BIM在裝配式建筑質(zhì)量管理中的應(yīng)用

李芮

（甘肅省城鄉(xiāng)發(fā)展投資集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

2018年建筑業(yè)增加值61808億元，占GDP比重6.9%[l]。建筑產(chǎn)業(yè)化將工業(yè)化視為基礎(chǔ)，目的是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、節(jié)約資源、生產(chǎn)工業(yè)化和提高效率[2]。建筑產(chǎn)業(yè)化主要通過(guò)裝配式實(shí)現(xiàn)，但當(dāng)前建筑信息化水平較低是制約裝配式建筑發(fā)展的重要因素。建筑業(yè)極易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。由于施工現(xiàn)場(chǎng)材料擺放雜亂，人員混雜，常發(fā)生質(zhì)量事故，質(zhì)量問(wèn)題一直沒(méi)有得到很好的控制和解決[3]。裝配式建筑有兩個(gè)主要特點(diǎn)，一是工廠預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，二是精度要求高。BIM的特點(diǎn)是信息高度集成，進(jìn)而管理建筑施工時(shí)更高效，對(duì)裝配式建筑有革命性意義[4-5]。綜上，裝配式建筑的持續(xù)性發(fā)展需要將BIM和建筑業(yè)密切結(jié)合。

1 基于BIM的質(zhì)量管理

質(zhì)量管理是事前考慮可能發(fā)生的事故，并進(jìn)行預(yù)防，事發(fā)時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制，事后分析原因[6]。

從工業(yè)化角度分析，質(zhì)量管理發(fā)展可分為檢驗(yàn)階段、統(tǒng)計(jì)階段和全面管理階段[7-8]?；贐IM的裝配式建筑施工質(zhì)量管理是為了滿足裝配式建筑施工質(zhì)量相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。構(gòu)建基于BIM的質(zhì)量管理體系應(yīng)遵循四項(xiàng)原則，即系統(tǒng)性、動(dòng)態(tài)性、協(xié)作性和可擴(kuò)展性。

由于裝配式建筑體量大、投資大和使用壽命長(zhǎng)，因此，處理質(zhì)量問(wèn)題需從各方面考慮，嚴(yán)禁從單一角度思考問(wèn)題，從本源出發(fā)解決問(wèn)題，加強(qiáng)管理的系統(tǒng)性。

裝配式建筑施工中，預(yù)制廠負(fù)責(zé)構(gòu)件的加工生產(chǎn)，施工現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)構(gòu)件的準(zhǔn)確組裝。不同專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)的問(wèn)題不盡相同，需考慮各專(zhuān)業(yè)的協(xié)調(diào)性，及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整質(zhì)量管理措施。

裝配工程涉及施工方、供應(yīng)商、設(shè)計(jì)方等多部門(mén)。通常，線下討論質(zhì)量問(wèn)題會(huì)按照提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、提出方案、解決問(wèn)題的思路進(jìn)行，時(shí)間長(zhǎng)和效率低。BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了從二維制圖到三維建模的實(shí)質(zhì)性飛躍，還能在裝配質(zhì)量管理中通過(guò)多角度的延伸，從多維度控制工程質(zhì)量。因此，基于BIM的裝配式施工質(zhì)量管理系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用應(yīng)考慮可擴(kuò)展特性，有效提高裝配式建筑的質(zhì)量管理，為進(jìn)度管理和成本管理提供支持。

2 工程案例

2.1 工程概況

某綜合樓總建筑面積4560m2，共5層，平均層高4.32m，建筑高度21.6m，提前在預(yù)制廠制作加工好構(gòu)件，如外墻掛板、疊合板和樓梯等。

2.2 BIM在施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

施工質(zhì)量管理是將人、料和環(huán)境，從項(xiàng)目開(kāi)始到結(jié)束進(jìn)行管理。構(gòu)件的預(yù)制生產(chǎn)是第一階段，現(xiàn)場(chǎng)施工是第二階段，這是影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵。管理人員應(yīng)因地制宜，采取最有效的質(zhì)量管理手段[9]。

