基于BIM技術的裝配式建筑吊裝施工分析

【摘要】吊裝施工在裝配式建筑工程中比較常見，施工過程繁瑣。倘若采用BIM技術，將會達到良好的施工效果。文章深入探討BIM技術在裝配式建筑吊裝施工中的應用，優選最佳施工方案，在相對比較短的時間內，完成施工工作，保障整體裝配式建筑工程質量和工程效益，為后續各項工程實施奠定良好的基礎。

【關鍵詞】BIM技術；裝配式建筑；吊裝施工

將BIM技術應用到裝配式建筑吊裝施工中，能夠節約開支，減少工程漏洞，使各施工工序更加直觀、簡便，價值極高。施工單位要結合實際工程背景和吊裝施工要求，拆分傳統建筑工程，使之以預制構件的形式存在，繼而通過拼裝使之成為一個整體，再優選吊裝技術進行安裝，保障工程質量和先進性。

1、BIM技術概述

現階段，計算機已經被廣泛應用到建筑設計中，效果非常好。其中，最常見的便是BIM技術（建筑信息模型），其并不是對數字信息技術進行簡單的集成，而是以數字化方法，在設計、建造、管理等各個領域對其進行應用。該技術的優勢在于為建筑工程提供了良好的集成管理環境，使建筑工程質量和效率兼具，施工風險相對比較低[1]。具體而言，包括如下三個方面特征：其以數字形式，將裝配式建筑物理和功能特性呈現出來；它具備共享性特征，能夠對該設施信息進行分享，為建筑工程從建設到拆除提供可靠的依據；在裝配式建筑吊裝施工各環節，業主、承包商、建筑師等充分發揮BIM技術優勢，對裝配式建筑工程相關信息進行插入、提取、更新和修改，用于實現各環節協同。

在裝配式建筑吊裝施工中，發揮BIM技術優勢，在云端服務器上存儲裝配式建筑各構件，有效整合構件尺寸、樣式等各類信息，并采用專業方法和技術手段，對裝配式建筑的構件族庫進行完善和規范，確保裝配式建筑規格標準，借助統一的構件元素，開展吊裝工作，使之與不同裝配式建筑的多樣性需求吻合，在相對比較短的時間內，完成裝配式建筑吊裝施工工作，優化安裝流程，提高工作效率。

2、裝配式建筑特點

與傳統建筑工程不同，裝配式建筑通過拆分，使建筑工程以預制構件的形式存在。完成上述工作后，拼裝混凝土建筑構件，使之成為一個整體，再在安裝過程中應用吊裝技術。這一工藝非常先進，除了參考價值外，推廣性也非常強。根據住建部規劃，預計2025年裝配式建筑占新建筑比例在50%以上。裝配式建筑與現澆整體式工程存在明顯差別，施工速度快，也不會太受外部氣候、環境條件影響，建筑垃圾并不是很多。然而，該建筑形式也存在一定的局限性，很少被應用到高層建筑中，在構件尺寸方面有諸多限制。

裝配式建筑工程具備如下特征：其一，質量好。采用標準化方式，大批量生產構件，不會受外部環境、天氣影響，可靠性強；其二，節能環保。工程實踐中，這一建筑類型不會浪費太多物料，使施工現場建筑垃圾明顯減少；其三，工期短。完成構件生產之后，運送到現場進行裝配，施工過程相對比較簡單，工程進度快；其四，節約人力資源。構件生產在工廠便可執行，人力需求并不是很大，施工人員勞動強度低；其五，模板用量少。選擇疊合板，用作樓板底膜，再把外掛板應用到剪力墻中，作為它的一側模板[2]。故而，模板的節省量非常大；其六，數字化管控。工程實踐中，充分發揮互聯網、移動通訊、攝影攝像技術等優勢，將BIM模型與預制、預加工等工廠制造部件、構件的加工、運輸、按照全過程及隱蔽工程、特殊構造施工記錄、現場施工進度等各指標整合起來，實施全過程管控。

3、基于BIM技術的裝配式建筑吊裝施工方法

將BIM技術與裝配式建筑吊裝施工結合起來，能夠將精細化管理理念和方法融入施工現場，工期短，成本低，質量高，使裝配式建筑工程治療得到了明顯提升。文章從“選擇BIM技術進行施工模擬”和“優選施工方案”兩個方面探討基于BIM技術的裝配式建筑吊裝施工方法。

3.1選擇BIM技術進行施工模擬

建立節點庫模型和構件庫模型。在該過程中，發揮BIM技術參數化功能，以此為依托，進行快捷化編輯，把詳細的預制構件圖繪制出來。正是因為BIM技術具備可視化特征，才使預制件的設計更加準確，為節點庫和構件庫模型創建奠定了良好的基礎。如圖1所示，工藝流程圖。

