BIM技術(shù)在裝配式建筑質(zhì)量管理中的應(yīng)用

陳齊騰

[摘要]針對(duì)裝配式建筑質(zhì)量控制存在的問(wèn)題，闡述了BIM技術(shù)，以及基于BIM技術(shù)的裝配式建筑質(zhì)量管理軟件，其能實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題部位的定位，及時(shí)查看存在的質(zhì)量問(wèn)題詳細(xì)信息，查看質(zhì)量問(wèn)題相關(guān)的責(zé)任人，記錄質(zhì)量處理過(guò)程信息。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)，提高了質(zhì)量問(wèn)題的追蹤和整改效率，質(zhì)量問(wèn)題信息化傳遞速率快，為裝配式建筑質(zhì)量提供有效的保障。

[關(guān)鍵詞] BIM；建筑質(zhì)量；裝配式；構(gòu)件優(yōu)化

文章編號(hào)：2095 - 4085（2018）09 - 0022 - 02

裝配式建筑因其建造速度快，建筑垃圾少，對(duì)環(huán)境又好而得到推廣使用，裝配式的建筑項(xiàng)目在逐年增加，2017年2月出臺(tái)的城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的諾干意見(jiàn)中提到，力爭(zhēng)10年內(nèi)裝配式的建筑占新建建筑比例突破30%[1]。發(fā)展裝配式建筑的初衷也是為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量控制，但由于項(xiàng)目工程巨大，配套的技術(shù)人員參差不齊，現(xiàn)場(chǎng)的管理呈粗放式狀態(tài)，容易造成裝配式建筑節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度低，預(yù)制構(gòu)件破損，灌漿不緊實(shí)等問(wèn)題，在質(zhì)量管理上也存在信息溝通滯后，自動(dòng)化程度低，責(zé)任劃分不明確等問(wèn)題[2，3]。裝配式建筑質(zhì)量管理是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，需要對(duì)全生命周期的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行管控。建筑信息模型（BIM）技術(shù)作為一種新的信息化技術(shù)，可以為裝配式建筑高效質(zhì)量控制帶來(lái)了契機(jī)。

國(guó)外對(duì)于裝配式的建筑研究較早，技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較為領(lǐng)先，質(zhì)量管理也較為完善，目前專家學(xué)者正在研究新的信息技術(shù)給裝配式建筑帶來(lái)新的發(fā)展方向。國(guó)外已經(jīng)有學(xué)者將BIM技術(shù)和AR技術(shù)應(yīng)用到裝配式的建筑的質(zhì)量管理和進(jìn)度管理，并運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化檢查，可以提高溝通協(xié)作能力，提高了質(zhì)量管理效率。國(guó)內(nèi)對(duì)裝配式建筑的發(fā)展十分看好，近幾年也是研究熱點(diǎn)之一，目前已經(jīng)有采用BIM和RFID技術(shù)對(duì)綠色預(yù)制構(gòu)件裝配式智慧建筑的全生命周期的質(zhì)量進(jìn)行管理[4]，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換，有機(jī)整合了裝配式建筑的各個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)了全面的質(zhì)量管理。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是指通過(guò)將全部建筑構(gòu)建信息和性能集成到一個(gè)建筑模型上，構(gòu)建一個(gè)參數(shù)化的3D模型，在模型上實(shí)際上是一個(gè)協(xié)同管理工作平臺(tái)，能夠精確的創(chuàng)建和顯示各種工程信息，在協(xié)同平臺(tái)上能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)和施工的管理，能夠根據(jù)不同需求進(jìn)行信息的共享和更新。

BIM技術(shù)具有可視化較強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠?qū)?D圖紙轉(zhuǎn)為3D模型，顯示更為直觀，解決了二維圖紙表達(dá)不清的問(wèn)題，并且還可以通過(guò)三維模型進(jìn)行直觀的設(shè)計(jì)和管理。傳統(tǒng)的建筑工程各個(gè)專業(yè)的溝通較少，當(dāng)出現(xiàn)沖突時(shí)才集體討論溝通，利用BIM技術(shù)可預(yù)先知道可能與其他專業(yè)產(chǎn)生沖突，因此可以提前規(guī)劃避免產(chǎn)生碰撞。利用BIM技術(shù)還可以對(duì)設(shè)計(jì)，施工和運(yùn)維整個(gè)周期進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，可以對(duì)方案進(jìn)行不斷的校核優(yōu)化。

2 裝配式建筑質(zhì)量控制存在的問(wèn)題

在設(shè)計(jì)階段，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是建筑建造的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)也是質(zhì)量控制的核心環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中若出現(xiàn)失誤容易造成建筑的質(zhì)量不合格，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，在設(shè)計(jì)階段容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際脫節(jié)，設(shè)計(jì)人員對(duì)構(gòu)件的操作性沒(méi)有全面的考慮和設(shè)計(jì)優(yōu)化，增加了生產(chǎn)和裝配的難度。各個(gè)單位的構(gòu)件拆分后，容易出現(xiàn)碰撞問(wèn)題，二維的設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)上的盲點(diǎn)，出現(xiàn)信息孤島，容易導(dǎo)致構(gòu)件之間或者構(gòu)建內(nèi)部出現(xiàn)碰撞的問(wèn)題。