利用BIM進(jìn)行仿真模擬時(shí)，構(gòu)件的堆放很重要，具體要求有場(chǎng)地要求、構(gòu)件的分類(lèi)堆放，構(gòu)件的堆放時(shí)間和采取的保護(hù)等。未引入BIM前，通常采用人工統(tǒng)計(jì)構(gòu)件信息，容易出錯(cuò)，出錯(cuò)后也找不到負(fù)責(zé)人；引入BIM后，可將構(gòu)件信息添加保存到BIM模型中，如圖1所示，避免了人為錯(cuò)誤，有利于質(zhì)量管理。

圖1 模擬預(yù)制構(gòu)件堆放

構(gòu)件的預(yù)制是第一階段，是質(zhì)量管理的基礎(chǔ)，對(duì)第二階段有重要影響。第一階段和第二階段的銜接就是構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)的堆放。預(yù)制構(gòu)件種類(lèi)和數(shù)量多，且易損壞，是質(zhì)量管理不可忽略的環(huán)節(jié)。具體要求如圖2所示。

圖2 預(yù)制構(gòu)件安裝質(zhì)量控制

2.3 基于BIM的信息管理

2.3.1 碰撞檢測(cè)

目前，BIM軟件市場(chǎng)上有各種碰撞檢測(cè)軟件。本文使用碰撞檢測(cè)的主流軟件Autodesk Navisworks，可實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)和動(dòng)畫(huà)模擬等功能，基本操作界面如圖3所示。

圖3 項(xiàng)目模型操作界面

碰撞可分為硬碰硬和間隙碰撞。硬碰硬可直接在BIM模型中看出，間隙碰撞需結(jié)合相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行判斷。碰撞檢測(cè)可將各專(zhuān)業(yè)內(nèi)容放在同一模型中，具體步驟是在Autodesk Navisworks中導(dǎo)入需要檢測(cè)的模型，設(shè)置相關(guān)信息，然后檢測(cè)。圖4為本工程碰撞檢測(cè)示意圖。

圖4 碰撞示意圖

2.3.2 構(gòu)件統(tǒng)計(jì)

預(yù)制構(gòu)件時(shí)，復(fù)雜構(gòu)件通常被有序分割，多工序同時(shí)進(jìn)行。因此，預(yù)制構(gòu)件往往種類(lèi)復(fù)雜、數(shù)量龐大，存在人為統(tǒng)計(jì)上的錯(cuò)誤。而在BIM中，統(tǒng)計(jì)功能可解決此問(wèn)題。建立BIM模型時(shí)，將預(yù)制構(gòu)件的非物理信息輸入模型中，利用軟件中的“導(dǎo)出組件列表”功能導(dǎo)出項(xiàng)目組件列表，如圖5所示。

圖5 構(gòu)件明細(xì)圖

2.3.3 優(yōu)化項(xiàng)目進(jìn)度

將施工進(jìn)度導(dǎo)入Autodesk Navisworks中，并將其與BIM模型關(guān)聯(lián)，構(gòu)件4D模型，可對(duì)裝配式建筑進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。步驟如下：1）導(dǎo)入全專(zhuān)業(yè)BIM模型；2）導(dǎo)入工程進(jìn)度計(jì)劃；3）任務(wù)關(guān)聯(lián)模型；4）設(shè)置模擬的各個(gè)工況，最終形成BIM模型，如圖6所示。

圖6 施工模擬效果圖

3 結(jié)論

本文將BIM與裝配式建筑相結(jié)合，對(duì)BIM在裝配式建筑施工過(guò)程的質(zhì)量管理進(jìn)行了研究。

1）按照系統(tǒng)性、動(dòng)態(tài)性、協(xié)同性和可擴(kuò)展性的建設(shè)原則，構(gòu)建基于BIM的裝配式施工質(zhì)量管理體系。

2）結(jié)合工程實(shí)例分析建立的施工質(zhì)量管理體系的科學(xué)性。質(zhì)量管理體系用于預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)和施工現(xiàn)場(chǎng)吊裝的施工質(zhì)量管理，提出了工程碰撞檢測(cè)、工程構(gòu)件信息統(tǒng)計(jì)、工程進(jìn)度信息等質(zhì)量管理內(nèi)容。