BIM技術在裝配式建筑施工質量管理中的應用研究

文／牛剛 中煤第三建設（集團）有限責任公司 安徽宿州 234000

引言：

當前我國環境問題突出，能源消耗大，尤其是在傳統建筑行業落后的生產模式下，導致各種問題多發，裝配式建筑結構不同于傳統的結構特點，其可以有效降低能耗，縮減施工周期，減少成本，可以有效保護環境。但是裝配式建筑施工對技術要求高，設計個更加專業和系統，對此需要積極采用先進的BIM技術來創建BIM模型，以此有效把握預制構件生產特點，施工特點，以此優化設計、施工，最終打造出人們最滿意的裝配式建筑結構體。

1、技術在裝配式建筑施工優點

1.1 有效提高施工管理效率

在傳統的建筑施工模式下，需要通過人工來記錄信息并傳遞信息，因為信息傳遞不及時，不準確，信息孤島現象嚴重，導致施工難度大，且傳統的二維圖紙無法將裝配式結構信息數據全面展示出來。對此，需要人們根據施工實際情況反復修改、審核，導致設計圖紙信息不精準，不全面，嚴重影響著建筑施工進程，而在BIM技術下，可以有效構建可視化數字模型，全面、精準的將整個裝配式施工過程信息展示出來。通過三維立體設計，可以精準的展示施工原材料信息、施工工藝信息、施工設備信息、施工人員信息，確保人們共享數據信息，精準的把握設計圖紙內容，從而有效避免施工出現各種問題的出現。總之，BIM技術在裝配式結構中的運用，可以有效傳遞信息、共享信息，便于提高施工管理效率。

1.2 保證施工質量

將BIM技術應用在裝配式建筑施工過程中，可以對于施工質量進行實時檢測，通過網絡技術、信息技術建立可視化模型，確保每一個原材料都有自己對應的數據庫，或者通過數據傳感器及時對原材料、人員、設備等使用情況進行精準記錄。便于在遇到各種問題時人們可以通過模型數據庫直接分析原因，對質量問題來源有效追蹤，以此針對性的管控，保障每一個施工環節信息更加明確完整，最終讓整個施工過程更加透明化。

1.3 對施工進行實時管理

通過創建BIM模型，管理人員可以對施工全過程進行實時監控，實時記錄，并在網絡環境下將工程信息輸入到BIM模型中，其他各部門負責人員直接可以通過網絡對各階段、各工業、各作業進行情況進行分析、檢查。以此對施工全過程進行精準控制，便于第一時間發現問題、解決問題，保證其他作業有序進行，且通過BIM數據模型可以有效傳遞數據信息，為管理人員管理現場提供可靠的數據依據。最終有效減少施工進行中的各種不穩定因素，促使施工流程更加完善，施工質量控制更加精準有效，為工程項目穩定進行提供先進的管理手段，在一定程度上降低了人員管理成本。

1.4 有效幫助分包方開展管理工作

當前，我國建筑工程施工管理主要通過總承包管理模式來開展的，各個分包工程質量問題都主要由總承包單位負責，對此，總承包單位既需要對分包工程的裝配、建筑施工質量問題進行負責，也需要科學規劃、協調、管理各分包單位施工任務，因此任務重，問題多。但是在應用BIM技術之后，可以對分包工程進行系統化控制、全面管理，通過可操作、可視化的質量管理平臺直接進行全局分析、科學規劃，以此有效降低總承包方的質量管理工作難度和壓力，以此提高建筑工程施工整體管理水平。

2、裝配式建筑施工質量管理問題

2.1 施工質量管理問題多

裝配式建筑施工還處于發展階段，各環節存在問題較多，具體表現在以下幾方面：（1）施工準備不到位，裝配式建筑施工和傳統施工不同，需要做好準備工作，以此為后期質量管理奠定基礎，但是當前裝配式建筑施工單位將管理工作放在了施工環境，對構件的生產不夠重視，投入力度不足，沒有對廠家進行質量管控：（2）人力、物資、資金等方面都準備不足，嚴重影響后期施工的順利進行。

2.2 配件生產質量問題多

裝配式建筑施工現場施工最為關鍵，因此需要做好預制配件生產工作，切實保證配件生產質量和數量，以此滿足后期施工要求，但是在具體生產中工程單位沒有根據施工需求對生產配件的數量和質量進行管控，導致和實際不符，庫存多，質量不合格。另外，工程單位也沒有對入場的配件進行檢測和保養，也沒有根據相關規范和標準吊裝、操作，導致裝配式施工問題較多，嚴重影響工程質量。

2.3 施工管理工作不到位

裝配式建筑施工工藝復雜、流程多，因此需要采用先進的管理技術和質量控制手段加強管理，以此保證工程質量，但是在實際施工中，單位管理水平低、管理技術落后，管理意識不強、管理方法不當，缺乏完整的質量管理體系和制度機制。導致管理人員沒有根據規范要求進行管理，也沒有對一些重要環節進行管控，導致配件質量不合格，受損害嚴重，對施工后期安全帶來了影響。

