裝配式建筑的工程項目管理研究

文／費智強 中工國際工程股份有限公司 北京 100000

引言：

現階段我國建筑行業已經進入到發展的新階段，需要改變傳統粗放的生產模式，實現建筑工程的精細化與集約化管理，這對工程項目管理方法提出了更嚴格的要求。裝配式建筑物近幾年在我國發展速度較快，與常規建筑物相比，此類型建筑物的優勢顯著，包括施工效率高、實現模塊化加工、施工質量易于控制等，但是作為一種新的建筑形式，裝配式建筑物在施工中容易出現質量問題，對工程項目管理的要求更為嚴格。所以為滿足大范圍推廣裝配式建筑物的發展趨勢，應尋找一種與之相對應的項目管理方法，這也是本文研究的主要目的。

1、工程案例簡介

該裝配式建筑物包括一座地上11 層、地下1 層，其中地上建筑面積為5420．9m2，結構形式為裝配式整體剪力墻結構，主要裝配式構件包括預制疊合樓板、預制剪力墻、預制樓梯、預制陽臺板等。該建筑物的高度為32．35m，抗震等級為3 級，混凝土強度等級C30，建筑物的結構設計使用年限為50年。在該項目中因為對施工進度的要求較為嚴格，因此項目施工管理的整體難度偏高。

2、建筑工程的組織集成與管理要素集成管理

2．1 組織管理結構

為滿足案例裝配式建筑物項目管理的要求，該項目采取了“設計-制造-裝配式施工一體化管理”的管理模式，項目組織管理的基本架構如圖1所示。

圖1 裝配式建筑物的組織管理結構

2．2 管理要素集成管理

與常規建筑物相比，案例裝配式建筑物的管理難度更大，尤其是預制構件的生產、運輸、吊裝等步驟都需要優化項目管理方法。

2．2．1 多維度的計劃管控

在案例工程項目的計劃管控中，為確保裝配式建筑施工正常進行，相關人員改變了傳統現澆項目的計劃性管理模式，從預制構件生產等幾個角度入手進行了全方位的項目管理工作，確保其供給充足。期間考慮到構件的供給能力直接影響現場施工進度，因此在多維度計劃管控中，工作人員先深入廠家了解預制構件的生產情況，根據廠家生產能力制定進度計劃，并將預制構件信息以及施工組織進度計劃表等內容納入到數據庫中[1]。

2．2．2 嚴格把控建筑工程的質量與成本

在施工質量監控中，要求工作人員能從項目前期開始監督，堅持從圖紙深化開始，再將項目管理等工作內容涵蓋到預制構件生產以及現場施工安裝等各個環節，嚴控質量關。案例工程項目中所采取的措施包括：

（1）借助建筑實體確定施工質量標準；（2）在建筑工程現場設置土建加工區，該功能區的作用是切割砌塊以及修復受損構件等；（3）配合監理等部門，從圖紙深化設計入手，打造涵蓋全過程的項目質量管理架構，即涵蓋“深化設計→構件制作→現場施工→建筑物施工質量驗收”的管理結構；（4）在成本管控中，通過工程咨詢單位盡早借助裝配式清單以及定額等計算工程量并提供成本數據；在施工開始后需隨時監控成本的變化，期間預算預制構件的材料費用以及構件運輸、吊裝等施工環節所產生的費用等，將費用信息上傳至系統后，對比預算成本與實際成本，避免因為風險因素導致工程項目總成本超額。

2．2．3 創建安全與綠色的施工管理氛圍

裝配式建筑符合綠色施工的要求，但是為強化管理效果，相關人員還需要關注以下幾方面內容：（1）應警惕預制構件所引發的安全問題。這是因為預制構件普遍有體積大、重量大的特征，在運輸以及吊裝、臨時支撐等環節可能引發安全事件。所以為實現安全管理目標，在項目管理中應整合與施工安全相關的數據資料，做好預防。例如在案例裝配式建筑物管理中，為了避免安全事件發生，整個項目均采用橫梁起吊的方法，確保構件上吊位置的受力均勻；同時在無特殊施工要求的情況下，現場均使用PC構件加工而成的型鋼扁擔[2]；（2）案例工程在施工現場設置安全示范區，全體參與現場施工的一線人員均接受集體安全教育，最終提升其安全意識。

2．3 項目全壽命周期的集成管理

2．3．1 決策與設計階段集成

案例項目在前期決策階段就充分考慮各種可能出現的問題，并提出了預制相關的項目管理總目標，例如項目選址以及周邊地理環境等都是重點考慮的因素。在施工前編制項目可行性研究報告，重點評估本次項目的技術可行性、投資必要性等。結合該項目實際情況可以發現，項目所在地的地質條件良好，滿足裝配式建筑物施工的要求，因此證明該項目的施工具有技術可行性。

