基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工質(zhì)量管理研究

高天琦　李可慧　孟洋　牟子旭　王洋

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)進(jìn)步和城市化發(fā)展進(jìn)程加快，建筑業(yè)也處在蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，采用裝配式建筑施工技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)施工工藝，對(duì)提高工程施工效率和施工質(zhì)量將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。但隨著裝配式建筑的發(fā)展，很多施工質(zhì)量問題也顯現(xiàn)出來。本文旨在研究將BIM技術(shù)引入到裝配式建筑中，解決傳統(tǒng)的裝配式建筑施工中易于出現(xiàn)的問題。對(duì)傳統(tǒng)裝配式建筑施工中易出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，將BIM技術(shù)引用到現(xiàn)存裝配式建筑施工管理中，能有效的協(xié)調(diào)裝配式現(xiàn)場(chǎng)施工過程，提高施工效率，降低安全隱患，對(duì)提高我國(guó)裝配式建筑施工的節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量具有重要意義。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;質(zhì)量管理

一、引言

中國(guó)過去三十年的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展創(chuàng)造了巨大的建筑市場(chǎng)，然而，中國(guó)建筑業(yè)的特點(diǎn)仍然是現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)力低，質(zhì)量不可靠，資源和能源消耗高，安全事故頻繁，環(huán)境污染嚴(yán)重。裝配式建筑因其在減少耗能、提高社會(huì)效益和環(huán)境效益、提高工人勞動(dòng)生產(chǎn)率方面有很大優(yōu)勢(shì)而重新成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)，但由于裝配式建筑大部分構(gòu)件是在工廠預(yù)制完成，再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，這就會(huì)引發(fā)一系列的施工問題。尤其在裝配式建筑的施工核心節(jié)點(diǎn)連接方面，更是建筑業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)，引入新的技術(shù)并進(jìn)行使用，這對(duì)促進(jìn)我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展有著重大意義。

二、BIM與裝配式建筑施工質(zhì)量研究現(xiàn)狀

（一）裝配式建筑施工質(zhì)量研究現(xiàn)狀

目前我國(guó)裝配式建筑在質(zhì)量管理方面還存在諸多問題，許多專家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量研究，并分析了其影響原因：肖陽[1]將裝配式建筑施工階段的質(zhì)量影響因素分為三個(gè)方面：（1）現(xiàn)場(chǎng)安裝施工率低;（2）施工管理水平不高;（3）項(xiàng)目各參與方組織協(xié)同度不高。郭瓊忠[2]從平板制作安裝、構(gòu)件連接、工藝和精細(xì)化管理四個(gè)方面分析了裝配式建筑施工質(zhì)量影響因素。鄧竹松[3]指出裝配式建筑施工過程中常出現(xiàn)的問題有坐漿問題、拼縫處理存在誤差和構(gòu)件保護(hù)不當(dāng)。并從機(jī)械設(shè)備、材料和施工人員三方面分析了各問題出現(xiàn)的原因。童偉偉和李彩霞[4]從施工準(zhǔn)備工作、配件生產(chǎn)質(zhì)量問題和施工管理工作三個(gè)方面闡述了我國(guó)裝配式建筑施工管理中需要解決的問題。隨后指出將BIM技術(shù)應(yīng)用到其中的重要性，提出在預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量管理和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制等方面具體應(yīng)用。

綜上所述，裝配式建筑在施工過程中存在很多的質(zhì)量問題，而影響施工質(zhì)量問題的原因可概括為人員、機(jī)械、材料和方法等。

（二）BIM在裝配式建筑施工質(zhì)量管理研究的現(xiàn)狀

隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展，對(duì)裝配式建筑質(zhì)量的研究也隨之增加。曹江紅等[5]在DBB（Design-Bid-Build）的模式下針對(duì)裝配式建筑施工過程不同階段對(duì)質(zhì)量的不同要求，將BIM輔助下的裝配式質(zhì)量管理分為事前指導(dǎo)性質(zhì)量管理;事中質(zhì)量管理;事后質(zhì)量控制三個(gè)過程。李天華等[6]在BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將無線射頻識(shí)別RFID（Radio Frequency Identification）引入到裝配式建筑施工管理中，運(yùn)用手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地對(duì)預(yù)制構(gòu)件的各種信息進(jìn)行檢查，形成了有效的裝配式建筑管理模式，提高裝配式建筑的管理質(zhì)量及管理水平。

