裝配式建筑施工進度對策分析

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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度的研究較為分散的難題，進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度，研究裝配式建筑施工進度管理問題不能僅從進度計劃編制和進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分析，系統(tǒng)地論述了裝配式建筑施工進度問題，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、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)勢進行預(yù)制構(gòu)件的初步自動拆分和深化設(shè)計細節(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]，以達到信息可視化表達和快速準(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)進行實際時間及進度的信息化采集：實時記錄預(yù)制構(gòu)件的出廠、進場、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)進度中存在的問題，并根據(jù)多方的實際情況進行調(diào)整。另外，應(yīng)用BIM-RFID集成技術(shù)，對施工現(xiàn)場進行模擬，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)用先進的技術(shù)信息及相關(guān)工具方法進行施工前的模擬分析，對有效控制施工進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)件進行跟蹤管理以及對預(yù)制構(gòu)件進行最優(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，促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[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