吴九林
中国建筑第二工程局有限公司华东公司?上海??200000
摘要：BIM技术和装配式建筑作为建筑行业两大发展技术，在质量、环保、进度等方面有着很大的优势。某房建项目为装配式建筑，同时引用了BIM技术，两者进行了深度融合与运用。BIM技术在场地布置、工程量计算、碰撞检查等常规应用方面，针对装配式建筑的特点，还进行了构件拆分设计、专项施工方案等方面的优化，提高了施工质量，达到了节约成本、缩短工期的目的。工程实践进一步验证了BIM技术的优越性，对类似工程具有借鉴作用。
关键词：BIM技术;?装配式建筑;?设计优化;?施工优化;
1 工程概况
某房建项目位于某区，为14栋7～11层住宅楼，总建筑面积136 143 m2。设计为装配式结构，单体预制装配率达50%以上，预制构件包括预制剪力墙、预制围护墙、预制叠合板（含阳台板）、预制楼梯等。
本工程为满足不同人群需求，14栋单体分为4种户型，因此PC构件种类、型号多，单体重量分布分散。首先项目作为精装修交付，标准要求高，需充分考虑PC构件上水电线管、线盒及相关洞口的预埋、预留，施工前需精准策划、定位；其次项目为小高层，楼栋相对集中、楼间距较小，14栋单体同时施工给塔吊选型布置、PC构件堆场、构件运输等带来了一系列难题。
2 准备工作
2.1 BIM技术应用目标和设备配置
依据项目设计图纸创建模型，优化拆分设计，提高施工效率、降低成本；基于模型模拟施工，优化施工方案，提高方案可行性，降低安全、质量风险；利用企业级BIM平台，实现工程建设精细化管理。
根据BIM技术的具体应用目标，项目首先成立了BIM技术研究小组，采购了1台图形工作站、2台移动图形工作站以及4台移动终端（ipadmini4）等设备。
2.2 BIM技术实施方案、标准
为明确BIM应用目标及实施方法，成立研究小组后，编制了《BIM技术专项实施方案》《BIM技术建模标准》等文件。创建装配式构件族库，根据PC设计图纸，创建各构件模型。如叠合板，以三维形式直观表达构件内部空间关系和客观参数，向作业班组直观展示PC构件与现浇部位钢筋搭接锚固的技术要点，指导构件生产及现场吊装。同时创建了水电等其他专业模型，并整合。
3 BIM技术应用
3.1 场地布置
采用BIM场布功能，建立三维可视化现场布置。在运用常规静态场布的同时，针对装配式建筑的特点，充分运用动态模拟构件进场、运输、存放等各阶段的场地情况，以确定最优的布置方案，最大限度解决场地狭小的困难。如计划每栋楼提前存放满足一层楼施工的墙、板构件等，根据构件类别、型号及存放要求，严格按照比例模拟进场、吊装及存放。在有效场地的前提下，提高场地利用率，确保方案的实施。
3.2 设计优化
3.2.1 PC构件优化拆分
PC构件初步拆分设计中，存在部分单个构件自重过大，以及叠合板单重较小、拆分过于琐碎的问题，导致塔吊型号提高、施工效率降低。
通过建立模型，对构件拆分情况进行反复优化，并把拆分建议反馈给设计，将单重较大的构件再拆分，以降低塔吊型号；同时将单重较小、拆分过于琐碎的叠合板合并，减少构件总数量，最终选型QTZ125塔吊即可满足现场施工，同时也提高了吊装效率，降低了建造成本。如14号楼的PCGQ-1L墙板自重4.179 t，塔吊至少为QTZ160才能满足吊装要求，但此构件每层仅1块，因1块墙板提高塔吊型号，降低了机械使用率，为此根据相关规范及要求，将其优化拆分为PCGQ-1L-1和PCGQ-1L-22块墙板，自重均为1.7 t，塔吊型号降为QTZ125，仅此1项每月每台塔吊至少可节约租赁费约0.5万元，按照工期5个月计算，即可节约租赁费10万元（4栋此类型单体），同时又提高了机械利用率。
3.2.2 精装修点位优化
