裝配式建筑施工進(jìn)度對策分析

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摘要：通過對BIM技術(shù)裝配式建筑施工的文獻(xiàn)分析，從預(yù)制構(gòu)件設(shè)計與生產(chǎn)、預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)與堆放、鋼筋碰撞與構(gòu)件碰撞、偏位鋼筋糾正四個方面，系統(tǒng)地論述了裝配式建筑施工進(jìn)度中存在的問題，分析了現(xiàn)階段基于BIM技術(shù)的解決對策取得的成效與目前BIM技術(shù)應(yīng)用的不足，解決了目前我國對裝配式建筑施工進(jìn)度的研究較為分散的難題，進(jìn)而為我國裝配式建筑的理論研究提供一個新的思路。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；施工進(jìn)度管理；BIM技術(shù)

裝配式建筑，亦稱工業(yè)化建筑、模塊化建筑，采用預(yù)制這一現(xiàn)代化施工方法，相比于以現(xiàn)澆工藝為主的傳統(tǒng)建筑，增加了具有模塊化設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)化接口的預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸和安裝環(huán)節(jié)[1]。裝配式建筑施工工期短、資源利用率高、符合綠色建筑的理念，但是項目參與方多、施工工序復(fù)雜，而BIM（BuildingInformationModeling）技術(shù)以其可視化、參數(shù)化、協(xié)同化、動態(tài)信息化等特點，能夠有效解決這一問題。針對于裝配式建筑，預(yù)制構(gòu)件管理及現(xiàn)場安裝環(huán)節(jié)中的施工問題均影響施工進(jìn)度，研究裝配式建筑施工進(jìn)度管理問題不能僅從進(jìn)度計劃編制和進(jìn)度計劃控制的流程出發(fā)，需綜合考慮預(yù)制構(gòu)件及安裝技術(shù)等多種具體因素。而目前尚缺乏對影響裝配式建筑施工進(jìn)度的因素及對應(yīng)解決方案的系統(tǒng)性分析研究，本文通過對BIM技術(shù)裝配式建筑施工的文獻(xiàn)分析，系統(tǒng)地論述了裝配式建筑施工進(jìn)度問題，旨在為我國裝配式建筑理論研究提供一個全新的思路。

1裝配式建筑施工進(jìn)度存在的問題

1.1預(yù)制構(gòu)件設(shè)計與生產(chǎn)。裝配式建筑采用裝配化的施工方式，預(yù)制構(gòu)件模型由多參數(shù)進(jìn)行控制，因此對其設(shè)計與生產(chǎn)的精確度有很高的要求，傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖無法快速精確地更新一系列修改的參數(shù)，影響施工進(jìn)度及安全性。另外，預(yù)制構(gòu)件的拆分是設(shè)計的第一步也是關(guān)鍵的一步，傳統(tǒng)的設(shè)計方式無法充分地考慮構(gòu)件的可生產(chǎn)性、可運輸性、可吊裝性及可安裝性[2]。例如，自動拆分出的預(yù)制墻板，需要滿足模臺和運輸車輛的形狀尺寸要求和施工現(xiàn)場起重裝置的重量要求。1.2預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)與堆放。裝配式建筑，將部分現(xiàn)場工作轉(zhuǎn)移到工廠，生產(chǎn)具有標(biāo)準(zhǔn)化接口的預(yù)制構(gòu)件，再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，進(jìn)行組裝澆筑，因此在生產(chǎn)和施工過程之間出現(xiàn)了新的脫鉤點：由于施工單位不易直接控制預(yù)制構(gòu)件的供應(yīng)進(jìn)度，從而可能導(dǎo)致構(gòu)件供應(yīng)不及時或者供應(yīng)過剩的現(xiàn)象。其次，由于施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，難以及時確定預(yù)制構(gòu)件的進(jìn)場方式及最優(yōu)堆放場地布置。例如，高層建筑項目，預(yù)制構(gòu)件吊裝最理想的狀態(tài)是能夠備料一層[3]，但由于項目的預(yù)制構(gòu)件由多家工廠供應(yīng)，易出現(xiàn)供應(yīng)進(jìn)度不合理的現(xiàn)象，導(dǎo)致建筑標(biāo)準(zhǔn)層施工周期延長。1.3鋼筋碰撞和構(gòu)件碰撞。在初步設(shè)計階段，圍護(hù)、主體等各個結(jié)構(gòu)的設(shè)計分別由不同的設(shè)計人員完成，而且傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖在傳遞項目參數(shù)時存在一定的誤差，因此導(dǎo)致在節(jié)點區(qū)域和構(gòu)件搭接的復(fù)雜區(qū)域可能出現(xiàn)碰撞問題。包括實際的鋼筋硬碰撞，例如在型鋼混凝土梁柱節(jié)點處，鋼筋數(shù)量眾多，且因為型鋼的存在，造成縱向鋼筋與型鋼碰撞；也包括由于間距影響工作面的軟碰撞，例如套筒與外伸鋼筋位置不協(xié)調(diào)。這些問題通常在具體施工中才會被發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度。1.4偏位鋼筋糾正。裝配式建筑現(xiàn)場安裝，目前多采用較為成熟的套筒技術(shù)。在實際情況中，疊合板就位及板鋼筋和管線鋪設(shè)完成之后，澆筑上層混凝土?xí)r會出現(xiàn)外伸鋼筋偏位的現(xiàn)象[3]，為確保下方構(gòu)件的外伸鋼筋順利對準(zhǔn)上方構(gòu)件的灌漿套筒，需要對豎直方向偏位的板面預(yù)留外伸鋼筋進(jìn)行復(fù)核和大面積糾正，用水泥砂漿填充鋼筋與現(xiàn)澆混凝土之間的縫隙，導(dǎo)致施工進(jìn)度的延后。