在施工階段，構(gòu)建的吊裝由于構(gòu)件生產(chǎn)的精度差，導(dǎo)致出現(xiàn)標(biāo)高位置不一致，產(chǎn)生嚴(yán)重的錯(cuò)位，一方面是操作人員的技術(shù)水平不夠，另一方面是現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督管理不到位造成的。造成節(jié)點(diǎn)連接方面的質(zhì)量問(wèn)題主要是套筒內(nèi)漿液不飽滿，導(dǎo)致連接處強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)；構(gòu)件豎向連接時(shí)套筒與預(yù)留插筋不匹配，導(dǎo)致安裝時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)接；節(jié)點(diǎn)處鋼筋碰撞問(wèn)題較為常見(jiàn)，這也是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的施工圖紙是二維的，容易導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)碰撞問(wèn)題，容易造成質(zhì)量事故。臨時(shí)支撐方面豎向構(gòu)件垂直度不符合要求會(huì)導(dǎo)致垂直度不符和要求，構(gòu)件連接強(qiáng)度不足導(dǎo)致構(gòu)建位置發(fā)生偏離，影響工程質(zhì)量。

針對(duì)以上裝配式建筑常出現(xiàn)的問(wèn)題，將傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方式與基于BIM質(zhì)量控制進(jìn)行比較分析，表l是傳統(tǒng)質(zhì)量控制方法與基于BIM質(zhì)量控制方法的比較。

3 基于BIM技術(shù)的質(zhì)量管理架構(gòu)

基于BIM技術(shù)，通過(guò)Revit軟件利用C#語(yǔ)言對(duì)質(zhì)量管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程為通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方法存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，分析系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題，從而進(jìn)行系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)主要需要實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）質(zhì)量問(wèn)題部位的定位；（2）及時(shí)查看存在的質(zhì)量問(wèn)題詳細(xì)信息；（3）查看質(zhì)量問(wèn)題相關(guān)的責(zé)任人；（4）記錄質(zhì)量處理過(guò)程信息。

BIM系統(tǒng)架構(gòu)包括質(zhì)量管理系統(tǒng)、BIM模型和問(wèn)題發(fā)現(xiàn)途徑三部分。系統(tǒng)通過(guò)BIM技術(shù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行定位，記錄質(zhì)量問(wèn)題的修改反饋，并通過(guò)不斷上傳整改，直至滿足要求，系統(tǒng)能追溯每次修改的責(zé)任人信息。在系統(tǒng)前期的基礎(chǔ)上進(jìn)行了質(zhì)量問(wèn)題的上傳，質(zhì)量問(wèn)題的整改和記錄等功能的開(kāi)發(fā)。

4 應(yīng)用案例

4.1 模型構(gòu)建

以BIM模型為中心，將項(xiàng)目部、構(gòu)件生產(chǎn)方、設(shè)計(jì)方以及監(jiān)理方聯(lián)系起來(lái)，模型平臺(tái)可以將信息迅速的傳遞到施工員、預(yù)算員、質(zhì)量員等各方的技術(shù)人員處。建模工作分為現(xiàn)澆和預(yù)制兩部分，預(yù)制需要?jiǎng)?chuàng)建單個(gè)構(gòu)件，然后進(jìn)行拼裝，現(xiàn)澆是通過(guò)建模軟件直接建立。在拆分設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照現(xiàn)澆標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拆分，要充分考慮到構(gòu)件的制作要求和施工便利性，同時(shí)也需要考慮構(gòu)件的吊裝能力和運(yùn)輸要求。通過(guò)BIM設(shè)計(jì)的3D模型，可以清晰看到構(gòu)件的連接情況，能有效的避免設(shè)計(jì)誤差，降低錯(cuò)誤發(fā)生率，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

基于BIM技術(shù)的可視化可以對(duì)拆分的獨(dú)立構(gòu)建進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，利用參數(shù)化的設(shè)計(jì)工具，可以提高設(shè)計(jì)精確度，誤差控制在l-3mm。

4.2 質(zhì)量管理系統(tǒng)的流程

裝配式建筑質(zhì)量管理系統(tǒng)的主要流程是在發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，運(yùn)用BIM技術(shù)檢查圖紙質(zhì)量，運(yùn)用移動(dòng)端對(duì)問(wèn)題構(gòu)件信息進(jìn)行收集，將相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題信息錄用BIM模型，運(yùn)用BIM模型對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析，接枝質(zhì)量管理系統(tǒng)反饋問(wèn)題，并對(duì)模型進(jìn)行修改，整改成功后對(duì)處理過(guò)程進(jìn)行保存，形成可追溯性的資料。

4.3 節(jié)點(diǎn)連接問(wèn)題整改示例

將繪制的構(gòu)件模型在軟件中進(jìn)行預(yù)安裝，將墻板設(shè)置為透明色，可以觀察到套筒灌漿孔與鋼筋發(fā)生重疊，通過(guò)系統(tǒng)將質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行上傳，包括上傳質(zhì)量問(wèn)題描述、圖片、上傳人姓名、上傳時(shí)間。對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行整改，首先找到構(gòu)件所在位置，輸入整改描述、審核人、整改情況等信息，具體整改方案由現(xiàn)場(chǎng)情況而定。整改合格后，審核人可以將整改情況調(diào)整為已經(jīng)整改，如果不合格，則重新循環(huán)，直至問(wèn)題解決。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)建筑質(zhì)量管理呈粗放式，特別是對(duì)于新興的裝配式建筑，需要BIM技術(shù)對(duì)建筑的質(zhì)量進(jìn)行精細(xì)化的管理。通過(guò)BIM技術(shù)以及BIM+技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題的分析發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量問(wèn)題的追蹤和整改，質(zhì)量問(wèn)題信息化傳遞速率快，具有問(wèn)題追溯記錄，能對(duì)裝配式建筑質(zhì)量提供有效的保障。

參考文獻(xiàn)：

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