通過對(duì)近幾年研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，從BIM角度進(jìn)行裝配式建筑施工質(zhì)量管理的研究相對(duì)較少，還有待進(jìn)一步研究，將BIM各大優(yōu)勢(shì)與裝配式建筑施工質(zhì)量問題相結(jié)合，可以為裝配式建筑質(zhì)量管理開辟新的思路。

三、裝配式建筑工程項(xiàng)目施工質(zhì)量問題研究

（一）裝配式建筑施工質(zhì)量問題統(tǒng)計(jì)

通過統(tǒng)計(jì)分析，搜集了某裝配整體式住宅項(xiàng)目施工質(zhì)量問題有關(guān)數(shù)據(jù)，如表1所示：

通過帕累托圖法對(duì)以上質(zhì)量問題進(jìn)行分析，如圖1所示：

裝配式建筑施工主要質(zhì)量問題有三個(gè)，分別是坐漿、注漿的質(zhì)量控制、安裝尺寸偏差、后澆段質(zhì)量問題。而且這三個(gè)問題是始終貫穿于整個(gè)施工過程中的。

（二）裝配式建筑施工質(zhì)量問題分析

本節(jié)從人員、機(jī)械、材料等方面對(duì)主要的施工質(zhì)量問題進(jìn)行剖析。

1.坐漿、注漿質(zhì)量問題

第一，施工人員的匱乏，加上缺少培訓(xùn)對(duì)工藝技術(shù)掌握的不熟練，對(duì)施工質(zhì)量的不重視，很少對(duì)工藝進(jìn)行檢查。粗糙面處理不到位、漿層與預(yù)制構(gòu)件結(jié)合面間存在裂縫、部分坐漿層厚度超過規(guī)定厚度、坐漿注漿不飽滿。第二，坐漿料和注漿料的質(zhì)量與拌制比例很重要。要注意時(shí)間、濕度、溫度等問題，否則漿料將無法使用，造成浪費(fèi)。所有要減少拌制數(shù)量，增加拌制次數(shù)。第三，目前缺乏對(duì)坐漿料、注漿料用量的定量控制機(jī)機(jī)具，缺少高效率的機(jī)械進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，容易造成安全隱患。

2.安裝尺寸偏差

安裝尺寸偏差主要表現(xiàn)為預(yù)留洞口尺寸和管線與設(shè)計(jì)圖紙不符，預(yù)制墻板進(jìn)行拼裝時(shí)，由于拼接縫處理不當(dāng)，造成裝配式墻板之間接縫不在同一位置，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)問題。人員方面對(duì)施工人員缺少培訓(xùn)，施工工序不到位，技能不達(dá)標(biāo)，自檢、復(fù)檢不到位，操作者思想也不夠重視。機(jī)械方面缺乏實(shí)用的精度控制工具，對(duì)墻板拼接縫寬度要求較精確，施工機(jī)械不易操作。材料方面則是構(gòu)件出廠質(zhì)量不合格，預(yù)制構(gòu)件尺寸不標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)導(dǎo)致安裝尺寸出現(xiàn)偏差。

3.后澆段質(zhì)量問題

在裝配式建筑中，由于后澆段問題，鋼筋設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)生產(chǎn)不到位，尺寸不合格，施工人員操作不當(dāng)，容易產(chǎn)生漏漿、拔臺(tái)、爛根等問題。漏漿時(shí)水和水泥會(huì)在模板與模板或者模板與地面之間的縫隙之間漏出，導(dǎo)致縫隙之間到處都是砂石，嚴(yán)重的漏漿會(huì)造成混凝土露筋、空洞，致使構(gòu)件的強(qiáng)度降低。拔臺(tái)表現(xiàn)為混凝土的平整度不好，在模板加固不過關(guān)的情況下，模板無法承受混凝土的壓力導(dǎo)致模板被擠壓變形，使得兩模板產(chǎn)生相對(duì)位移。

四、基于BIM技術(shù)的裝配式建筑工程施工質(zhì)量控制

本章針對(duì)裝配式建筑的施工質(zhì)量問題及其原因，運(yùn)用BIM的相關(guān)知識(shí)，構(gòu)建基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工質(zhì)量的控制方案。該方案將裝配式建筑施工質(zhì)量控制分為三個(gè)階段：事前控制階段、事中控制階段和事后控制階段。