渠東迪

中核機(jī)械工程有限公司 浙江 嘉興 314300

引言

傳統(tǒng)建筑工程受到工藝流程限制，需要制定完善的組織設(shè)計(jì)，并配合各類(lèi)人力以及機(jī)械，隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，在二十世紀(jì)初裝配式建筑引起了社會(huì)較大關(guān)注，并于六十年代中期得以實(shí)現(xiàn)，首先在歐美以及蘇聯(lián)等國(guó)家率先嘗試，裝配式建筑打破了傳統(tǒng)的建筑流程，具有生產(chǎn)成本低，建造速度快等優(yōu)勢(shì)，但是早期的裝配式建筑外形較為單一，隨著設(shè)計(jì)理念以及建筑工藝的提升，現(xiàn)代裝配式建筑具有樣式多元化特點(diǎn)，但是由于裝配式建筑在吊裝施工過(guò)程中會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)空間問(wèn)題限制，各類(lèi)構(gòu)件在吊裝過(guò)程中可能產(chǎn)生碰撞或施工空間不足等情況，不僅妨礙施工進(jìn)程同時(shí)也可能造成安全隱患。在裝配式建筑施工過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以讓施工工序更加直觀化、透明化，而且可以通過(guò)信息分析找到工程漏洞，但與此同時(shí)也要求相關(guān)施工單位及技術(shù)人員了解吊裝施工流程，并通過(guò)整體性的拼裝計(jì)劃優(yōu)選吊裝方案，以保證工程進(jìn)度以及工程質(zhì)量。

1 BIM技術(shù)與裝配式建筑概述

1.1 BIM技術(shù)內(nèi)容以及特點(diǎn)

BIM全稱(chēng)為Building Information Modeling，又被稱(chēng)為建筑信息模型，是基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上所衍生進(jìn)化而來(lái)的建筑三維模型系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的建筑二維設(shè)計(jì)圖，讓建筑內(nèi)容以更加直觀以及立體的方式呈現(xiàn)在人們眼前，不僅能夠?yàn)榻ㄖw規(guī)劃、前期設(shè)計(jì)以及中期施工提供重要幫助，同時(shí)BIM技術(shù)具有協(xié)同性以及模擬性等優(yōu)勢(shì)，在施工前就可為現(xiàn)場(chǎng)管理提供重要信息，幫助漏洞修補(bǔ)，是施工實(shí)踐作業(yè)的重要信息化指導(dǎo)工具，同時(shí)可以根據(jù)不同參數(shù)將不同建筑施工管理方式進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，查找出各?lèi)施工方案的優(yōu)劣內(nèi)容，為提高施工效率、降低施工成本提供了更多的可能性[1]。

另外，BIM技術(shù)更加強(qiáng)調(diào)分析建筑物的全壽命周期，不僅僅是針對(duì)某一環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，而是從多角度將主體利益鏈條進(jìn)行架構(gòu)，包括承包商、設(shè)計(jì)所以及業(yè)主等，同時(shí)各方也可以針對(duì)BIM模型進(jìn)行信息共享，根據(jù)各方需求找到最佳解決路徑，極大地節(jié)約了建筑成本，同時(shí)對(duì)于提高工程應(yīng)用價(jià)值具有深遠(yuǎn)性影響[2]。

1.2 BIM技術(shù)與裝配式建筑分析

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步逐漸加快，城市土地資源呈現(xiàn)出緊張態(tài)勢(shì)，常常需要在狹小的空間內(nèi)進(jìn)行建筑施工布置，對(duì)施工單位的工藝手法提出了更高要求，而且還對(duì)施工安全管理提出了更多考驗(yàn)。裝配式建筑在一定程度上比傳統(tǒng)建筑模式更加節(jié)約空間，很多建筑配件都可在工廠完成加工，只需在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝澆筑，具有成本低、能耗少、質(zhì)量高等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前建筑工業(yè)化發(fā)展的重要趨勢(shì)，但是裝配式建筑需在現(xiàn)場(chǎng)提高建筑構(gòu)建的吊裝精度，主要難點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜、構(gòu)件數(shù)量多以及碰撞產(chǎn)生的安全及質(zhì)量問(wèn)題等，而B(niǎo)IM技術(shù)恰好可以利用其模擬性可視性直觀性的特點(diǎn)，對(duì)比吊裝施工方案、合理分配機(jī)械及人類(lèi)資源[3]。