3、裝配式建筑施工和BIM技術的質量管理

3.1 提供了技術支持

通過利用BIM技術，可以為裝配式建筑施工提供各種技術手段、管理手段，促使整個管理信息更加完整、及時，比如單位可以利用電波通訊技術，該技術需要依靠RFID技術和FC技術組合而成。其中IFC技術可以對裝配式構建進行編碼，以此創建編碼條形圖，并在RFID技術支持下，對整個信息進行實時讀取，從而實現無線視頻識別，通過以上各種信息技術的利用，可以為施工管理提供了便捷。

此外，利用BIM技術也可以對裝配式建筑項目施工現場進行選定，對施工現場信息進行識別，以此創建數字模型，依據模型來創建目標和管理系統之間的關系。該管理系統主要由三部分組成，具體為識別裝置、閱讀裝置、軟件系統，另外在無線視頻識別技術下，可以有效傳統的管理方式，提高人們的信息化管理意識，該系統占據空間小、形式靈活、安裝簡便、適用能力強、抗破壞能力強。可以有效安裝在裝配式構件的表面，以此實時監測整個施工全過程，最終為施工進行提供實時信息。

3.2 提供了組織手段

將BIM技術應用到裝備式建筑施工中，可有效改變傳統的組織模式，并解決傳統組織模式下的各種施工問題，通過使用可靠性強的組織手段，有效做好質量管理工作，確保建筑工程項目質量合格。以上目標的實現需要人們對BIM技術的具體應用進行分析預測，并成立一個質量管理小組，要求各小組成員對BIM技術信息和作用進行認識、學習、應用，最終在思想上認同、在行為上實踐。通過靈活應用該技術，可以有效管理施工，精準處理各方面信息，保證裝配式構件質量合格、安裝準確。

3.3 應用規劃

當前我國裝配式建筑施工BIM技術的應用還處于探索試行階段，且因為人員、設備、軟件、技術各方面的問題，導致裝配式建筑施工BIM技術的應用具有以下特點：BIM技術專家應用到BIM技術全員應用過渡；個別應用到全員應用過渡。因為以上特點導致裝配式建筑工程單位在應用BIM技術時需要設計單位、構件生產廠家、施工單位都要做好規劃設計工作，以此確保BIM技術應用效果更佳。在具體規劃應用時需要重點考慮軟件和硬件使用情況，考慮人員培訓工作，考慮項目試點工作，以此穩步開展BIM技術應用工作。

3.4 應用試點

在BIM技術應用規劃完成后就需要進行BIM技術應用試點工作，且因為裝配式建筑施工BIM技術應用還處于初期階段，因此更需要進行試點，以此確保BIM技術優勢、功能的發展，確保裝配式建筑施工順利進行，為項目有效建成提供指導和借鑒。且通過試點也可以幫助項目負責人合理規劃項目范圍、項目大小，以此提高項目代表性，一般在確定項目后需要確定某一個構件，根據構件來開展試點工作，以此積累經驗。當該試點應用成熟后就可以以此開展構件生產、吊裝工作，最終推動裝配式BIM建筑施工的產業化、規模化發展。

3.5 應用基礎

完成試點工作后還需要做好基礎工作，具體包括BIM平臺創設、構件庫創設、軟件開發和應用、數據庫準備、機械庫等，在BIM平臺上可以有效操作各種BIM軟件，創設BIM模型，對于平臺可以引用國內較為先進的平臺。數據庫庫是指利用BIM技術將各種構件社會、生產、運輸、現場吊裝、管理、進度、質量等信息錄入到構件庫中，便于工作人員及時查詢、調用、分序等，以此做好裝配式構件準備工作。一般數據庫需要安裝在BIM平臺后端，對于數據庫需要應用我國先進的數據庫，或者利用文件數據庫，對于數據庫中的信息需要和BIM模型中構建信息保持一致，便于人們精準選擇。另外，數據庫的錄入、更新都需要參考BIM模型進行，或者使用先進的軟件來創建，構件庫是指裝配式結構的各種墻板、柱、梁板、樓板等。

4、BIM技術在裝配式建筑施工質量管理中的應用

4.1 BIM技術在標準化構件生產質量管理中的應用

裝配式建筑結構是由廠家生產出預制件，后將其運輸到施工現場通過吊裝機械進行安裝完成，該結構相比較于傳統的建筑結構生產方式有很大的不同，各種裝配構件都需要在工廠中進行，對此工程單位需要將質量管理目標放在工廠中，以此確保構件可以有效滿足工程質量需求。對此，工程單位可以采用BIM技術從設計階段加強質量控制，通過設計三維模型圖，將工程信息全面展示出來，以此幫助設計人員精準、科學、合理的設計，有效減少設計失誤率。在生產構件結束后運送至現場時，工程單位還需要根據相關規范、標準選擇吊點，便于后期進行吊裝施工。在具體選擇吊點位置時需要進行碰撞測試，以此避免吊點和預留孔洞不一致，在此過程中就可以借助BIM技術來對裝配式構件進行標準化生產，以此精準展示出整個構件信息，并通過可視化模型圖確保廠家明確生產目標，施工需求等，以此提高設計效率和合理性。另外，利用BIM技術也可以創建設計軟件圖庫，在圖庫基礎上進行數據分析、挖掘，以此不斷完善數據構件庫，在數據構件庫中有各種類型、規格的預制梁、柱、板、樓梯、墻板等，可以有效確保設計的完整性。并幫助廠家批次生產構件，提高產量，加快工程項目建設力度，以此保證預制構件的質量，且通過應用BIM技術也可以根據生產運輸路線開發各種管理軟件、插件等，以此根據運輸廠址、線路創建模型圖，有效處理運輸車次、路線、車輛之間的問題，最終確保生產資源調配更加有效。