PC构件种类多，为保证精装水电点位精度，在PC构件生产前，首先进行了构件自身的碰撞检查，如PC构件上预埋盒与桁架筋的位置是否有冲突，同时再通过深化精装户型样板，对其水电点位精准复核：PC墙板的预埋盒、线管的定位是否与现浇部分的管线吻合、预留洞口的位置是否影响点位，以避免后期开孔开槽，增加成本。
3.3 施工方案优化
3.3.1 群塔设备优化
14栋单体同时施工，需14台塔吊同时投入运行，因住宅楼高度集中且楼间距较小，所以在塔吊布置、高度及大臂长度的确定上要精确策划，通过动态模拟群塔作业，合理策划群塔方案，确定各塔吊型号（均为QTZ125）及各项参数，满足了现场施工，确保了生产安全。
3.3.2 悬挑脚手架优化
工程采用传统型钢悬挑脚手架施工，因此需提前在外墙板预留洞口。传统的现浇结构较为简单，直接预埋木箱即可，但预制外墙需在制作时预留，同时要避让灌浆套筒及主筋，因此需精确定位，否则一旦影响灌浆施工，将给结构留下质量、安全隐患。项目利用BIM技术，对悬挑脚手架进行三维深化设计，通过透视安装模拟，对预留洞口位置进行优化，提前避让灌浆套筒及主筋，实现了施工方案的合理性、可行性、经济性，后期第三方检测单位对灌浆质量进行了检查，合格率100%。
3.3.3 模板支撑体系优化
工程PC构件种类、型号较多，现浇部分需全部配置模板，叠合板处仅需部分配置，因此模板下料比常规现浇施工较为繁琐，需精确计算，否则易造成人工、材料浪费。利用BIM技术对模板支撑体系进行三维推演，通过模型支模体系预拼装深化设计，红色部分为配置的模板，可自动生成模板下料数据，节省了二次配模的时间，提高了施工效率，降低了建造成本。
3.4 BIM信息平台应用
为进一步提高制作、安装的精准性，避免工厂预制与现场安装进度不匹配，对构件进行了全程跟踪管理，将构件逐个进行系统性归类编码，联合生产厂家应用二维码技术从构件生产、出厂、进场、安装以及灌浆等全过程跟踪监视，改善了构件库存及现场吊装的管理，实现了信息共享与高效交流。
构件使用状态全过程扫码登记入库，并与BIM平台同步更新，结合BIM模型及进度计划，为构件的生产备料和供货计划提供实时依据，保证了所有构件使用状态的全过程管理，生产、安装不出差错。同时企业BIM平台和模型实现构件关联对接，通过上传每日进度数据的同步更新，关联构件产值自动统计归类，结合平台模型每个部位量化的特点，能更加精确地统计实际进度与产值情况，并辅以三维形式展示形象进度，更有利于制定纠偏措施，加强进度精准管理。
4 结语
BIM技术应用于装配式建筑项目，带来的效益十分明显。如场地布置，进一步提高了场地利用率；碰撞检查，减少了材料浪费和返工；设计及施工方案优化，提高了施工效率、降低了建造成本。但也存在一些问题：一是缺少复合型专业人才，小组成员不仅要熟练掌握对应的软件，还需具备一定的工程技术理论及现场实践经验；二是缺乏建模标准，项目在创建构件族库时耗费了大量的精力，若有统一的标准及模板族库，则能节约大量时间；三是项目在使用过程中发现有些细节设置不能与实际情况完全匹配，如PC墙板设计高度低于现浇高度20 mm，以调整施工中现浇板面及构件安装误差，因此在建模阶段就不能完全模拟后续的实际施工，导致精装修点位不能与模型完全匹配。总之，无论实际施工技术或BIM技术理论均需进一步提高、完善。
虽然BIM技术及装配式建筑还存在一些问题，但这些问题阻挡不了其成为未来行业主流方向的发展趋势。
参考文献
[1]唐芬，赵彬，谭新明，等.预制装配式施工要点集[M].北京：中国建筑工业出版社，2017.
[2]郭学明.装配式混凝土结构建筑的设计、制作与施工[M].北京：机械工业出版社，2017.
[3]韩迅.浅谈BIM在中国的应用现状及发展研究[J].工程技术,2019,15(1):24-25.