2基于BIM技術(shù)的對策分析

（1）充分發(fā)揮BIM技術(shù)可視化、參數(shù)化和協(xié)同化的優(yōu)勢進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的初步自動拆分和深化設(shè)計細(xì)節(jié)控制，包括：三維建模、明確結(jié)構(gòu)自動拆分標(biāo)準(zhǔn)并將其數(shù)據(jù)化、預(yù)制構(gòu)件建立、節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)化等[2]。再將預(yù)制構(gòu)件模型作為基本元素，將滿足實際要求的幾何尺寸、材質(zhì)等信息作為參數(shù)，利用族創(chuàng)建功能中的拉伸、旋轉(zhuǎn)等命令建立構(gòu)件族模型[4]，以達(dá)到信息可視化表達(dá)和快速準(zhǔn)確系統(tǒng)地修改變動參數(shù)的效果。（2）目前，BIM-RFID集成技術(shù)對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行跟蹤管理應(yīng)用較為廣泛，馮曉科[1]等已通過某小區(qū)建造項目的實例證明了該技術(shù)的適用性。利用RFID技術(shù)進(jìn)行實際時間及進(jìn)度的信息化采集：實時記錄預(yù)制構(gòu)件的出廠、進(jìn)場、吊裝等時間信息，及時反饋預(yù)制構(gòu)件信息，以便盡快發(fā)現(xiàn)供應(yīng)進(jìn)度中存在的問題，并根據(jù)多方的實際情況進(jìn)行調(diào)整。另外，應(yīng)用BIM-RFID集成技術(shù)，對施工現(xiàn)場進(jìn)行模擬，再綜合考慮堆場容量、構(gòu)件運輸及起重裝置占用等實際要素，可以及時確定預(yù)制構(gòu)件的進(jìn)場方式及最優(yōu)堆放場地布置。（3）由于鋼筋碰撞等問題通常在具體施工中才會被發(fā)現(xiàn)，因此，能夠應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)信息及相關(guān)工具方法進(jìn)行施工前的模擬分析，對有效控制施工進(jìn)度起到了極為重要的作用。在項目深化設(shè)計階段引入BIM技術(shù)，應(yīng)用Revit軟件和Navisworks軟件，建立虛擬模型，對預(yù)制結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)拼裝，加強對節(jié)點區(qū)域和構(gòu)件搭接復(fù)雜區(qū)域的軟硬碰撞檢查，經(jīng)“檢測→修改→檢測”的重復(fù)過程，不斷完善設(shè)計，直到碰撞檢測的結(jié)果為零[4]，起到了有效的施工預(yù)測作用。這一技術(shù)目前應(yīng)用也較為廣泛，劉丹丹[4]等已在裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)建造項目中成功加以應(yīng)用，解決了實際問題。

