福州電視中心二期裝配式混凝土結構建筑信息模型應用技術

池啟貴

【摘要】本文以福州電視中心二期工程建設為例，針對裝配式混凝土結構建筑的優缺點和信息模型應用技術相關內容展開論述，研究信息模型應用技術在工程方案仿真論證、設計與施工的銜接、工程尺度精準定位、原材料的質量驗收、項目工作流程梳理、現場施工作業監督中的具體應用，以及技術應用期間的一些注意事項，目的在于加快工程項目的施工進度，提高福州電視中心二期工程的施工質量。

【關鍵詞】裝配式混凝土結構;信息模型應用技術;工程尺度;作業監督

建筑信息模型（BIM）技術是將工程項目通過虛擬建模的方式，把其設計施工過程和結果完整地展現出來。目前，該技術在國內尚處在起步的初級階段，近年來，由于政策引導、行業需要、競爭需求等因素，諸多工程施工開始加入 BIM 技術的研究和應用。在福州電視中心二期工程建設中便利用了該技術輔助施工，起到了加快工程施工進度的作用。

1.福州電視中心二期工程概述

本工程位于福州市遠洋路。項目為單體建筑，總建筑面積45674.71m2，總計容面積31284.12m2，地上21層和2層地下室，建筑高度99.55m。本項目于2019年3月取得建設用地規劃許可證。其中上部建筑全部采用預制裝配式混凝土結構，預制裝配式建筑計容面積為 31284.12m2，滿足相關規定。本項目計容面積31284.12m2，計劃上部單體全部采用預制裝配混凝土結構，裝配式建筑面積為31284.12m2=31284.12×100%，滿足福州市人民政府文件榕政綜〔2017〕1164號的相關規定。采用疊合樓板、疊合梁、預制梯板裝配方案。柱、墻、梁、屋面層樓板及其余混凝土采用現澆方式，經計算，本工程預制率為20.11%（已計算各層的線條、壓頂梁、構造柱、女兒墻的混凝土量）。采用BIM設計，通過BIM三維建模，進行構件拆分歸并和預制率計算，對結構鋼筋碰撞及機電管線碰撞等三維檢核，力求達到安全適用、技術先進、經濟合理、質量可靠。建筑、結構、機電設備、室內裝修一體化設計情況：在進行建筑結構設計過程中，充分考慮設備管線布置走線，避免管線交叉，同時考慮室內裝修，提前在疊合樓板，預制墻體中預留孔洞和接線盒等工作（見圖1）。

2.裝配式混凝土結構建筑的優缺點

結合以往的應用經驗，在工程施工階段應用裝配式混凝土結構具備以下應用優勢：（1）成型質量好。預制混凝土結構是在前期指定工廠中完成預制，相比于現澆混凝土結構，該結構擁有更加充足的時間來完成制作，其成型質量也要更高一些。（2）縮減工程施工工期。預制混凝土構件可以和現場作業同時進行，并且預制構件也省去了現場澆筑所需要耗費的 養護時間成本，起到了縮減工程施工工期的作用。（3）資源利用率較高。相比現澆混凝土結構，裝配式建筑的預制混凝土結構在制作過程中，擁有更加完善的應用體系，能夠對每一個生產環節做好應用管控，這也減少了資源浪費，提高了資源利用效率。

裝配式建筑在應用期間，也具備以下缺點：（1）總成本較高。裝配式建筑混凝土構件需要在對應等級的工廠內完成制作，而且從工廠運輸到作業區域中間的距離較大，運輸困難度相對較高，這也增加了運輸成本支出，造成總成本的提高。（2）自由度相對較低。裝配式建筑構件的尺寸會在設計階段確定，如果現場出現施工變更的情況，無法像現澆混凝土結構那樣可以對尺寸進行靈活調整[1]。（3）目前對于裝配式建筑的建設規范正處于不斷完善的階段，那么在設計、審查、驗收階段缺乏可靠的規范依據，增加了審查結果的容錯率（見圖2，圖3）。