同時鑒于裝配式建筑物與傳統現澆項目之間的區別，該工程在預制構件深化設計中提出了嚴格的技術要求規范，主要集中在以下幾方面：（1）在生產預制構件前展開深化設計，期間需嚴格按照施工圖設計文件、生產制作工藝等編制預制構件深化設計結構圖等；（2）深化設計中所提交的文件均應接受相關部門的審查，在獲得書面批準后才能生產。同時為保證質量，在設計文件中還需要增加構件配筋圖、預埋件構造圖、吊裝承載力計算書等關鍵資料。

2．3．2 工廠生產、運輸與現場裝配階段管理

（1）工廠生產階段

案例項目中所使用的預制構件均為有資質的工廠生產的，而考慮到預制構件性能與裝配式建筑物的施工結果息息相關，因此該項目在工廠生產前就實現PC 構件信息集成，并依此形成了完整的構件信息管理體系，避免因為構件性能影響項目管理效果[3]。例如該項目在構件加工中，針對構件的數據偏差做出了嚴格規定（詳細資料如表1所示），并要求企業在加工過程中嚴格按照表1的數據進行誤差控制。

表1 裝配式建筑物構件的允許偏差數據（單位：mm）

根據表1的相關數據，案例工程項目可以有效控制裝配式構件加工過程，并逐一對構件性能參數展開分析，成為提升裝配式項目施工質量的關鍵點。

（2）現場裝配階段質量管理

案例項目在現場裝配階段施工管理中，其裝配式構件主要包括預制疊合板、預制樓梯等構件，不同構件在裝配過程中的參數標準存在明顯差異，詳細資料如表2所示。

表2 預制裝配構件的參數要求

同時為確保施工質量能達到預期標準，該項目在裝配式構件施工過程中也提出了詳細的技術操作規范，具體內容如下：1）所有預制構件原材料表面應做到光滑、整潔，針對表面伴有蜂窩等質量問題的構件嚴禁使用；針對現場發現的構件一般性能問題，應由加工企業修補；2）在每個項目施工中，其構件安裝方案不同，因此需嚴格按照本次裝配式建筑施工技術規范展開施工管理；同時需落實構件就位支撐固定措施，臨時固定后檢查穩固程度；3）所有裝配式結構的尺寸數據以及外觀質量等都應該符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的相關規定。

（3）預制構件運輸與存放的要求

根據案例項目的經驗，所有預制構件在存放以及運輸過程中應落實成品保護對策，并且進入現場前對構件性能進行檢查，針對存在質量問題的構件嚴禁進入現場。同時所有預制構件在現場存放時應設置臨時固定以及保護裝置[4]。最后應在構件的顯著位置做好標識，包括構件的編號、使用部位等，并且存放期間指派專人負責裝配式構件管理，避免出現構件損壞等質量問題。

3、基于BIM 技術的項目管理

由于裝配式建筑物的項目管理的特殊性，部分人員為提升管理效果通常會選擇運用BIM 技術提升管理效能，這也成為提升管理水平的重要組成部分。

3．1 在預制構件裝卸質量管理中的應用

通過BIM 技術可以制定詳細的裝配式構件運輸方案，在確定運輸車輛的型號與數量后，規劃運輸路線，理想的構件運輸應選擇平整、堅實的道路上，若運輸線路不滿足該標準可以及時調整路線，確保構件有充足的回轉半徑以及寬度等。工作人員利用BIM 技術可以仿真不同路線運輸裝配式構件的可行性。同時根據BIM 軟件仿真結果，工作人員也可以判斷不同構件的裝卸順序以及注意事項。例如在某些長而重的構件運輸過程中可能會影響車輛轉向，根據BIM 仿真結果可以及時發現這一問題并引導施工方盡早改進施工場地條件。

同時現階段隨著信息技術功能的完善，BIM 技術與RFID 技術的整合成為提升施工效果的關鍵點，這一技術創新也在案例工程中得到體現，通過BIM 技術可以檢查每個裝配式構件的RFID 標簽，在BIM 模型的基礎上能夠對每個構件進行編碼，再在模型中將現場預制信息逐一對應起來并形成數據流，這樣系統通過記錄每個構件的BIM 數據就可以指導后期的構件運輸以及驗收等施工過程，可以用于構件的運輸以及驗收等，有助于相關部門組織現場施工，降低了施工難度。

3．2 利用BIM 軟件開展吊裝作業質量管理

BIM 技術的運用可以降低吊裝作業的操作難度，其技術應用方案主要包括以下幾方面：

（1）通過BIM 軟件可以驗算吊裝設備的吊裝能力，根據模擬結果判斷吊裝起重設備的理想承載力，避免因為構件重量大而引發安全事件；

（2）制定吊裝計劃。通過BIM 軟件的仿真結果可以為裝配式建筑物構件的吊裝制定定量表，詳細說明固定時間內吊耳的數量、型號以及待吊構件的相關數量等，解決傳統施工管理模式下的盲目施工問題。根據案例項目的經驗也證實，在BIM 技術的支持下，該項目未發生吊眼超載等質量問題，證明該技術的優勢顯著；