4.2 BIM技術在PC構件存儲質量管理中的應用

當預制構件運輸到現場后需要根據現場實際情況進行倉儲、吊裝，并根據生產需求選擇各種施工設備，在此過程中需要注意各種結構復雜、大型的構建，通過設置防護措施有效保證在倉儲、運輸的過程中不會出現破壞。此外，還需要對現場構件存放地進行加固處理，并預留好后期吊裝機械的位置，便于隨時調整構件。總之，應用BIM技術可以有效在倉儲過程中對構件進行定位、分析，以此根據施工吊裝設計圖紙規范化開展倉儲管理工作，在此過程中需要將構件芯片信息錄入到信息系統中。便于工作人員直接根據信息平臺或者軟件來模擬構件吊裝的整個過程，以此優化施工流程，確保后期施工方案編制更加可靠、科學，并有效做好后期技術交底工作。

4.3 BIM技術在構件吊裝質量管理中的應用

裝配式建筑施工和傳統的建筑施工有很大的不足，主要在施工現場作業中，傳統建筑施工主要采用的是現澆筑模式，裝配式建筑施工主要以吊裝工藝為核心，一般需要根據設計圖紙、施工方案具體要求，采用各種吊裝機械將構件吊運到項目制定位置處進行現場安裝。為了確保現場安裝順利需要人們在施工環節中加強質量管理，確保構件吊裝符合相關標準，設計要求，尤其是各關鍵節點位置需要制定專門的安裝方案。考慮到裝配構件的多樣性、專業性，對此需要合理選擇機械設備，并積極采用BIM技術進行吊裝，以此保證吊裝質量和安全不受影響。通過利用BIM技術可以直接根據構件編碼程序進行吊裝，在吊裝前先需要創建BIM技術建筑模型，通過可視化模型圖完整、清晰的展示出整個施工流程動態信息，便于安裝人員一目了然的進行吊裝，以此做好技術交底、質量管控工作。

另外，對于各種預留孔洞，也需要把控精度，嚴格根據施工方案和設計圖紙進行預留和控制，以此確保不影響后期工序，在此過程中也需要合理安排吊點，以此規范操作，保證吊裝安全順利。

4.4 BIM技術在施工質量管理中的應用

利用BIM技術可以對裝配式建筑施工全過程進行動態化管理，明確管理目標，利用該技術后在初期設計階段可以直接對構件進行編碼，并通過清單管理模式對其進行管理，以此將所有的構件信息完整的展示出來。且在該清單內還需要標準質量要求，以此為后期質量管理提供數據依據，通過BIM模型可以也可以展示出無法標識的重要位置，并對施工工藝、流程等進行動態化演繹，幫助工作人員做好信息傳遞、技術交底、圖紙交底等工作。另外，應用BIM技術進行施工管理也可以研發出5D管理軟件，以施工質量管理模型數據為基礎，把握好質量管控要點，并綜合分析施工現場實際情況。確保監管人員可以根據模型對關鍵部位、關鍵工序、質量控制要點等信息進行仔細檢查，以此保證建筑工程質量。另外，采用BIM技術也可以對裝配式建筑施工質量管理提供輔助管理手段，對管理責任進行細分，明確目標，不斷優化組織結構，管理細則，明確管理人員責任。并制定考核標準，為管理小組提供可視化數據信息，最終保證工作人員及時優化設計、整改方案、追蹤質量問題根源，以此提高質量管理水平。

應用BIM技術也可以為裝配式建筑施工提供可靠的經濟手段，幫助工程單位根據項目實際情況制定資金管理計劃，將該計劃作為整個工作進行的標準，并在BIM技術，質量管理上對整個項目各個階段的。資金使用情況進行管理，以此確保項目投資預期目標的實現。通過應用BIM技術，也可以對資金的全過程動態進行記錄分析，便于核算成本信息。

結語:

總之，將BIM技術應用到裝配式建筑施工質量管理中不僅可以施工管理工作提供技術手段、經濟手段、組織手段，也可以提供先進的管理手段，有效改變傳統的管理模式，確保工程單位嚴格根據設計圖紙、施工方案來進行施工，開展質量管理工作。通過創建可視化模型圖對整個施工信息進行搜集、傳遞、分析、管理，最終有效處理施工各階段的質量問題，以此提高管理水平和效率，對工程質量進行系統化控制。