用RFID技术+BIM技术,施工人员可在构件出厂后合理安排堆放位置,以缩短混凝土预制构件的运送距离。
        3 BIM技术在施工进度管理中的应用
        与传统建筑工程项目相比,装配式建筑工程施工效率更高,工期更短。采取合理的控制方法能够有效地缩短施工进度,提高施工效率,降低工程的间接成本。

为保证装配式建筑工程在合同约定的时间内按时完成,可利用BIM技术对各个作业面排出施工进度计划表,同时利用BIM模型以及现场监控设备实时调控、管理施工过程。
        在施工组织、场地布置方面,应该合理考虑到装配式构件的安装需求,有效穿插装配工序,优化技术间隔,并对关键部位、关键节点进行施工模拟,科学地编制、指导施工进度计划。建议利用BIM技术将施工计划分解到单独的环节、工作面,突出材料消耗、劳动力消耗和设备占用情况。
        从客观角度看,BIM技术在进度管理方面的应用实现了进度管理信息化。管理方法的优势主要体现在场地的动态调整方面。装配式建筑工程施工现场要堆放装配式预制构件,导致场地内人员、设备、材料的周转困难。利用BIM技术三维模拟施工场地,使施工人员、现场负责人更清晰地观察到现场的实际情况,动态地布置施工现场,以提高现场的周转效率,达到促进施工的目的。
        4 BIM技术在材料供应方面的应用
        装配式建筑工程体量大,材料消耗量也比较大,在施工过程中经常发生交叉施工情况,在传统的施工管理模式下,会出现材料供应不足、材料供应链中断等一系列问题。利用BIM技术能够对各个施工阶段、施工作业面的材料消耗情况进行量化分析,整合施工进度管理、材料库存清点,计算出材料在现场的实际消耗情况,可动态地调整材料供应计划,保障材料的有效供应。在条件允许的情况下,还可综合判断材料消耗量是否符合实际情况,以评价施工工艺的合理性。通过对工艺及现场管理方法的调整,达到减少材料消耗、节约成本的目的。
        5 基于BIM技术的装配式建筑的不足与发展方向
        (1)预留钢筋的偏位包括两方面问题:(1)套筒与预留钢筋位置不协调,水平方向偏位;(2)浇筑上层混凝土时外伸钢筋竖直方向偏位。第一类问题可以通过优化预制构件厂的模具、进行施工前的碰撞模拟,在一定程度上提升定位精度;而施工现场目前多存在的是第二类钢筋偏位现象,只能通过施工人员的经验操作加以避免或纠正。
        (2)由于我国的装配式建筑预制构件生产尚未形成统一的标准,目前侧重于将BIM技术或BIM-RFID等集成技术与管理信息系统相结合,并未实现预制构件的全自动化生产,我们需借鉴国外自动化生产的经验,结合我国装配式建筑的发展现状,研究出符合我国实际的预制构件自动化生产线。
        (3)目前国内建筑工程的生产流程正因BIM技术的变革而进行提升与转换,未来终端使用者会因为BIM技术的引入而更具多样化,例如物业管理、软件信息服务、技术培训等行业,均可因此进入到工程产业链当中,但就目前情况而言,国内相关企业虽然在大力推动BIM技术的研究、应用和推广,但在短期内仍因BIM技术标准不完善、专业技术人员缺乏等问题阻碍BIM技术全面、高效地推行。
        6 结语
        BIM技术应用于装配式建筑工程是必然的发展趋势。从业者对此要有足够的认识,并充分掌握BIM技术在施工准备、现场管理、材料管理等方面的应用方法,施工中不断调整BIM技术的应用,以满足装配式工程施工在工期、质量、造价等管理方面的需求。
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