（3）可以規范起重機的使用方法。根據案例項目的實踐經驗可以發現，利用BIM 技術能夠發現起重機使用過程中的相關質量缺陷，對于提高施工質量的意義重大。例如通過BIM 技術可以結合現場情況模擬塔機的運行過程，根據軟件結果可以判斷塔機的旋轉半徑以及施工路線等，結合現場實際情況可以觀察有無起重機無法覆蓋的位置[5]。同時BIM 軟件也可以借助現場模擬的方法觀察起重機的塔機在不同爬升速度下的運行速度情況，完成碰撞檢測。案例項目根據實驗結果計算出塔機的活動范圍，保障了現場施工順利進行。

3．3 在安全管理中的應用

結合案例工程項目的經驗可知，在裝配式建筑物施工過程中存在大量預留孔以及結構邊緣，在現場施工可能會因為失誤而引發安全事故，導致墜落等安全事件頻發。通過BIM 技術可以提升工程項目的安全管理水平，通過構件BIM 模型可以幫助全體人員觀察項目動態施工過程，進而排查可能存在的安全隱患，成為實現項目安全管理的重要組成部分。結合案例項目的經驗可以發現，該項目通過BIM 軟件仿真了外腳手架逐層搭設以及質量管理的問題，根據模型仿真結果相關人員知曉理想的外腳手架施工參數要求，保證項目安全管理目標實現。

4、強化裝配式建筑工程項目風險管理對策

在裝配式建筑工程項目中，風險可能存在于各個階段，因此案例工程項目為達到項目管理的目標，針對不同環節制定了嚴格的項目風險管理方案。

4．1 設計階段的管理方案

在案例項目的設計階段，相關人員嚴格按照政策標準以及設計規范進行裝配式結構的精細化設計。在該項目中，工作人員通過BIM 技術打造構件產品庫，在該數據庫中對構件數據資料進行統一管理，并邀請生產方以及技術負責人參與到裝配式建筑物的早期管理中，做好各方的協調溝通，盡量避免因為各方信息溝通不暢而引發質量問題。發揮相關崗位的責任，強化設計階段的審查的生產管理，從構件加工生產階段開始就對設計方案的合理性展開評估，最大限度上減少設計的不利現象發生。同時為適應復雜條件下項目施工管理的要求，該項目中積極引進高素質的設計與技術人員，通過開展人才隊伍建設的方法消除潛在質量隱患。

4．2 采購階段的風險管理

在裝配式建筑物的采購階段，全體工作人員嚴格按照設備材料清單的內容展開采購，要求工作人員能夠將材料與產品性能、供貨周期、原材料價格等因素整合在一起，將采購階段可能遇到的特殊問題整合在一起，并針對供應商、貨物供貨質量等內容形成統一規定。

同時要強化對采購人員的技能培訓，案例項目中將培訓方案的重點放在了設備以及原材料專業知識上，要求參與原材料采購的工作人員能夠知曉不同施工階段原材料或者施工方案的技術特征以及性能要求等，并圍繞質量管理、易損易耗件管理等工作進行采購，最終將其作為減少采購風險的重要組成部分[6]。

4．3 生產運輸階段的風險管理

預制構件是整個裝配式建筑項目的核心，其性能關乎最終施工結果。因此在該項目中，施工單位與設計單位借助BIM 平臺將構件信息反饋給廠家后，由廠家按照生產信息完成加工；同時廠家實時分享構件加工的進度，方便施工方隨時了解原材料加工進程，盡早制定施工準備計劃等。

4．4 項目收尾階段的風險管理

在項目收尾階段，該項目的相關責任方進行現場驗收與質檢；針對現場難以解決的特殊問題，可組織召開專題會議展開研討，尋找問題的合理解決方案，避免在提交書面的工程尾項清單及整改方案時不能獲批，造成工程尾項不能完成，影響后續工作。

結語：

現階段裝配式建筑的工程項目管理已經成為一項復雜工作，為了確保工程項目管理效果達到預期，則需要工作人員能從裝配式建筑物本身入手，認識到各個環節可能產生的風險因素并做好預防，這樣才能最大限度上發揮裝配式建筑物的技術優勢，成為推動建筑行業發展的重要動力。并且不容忽視的是，基于BIM 技術的項目工程管理以及項目風險管理理念均滿足裝配式建筑物項目管理的相關要求，因此工作人員應該在了解上述管理理念內涵的基礎上做好創新，優化項目管理流程，最終為全面提升裝配式建筑物的施工質量奠定基礎。