中煤建筑安装工程集团有限公司新疆分公司 新疆乌鲁木齐市 830026
摘要:预制装配式建筑是当前我国建筑行业一种常见的结构类型,BIM技术在其中的应用为装配式建筑施工提供了有力的技术支持。文章通过对装配式建筑是个问题进行分析,探讨BIM技术在装配式建筑施工中应用。
关键词:BIM技术;装配式;施工安全;安全管理
引言
随着国家推动各行业由高速发展向高质量发展转型迈进的过程中,提质增效成为了今后发展的关键,而在建筑行业,随着智能信息化及新型的建筑工艺术的大力推广,BIM技术和装配式施工也快速地融入建筑行业中,面对当前的发展趋势,为适应今后行业的发展和面临的挑战,对BIM技术和装配式施工安全管理展开研究和探讨具有重大的现实意义。
1基于BIM技术的装配式建筑
装配式建筑全称为预制装配式建筑,俗称“拼装房”,它是基于工业化生产方式的住宅建造技术,通过装配、结合与连接来现浇建筑结构,然后通过构件的组合拼装来完成住宅房屋的建造。目前,装配式建筑为进一步提高设计施工的品质,融入了先进的BIM技术。BIM建筑信息模型基于三维数字技术基础,为建筑全生命周期搭建主线,实现了建筑产业链各个环节的有效关联和数据资源共享,能够有效减少设计错误和工程成本。在20世纪70年代,日本就基于《工业化住宅性能认定标准》提出了可满足国内建筑建造标准的装配式建筑技术形式。这种建造标准形式被日本称之为最适合自身发展的建筑建造模式,甚至在法律条文中明文规定非装配式建筑不得生产贩卖。21世纪,我国也开始研究并实践应用装配式建筑技术形式,并逐渐形成产业化发展规模,建立了相应的设计技术、施工与验收标准体系。根据BIM技术所固有的可视性、模拟性、协调性,它完全能够与装配式建筑技术有机结合起来,进而形成适应于当前建筑生产环境的新建筑生产管理模式。从功能表现层面来看,BIM的可视化技术内容可有效提高设计人员的设计图纸读图能力,能够快速实现信息设计与生产过程的有效对接,还能在施工项目中的各专业之间进行信息化协调。
2现阶段装配式建筑施工存在的主要问题
2.1施工安装效率相对较低
与以往的现浇混凝土结构相对比,无论在安装技术还是项目管理方面,其和装配式混凝土结构之间存在着十分明显的差异。对于装配式建筑而言,吊装与拼接吊装等过程相对复杂,要是不能熟悉其整个施工过程,就会延长作业周期或是低于传统的混凝土施工模式。因此装配式建筑,一定要确保其安装过程与统筹布置的科学性合理性,特别是构件运输、作业面安装、储存管理、运输等诸多方面,只有这样才可以降低人工作业量,不然会浪费大量的安装时间,由此也难以呈现施工时间短这一重要优势。
2.2现场堆场占地面积、交通组织复杂在安全管控中的重点难点
传统的施工过程中,运输的最大设备就是进入施工现场的混凝土运输车,包括拉钢筋的运输车量,但在装配式建筑工程的施工中,现场的存放场地以及加工场地由之前的钢筋堆放及加工场地、木工场地、模板堆场,变成了占地面积非常大的预制构件堆场。当一些工程由于现场实际条件限制,必须在施工现场存放大批量的构件时,这个问题尤其显著。如存放的场地应该如何选择?卸车点如何设置?如何设置循环道路和限定道路的转弯半径和运输道路的坡度?都是整个现场组织协调安全管理的重中之重。
3 BIM技术在预制装配式建筑施工安全管理中的应用
3.1准备阶段的应用
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。
3.2结构拆分设计阶段
对建筑结构进行拆分是装配式建筑预制构件设计过程中最重要的一个步骤,拆分方法的选择直接影响构件的种类多少、生产工艺与施工方式等。利用BIM技术对装配式建筑结构进行拆分设计,并生成具体生动的模拟动画,人们可以根据建筑结构等各方面的考虑不断优化拆分方式,实现对不足设计方案的及时修改,直至找到最合理的拆分方法,有效避免了不同专业之间设计的差异并减少了构件的种类,满足装配式建筑“少规格,多组合”的设计原则。
3.3施工技术交底时的应用
装配式建筑是指应用已经预制好的工程模板,通过搭建安装的方式进行施工,从而组成一个建筑体。当前装配式建筑的设计规模越来越大,因此这也就增加了预制模板的数量以及施工难度。由于预制模板都具有其特定的安装位置,因此在施工过程中必须确保预制模板与其位置一一对应。针对这一问题,在开展装配式建筑工程施工前,施工单位需要进行施工技术交底,即针对设计图纸制定出施工方案以及施工手段。
3.4根据施工方案进行详细的施工现场模拟查勘
通过BIM模型与施工方案相结合,重点调研解决工地现场整体性规划布置、工地进出口设置、材料堆放区的布置、起重吊装机械的位置及危险区域等问题,确保装配式建筑构件在起重吊装安全有效范围内施工;利用BIM建模,可模拟装配式施工过程,车辆进场状况、装卸货位置、吊装区域路径等。虚拟三维全真模型更直观、有效地协助管理人员解析施工现场的合理性及存在的安全隐患,因而更好地有针对性制定施工方案。尽早发现施工设计和施工方案中的不合理之处,让施工现场更安全。在施工平面布置图中,起重吊装机械布置是一项比较重要的安排,起重吊装机械布置需要考虑覆盖的范围、安装的条件以及拆除的情况,这将会影响到施工的进度及安全的管理。
3.5安全技术培训中的应用
利用BIM技术的可视化和与高度模拟实际工地现场的特点,将BIM数据模型作为数字化安全培训的数据库,让施工人员通过模拟工地更直观地了解到现场的状况。例如不同工种将从事哪些工序施工,哪些位置容易造成安全隐患及危险区域等等,从而制定对应的安全管理方针,这对于一些技术含量高、复杂的施工现场效果尤为明显。此外,若施工机械设备操作不当,很容易造成安全事故,特别是对于一些本身危险系数较高的施工现场。通过在BIM虚拟环境中查看下一道施工工序的要素及相应的设备操作要点,施工人员能够更有效地辨别危险源并且采取相应的控制措施,这能够更高效、更安全的完成施工任务。安全培训中采用BIM技术进行数字化培训将会大大提高培训效果,不再是一成不变,周而复始的“安全培训手册”,而是根据不同工种自身实际情况制定的可视化虚拟环绕环境下的安全培训。这不但会增强培训效果,还会增强培训效率,有效减少因培训效率低下所造成的资金和时间成本损失。
结语
综上述所,装配式建筑施工现场面临较多的高空作业、吊装作业,BIM技术提前对重大安全隐患进行预判的先进性能够更高效地针对现场重大危险源加大管控力度,为建设项目的质量、安全、进度等管理目标地顺利实现提供基本保障,从而保证装配式施工建设水平的提高。
参考文献:
[1]薛超,程相伟,苏世凯.装配式建筑的BIM技术应用[J].建筑技术,2018,49(S1):111-112.
[2]郭红领,管骊然.基于BIM的建筑全生命周期安全管理研究[R].中国建筑学会,2018(7):21-27.
[3]俞英娜.基于BIM技术在装配式建筑施工中的应用[J].建筑设计管理,2018,35(7):85-88.