3基于BIM技術(shù)的裝配式建筑的不足與發(fā)展方向

（1）預(yù)留鋼筋的偏位包括兩方面問題：①套筒與預(yù)留鋼筋位置不協(xié)調(diào)，水平方向偏位；②澆筑上層混凝土?xí)r外伸鋼筋豎直方向偏位。第一類問題可以通過優(yōu)化預(yù)制構(gòu)件廠的模具、進(jìn)行施工前的碰撞模擬，在一定程度上提升定位精度；而施工現(xiàn)場目前多存在的是第二類鋼筋偏位現(xiàn)象，只能通過施工人員的經(jīng)驗操作加以避免或糾正。（2）由于我國的裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前側(cè)重于將BIM技術(shù)或BIM-RFID等集成技術(shù)與管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，并未實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的全自動化生產(chǎn)[5]，我們需借鑒國外自動化生產(chǎn)的經(jīng)驗，結(jié)合我國裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，研究出符合我國實際的預(yù)制構(gòu)件自動化生產(chǎn)線。（3）目前國內(nèi)建筑工程的生產(chǎn)流程正因BIM技術(shù)的變革而進(jìn)行提升與轉(zhuǎn)換，未來終端使用者會因為BIM技術(shù)的引入而更具多樣化，例如物業(yè)管理、軟件信息服務(wù)、技術(shù)培訓(xùn)等行業(yè)，均可因此進(jìn)入到工程產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中，但就目前情況而言，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)雖然在大力推動BIM技術(shù)的研究、應(yīng)用和推廣，但在短期內(nèi)仍因BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、專業(yè)技術(shù)人員缺乏等問題阻礙BIM技術(shù)全面、高效地推行。

4結(jié)語

BIM技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為加工參數(shù)，解決了傳統(tǒng)的二維設(shè)計圖難想象、易遺漏及效率低的問題[1]；BIM技術(shù)輔以RFID技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行跟蹤管理以及對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行最優(yōu)堆放場地布置的效果，還可以對構(gòu)件安裝精度進(jìn)行監(jiān)測和控制[6]，真正地實現(xiàn)設(shè)計、采購、施工一體化，在施工進(jìn)度、成本、質(zhì)量管理方便都起到了有效的作用。因此，基于裝配式建筑施工進(jìn)度問題分析與對策研究，BIM技術(shù)能夠有效地推動裝配式建筑的發(fā)展，但未來需要進(jìn)一步研究預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化與自動化問題，需要進(jìn)一步引導(dǎo)企業(yè)由BIM技術(shù)理論研究轉(zhuǎn)為實踐，真正地做到全面推行BIM技術(shù)應(yīng)用，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]馮曉科.BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中的應(yīng)用研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2018，48（S1）：663-668.

[2]惲燕春.工業(yè)化住宅結(jié)構(gòu)自動拆分與組裝技術(shù)研究[J].住宅科技，2016，36（5）：27-32.

[3]張斌斌，程志軍.裝配式混凝土建筑施工進(jìn)度影響因素分析[J].混凝土與水泥制品，2018（8）：78-80.

[4]劉丹丹，趙永生，岳瑩瑩，等.BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計與建造中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2017，47（15）：36-39，101.

[5]徐照，占鑫奎，張星.BIM技術(shù)在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用[J].圖學(xué)學(xué)報，2018，39（6）：1148-1155.

[6]陳紅杰，李高鋒，武永峰.基于BIM和RFID技術(shù)的裝配式建筑施工進(jìn)度信息化采集研究[J].項目管理技術(shù)，2018，16（10）：22-26.

作者:張 萌 邱小秦 蘆新月 單位:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院