3.信息模型應用技術相關內容論述

BIM技術作為對多種科學技術進行融合的科學手段，是一種非常有效的工程設計方法。而且技術在應用階段，也能夠對數據參數進行數據化管理，精簡處理后可以搭建三維立體模型，對于各項應用參數進行客觀分析，提高數據分析結果的有效性和可靠性[2]。將BIM技術引入到裝配式建筑當中，能夠對預制構件各參數信息的誤差值進行調整，在多次數據驗證后再投入到生產當中，從而減少一些預置點失誤問題，減少裝配式建筑成本的支出。另外，BIM技術在應用期間，也會融入一些其他的新技術類型，如RFID技術、3D打印技術、虛擬現實技術、信息技術等，以此來提升建筑設計內容的合理性，加快工程項目的施工效率[3]（見圖4）。

4.信息模型應用技術在裝配式混凝土結構中的具體應用

4.1工程方案仿真論證

在該工程建設過程中，基礎工作便是進行工程方案內容的仿真論證，在實際應用中，可以參考的建設規范包括了《住宅建筑模數協調標準》、《裝配式混凝土建筑技術標準》、《裝配式混凝土結構技術規程》和《福建省預制裝配式混凝土結構技術規程》。而BIM技術在此環節中，會結合設計圖紙、現場勘查資料，組建三維立體結構，將各參數信息進行標注[4]。此時可以借助規范內容對于工程方案的實用性進行評估，如樓梯參數、應力分布情況等，結合沖擊模型來對一些應用參數進行調整，提高參數內容的合規性，為后續施工活動的順利推進奠定基礎（見圖5）。

4.2設計與施工的銜接

在前期借助BIM技術完成了工程方案可行性評估和參數調整工作后，需要根據建設內容做好距離測量工作，對于工程起始點、終止點、功能分區間距等參數做好了解，搭配一些數據參數，對于設計階段和施工環節的銜接處理提供參數支持[5]。在具體落實過程中，借助BIM技術模型評估處理后，能夠將得到的空間參數信息準確地傳遞給設計單位，基于評估數據設計方進行設計方案的細化處理，并且也會將調整參數反饋到施工方，做好相互之間的信息交互工作，進而提高凈距檢查驗證結果的可靠性，提高施工方案內容的可行性和合規性（見圖6，圖7）。

4.3工程尺度精準定位

之前已經提到，本工程位于福州市遠洋路，那么在工程施工期間，并不能對正常交通的使用帶來困擾。借助BIM技術對其進行應用處理時，可以借助建立模型對于區域交匯點進行分析[6]。福州市該區域的道路情況復雜程度相對較高，在設計圖紙中不能對線路之間的豎向距離進行控制，借助BIM技術來建立工程模型，借助碰撞試驗來完成工程和道路沖突情況，初步擬定線路規劃，如凈空距離應控制在4.5m到5.0m之間，在確保工程順利推進的同時，確保緊鄰交通的正常使用（見圖8）。

4.4原材料的質量驗收

在預制混凝土構件制作的過程中，會使用到大量的原材料，那么原材料的合規性也將會直接影響到預制混凝土構件的合規性。BIM技術在此環節中發揮的主要作用便是進行數據信息采集和評估模型的建立[7]。結合信息技術對于各類原材料信息進行整理，搭建材料參數應用體系，在其中明確各類參數信息，并且還需要標注市場參考價格，這也是工程施工成本控制時所需要參考的重要內容之一，以此來確保工程順利推進，提高最終的技術應用效果。

4.5項目工作流程梳理

本項目計容面積31284.12m2，計劃上部單體全部采用預制裝配混凝土結構，因此需要結合此類情況來做好工作流程的梳理。借助BIM技術，在實際應用中，都需要遵循“原材料質量管理→鋼筋工程制作與安裝→預制混凝土構件制作→預制件運輸/存放→現場拼接施工→工程結構養護→質量驗收”的工作流程，在每一個控制環節，對于管理難點、預防措施、應急措施進行提前擬定，出現問題后可以及時對其進行處理，從而提高系統應用效果，穩定整個工程項目的施工環境[8]。