模擬施工場地。工程初期，將BIM技術的可視化優勢充分發揮出來，深入模擬機械設備的使用、預制構件、模板安裝等。該過程中，還要關注工程進度，結合預制構件情況和需求，依次完成裝車、運輸、卸裝過程。無論吊裝，還是節點施工中，都要對混凝土支模進行灌注，繼而采用專業方法，對預制構件的運輸、吊裝、模板支護等一系列工程進行模擬[3]。完成上述工作后，依托BIM技術，對施工現場進行模擬，在該背景下，對材料安裝位置、場地面積、各個時間段材料堆放清單等進行模擬，還要把空間上的各碰撞點找出來，采用科學的方法進行優化。順利完成各節點的施工工作，還要保障效益最大化，使裝配式建筑吊裝施工質量和效率兼備。

模擬施工過程。明確詳細的裝配式建筑吊裝施工流程，發揮BIM技術優勢，模擬整個施工流程和一系列工序，繼而演練如何安裝預制構件，并將其與各個節點連接起來，預先明確具體工程實施中可能存在的各類問題。完成上述工作后，結合施工區域狀況，嚴格劃分各安裝區域。每個區域都存在差別，要給出明確的吊裝原則和順序。倘若在BIM技術應用過程中，出現碰撞情況，需要在第一時間整改安裝區域，或者對施工流程、順序等進行更改。

以吊具和攬風繩安裝為例，發揮BIM技術優勢，預先對吊具的安裝過程，墻板與鋼絲繩夾角進行模擬，確保其在45°以上，還要在該模型中，將纜風繩的位置確定下來，將其放置在墻板正面，使操作過程更加簡便。該環節，還要用BIM模型，檢查吊鉤、卡環、鋼絲連接情況，始終保持其牢靠性，達到良好的裝配式建筑吊裝施工模擬效果。

3.2優選施工方案

結合實際模擬情況，按照水平方向，科學劃分安裝區域。該過程中，需要考量的相關內容和要素比較多。諸如，模擬結果、周邊環境、結構形式等各個指標。其中，豎向結構吊裝順序非常關鍵。嚴格按照正確的樓段，依次開展吊裝工作。該過程中，應用到的吊裝方式，涉及到的吊裝單元都比較多[4]。諸如，逐層立體式一次到頂方法、遞推階梯式吊裝等。結合實際工程情況，嚴格遵循先承重、先灌漿后螺栓、先豎向后水平、先下后上的吊裝原則。按照正確的工序，開展吊裝工作，以免因灌漿過程不當，使各類技術性問題增多。如圖2所示，基于BIM的裝配式預制構件吊裝現場。

圖2 基于BIM的裝配式預制構件吊裝現場

4、案例展示

2018年5月，山東省泰安市首個裝配式住宅樓岳秀福邸二期保障房項目四層開始吊裝裝配式構件，整樓裝配式剪力墻結構預制率達65%。與傳統建筑工藝相比，裝配式建筑極具節能環保方面的優勢。施工現場，6個大掛車一字排開，內裝裝配式墻體構件，建設工地的塔吊把掛車上的裝配式墻體構件吊裝至在建工程四層。這個項目三層以下使用現澆技術，從四層開始采用裝配式構件。

吊裝開始前，施工人員在預先吊裝的位置攤鋪一層水泥，以免裝配式構件和樓層之間出現縫隙。通常，完成單個裝配式墻體構件吊裝工作需要10min左右。因三層存在很多預留鋼筋，為保證吊裝工程嚴絲合縫，需要多次對施工方案進行靈活調整。該項目中用到的預制部品，預先在生產基地批量制造，然后把預制好的裝配式構件，運到功地裝配起來即可。

BIM技術在上述工序中得到了廣泛應用，為裝配式建筑提供了技術保障。充分發揮這一技術優勢，將其完全融入吊裝環節，并進行構件模擬，開展碰撞試驗，為預制裝配式建筑施工奠定了良好的基礎，使各工序和施工流程更加科學、合理、有效。

結語：

綜上所述，裝配式建筑施工過程復雜，其中尤以吊裝施工最為關鍵。優選BIM技術，應用到該工序施工過程中，需要考量諸多相關問題和技術要素，明確BIM技術優勢及裝配式建筑特點，優選正確的BIM技術，應用到建筑工程施工模擬中，結合實際工程背景，把最佳工程方案確定下來，減少不必要的成本浪費，在有限的工期內，保證最大工程效益，為后續各項工程的實施和開展提供借鑒和參考。

參考文獻：

[1]白庶，張艷坤，等.BIM技術在裝配式建筑中的應用價值分析[J].建筑經濟，2015，36（11）：106-109.

[2]常春光，吳飛飛.基于BIM和RFID技術的裝配式建筑施工過程管理[J].沈陽建筑大學學報（社會科學版），2015（2）：170-174.

[3]曹江紅，紀凡榮，等.基于BIM的裝配式建筑質量管理[J].土木工程與管理學報，2017，34（3）：108-113.

[4]劉培莉，鄧建國.BIM技術在預制裝配式建筑施工中的運用[J].江西建材，2017（4）：103-103.

作者簡介：

徐奕敏，廣東省勃誠建設有限公司，廣東韶關。