4.6現場施工作業監督

除了上述應用要點外，還需要做好現場作業監督的相關性工作，而BIM技術在此環節中，可以提供可靠的數據參數，并且借助大數據技術對于信息進行分類、整理，得到可靠的應用信息[9]。而且在此過程中，也會借助模型來完成碰撞檢測，如對于預制構件內部預埋情況進行分析，并且對于鋼筋工程和管線工程之間的沖突性進行評估，結合評估結果來采用調整相對位置、調整預留孔直徑等方法，來降低相互之間的沖突性，從而為工程的順利推進奠定基礎（見圖9）。

5.信息模型應用技術應用期間的優化建議

5.1做好前期準備工作

通過做好前期準備工作，能夠為BIM技術的順利應用提供數據基礎，從而發揮出BIM技術的應用價值。BIM技術作為融合多種技術手段的建筑模型，其應用基礎也是對大量數據信息的采集。因此在實際應用中，首要任務也是做好一些基礎數據信息的采集，如水文數據、地質數據、運輸數據、市場數據等，使BIM技術可以擁有一個初步的建立體系，不斷補充完善內部數據，為工程建設活動的推進提供可靠的數據支持[10]（見圖10，圖11，圖12，圖13）。

5.2加強專業人才引進

通過加強專業人才引進，可以最大限度發揮出BIM技術的應用價值，營造出良好的施工環境。企業應推行內部篩選和外部引進兩種方式，所選擇的專業人才需要具備較強的綜合能力、執行力、學習能力，以適應BIM技術體系的不斷更新，提高技術體系本身的實用價值。另外，企業需要做好定期培訓工作，實施競爭上崗制度和末位淘汰制，從而提高人員的競爭意識[11]。

5.3其他技術手段融合

做好其他技術手段融合工作，能夠不斷優化BIM技術應用體系，提高技術體系的應用效果。目前可供選擇的新技術包括智能技術、自動化技術、云計算技術、數據庫技術等，選擇合適的方式融入建設當中，使工程施工環境得到不斷優化，從而加快工程項目的施工進度[12]（見圖14，圖15）。

6.結束語

綜上所述，做好前期準備工作，能夠為BIM技術的順利應用提供數據基礎，加強專業人才引進，可以最大限度發揮BIM技術的應用價值，其他技術手段融合工作，能夠不斷優化BIM技術應用體系。通過將BIM技術應用到裝配式混凝土構件生產當中，對于提高材料生產質量有著積極的意義。

參考文獻

[1]倪宏.BIM技術在房建工程項目施工建設中的應用實踐[J].建材與裝飾，2020（21）：1+3.

[2]陶光明.信息技術在建筑工程管理中的應用探討[J].山西建筑，2020，46（15）：180-182.

[3]郭彥努，俞少寅.建筑信息模型技術在杭州錢江路隧道建設中的應用[D].山東農業大學學報（自然科學版），2020，51（03）：553-555.

[4]郭彥努，俞少寅.建筑信息模型技術在杭州錢江路隧道建設中的應用[D].山東農業大學學報（自然科學版），2020，51（03）：553-555.

[5]盛娟.建筑信息模型（BIM）技術在高校工程造價教學中的應用[J].課程教育研究，2020（20）：242-243.

[6]張慧麗，劉亞飛.建筑信息模型技術在城市軌道交通設備維護管理中的應用[J].城市軌道交通研究，2020，23（05）：135-139.

[7]李曉軍，田吟雪，陳樹汪，王安民.建筑信息模型（BIM）技術在隧道工程中應用現狀與分析[J/OL].隧道建設（中英文）：1-11[2020-08-01].

[8]孫華福，吳楚榆.建筑信息模型在裝配式混凝土結構中的應用研究[J].居業，2019（09）：181-182+184.

[9] GB/T 50002-2013，《住宅建筑模數協調標準》[S].

[10]GB/T 51231-2016，《裝配式混凝土建筑技術標準》[S].

[11]JGJ1-2014，《裝配式混凝土結構技術規程》[S].

[12]DBJ 13-216-2015，《福建省預制裝配式混凝土結構技術規程》[S].

（作者單位：福建華源陽光工程管理有限公司）

【中圖分類號】TU528

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-3362（2020）10-0049-05