2 BIM技術(shù)下裝配式建筑吊裝施工重點(diǎn)

2.1 BIM技術(shù)下的裝配式構(gòu)件檢測(cè)

建筑工程所使用的構(gòu)配件大多屬于剛性結(jié)構(gòu)，因此在運(yùn)輸過(guò)程中容易發(fā)生磕碰以及顛簸，導(dǎo)致構(gòu)件精度出現(xiàn)偏差，從而影響后期的裝配吊裝，不僅會(huì)造成構(gòu)件返修或質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)影響施工進(jìn)度，因此施工單位在裝配式建筑施工過(guò)程中要做好構(gòu)件檢測(cè)工作，在確保構(gòu)件完整性的基礎(chǔ)上進(jìn)行吊裝施工。傳統(tǒng)的構(gòu)件檢測(cè)工作不僅效率低下，而且常常由于檢測(cè)誤差等問(wèn)題造成裝配不合理，而B(niǎo)IM技術(shù)可以與當(dāng)前的三維激光掃描技術(shù)相融合，使構(gòu)件檢測(cè)精度得到有效提升，同時(shí)也可以建立空間坐標(biāo)體系，將建筑物中的構(gòu)配件建立三維虛擬模型，并與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對(duì)比，了解二者之間存在的差異性，不僅有效提高了裝配式構(gòu)件檢測(cè)精度，同時(shí)還能為現(xiàn)場(chǎng)裝配施工機(jī)械提供操作空間數(shù)據(jù)，有效提高了工作效率及質(zhì)量[4]。

2.2 BIM技術(shù)下的吊裝場(chǎng)地規(guī)劃

隨著當(dāng)前施工規(guī)模的增加以及市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)，裝配式建筑構(gòu)件呈現(xiàn)出規(guī)?；?、大型化以及復(fù)雜化的趨勢(shì)，但是由于城市空間資源有限，很多施工現(xiàn)場(chǎng)受到限制，如果不能合理進(jìn)行場(chǎng)地空間規(guī)劃，那么可能造成后期施工的不順暢，相應(yīng)的施工企業(yè)應(yīng)提前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)吊裝施工的前瞻性和精細(xì)性，既要考慮各類(lèi)不同構(gòu)件的堆放部位以及堆放順序，同時(shí)還要考慮塔吊運(yùn)行部位以及起吊角度等影響因素。BIM技術(shù)通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空間的虛擬建模，分析整個(gè)施工流程、尋找到最佳的工具方案，可以有效地避免返工問(wèn)題，從而在側(cè)面也降低了施工成本。一般而言，相應(yīng)的技術(shù)人員要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，按照標(biāo)準(zhǔn)比例尺進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮施工道路以及構(gòu)件堆放分區(qū)，并利用模擬建模分析施工各類(lèi)參數(shù)，保證塔吊吊臂覆蓋所有加工區(qū)域，同時(shí)要深入考量可能出現(xiàn)的碰撞問(wèn)題，通過(guò)數(shù)據(jù)優(yōu)化提高場(chǎng)地布置的合理性，為實(shí)際裝配施工做好鋪墊[5]。

2.3 BIM技術(shù)下的吊裝施工模擬

吊裝環(huán)節(jié)是裝配式建筑中的重點(diǎn)，而且構(gòu)件拆分后數(shù)量眾多，需考慮吊裝位置以及吊裝順序，如果吊裝精準(zhǔn)度不能滿足要求就容易造成構(gòu)件互相碰撞或構(gòu)件與塔吊發(fā)生剮蹭等問(wèn)題，不僅會(huì)造成施工現(xiàn)場(chǎng)安全及質(zhì)量問(wèn)題，而且嚴(yán)重拖延施工進(jìn)度，甚至?xí)斐煞倒さ痊F(xiàn)象。在吊裝施工過(guò)程中運(yùn)用BIM技術(shù)需針對(duì)各構(gòu)件拆分后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬不同構(gòu)件的吊裝順序，采用橫向?qū)Ρ确绞教接懖煌跹b施工方案的實(shí)施效果得出最佳路徑，建議運(yùn)用動(dòng)畫(huà)技術(shù)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，并組織設(shè)計(jì)方、施工方、業(yè)主方等進(jìn)行會(huì)議討論，在會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)各方可提出自己的意見(jiàn)，并集體討論如何調(diào)整方案，讓吊裝施工方案趨于合理，提高吊裝施工的可行性[6]。

3 BIM技術(shù)下的裝配式建筑吊裝施工實(shí)例

近些年來(lái)隨著人們對(duì)于建筑多元化需求不斷增長(zhǎng)，商住兩用型公寓成為目前城市市場(chǎng)較為熱衷的建筑對(duì)象，本文以某商住公寓項(xiàng)目為例分析裝配式建筑吊裝施工的BIM技術(shù)應(yīng)用，此類(lèi)建筑多以剪力墻以及框架結(jié)構(gòu)為主，其預(yù)制構(gòu)件包括建筑樓板、建筑墻體、預(yù)制樓梯以及陽(yáng)臺(tái)板等，但是由于施工現(xiàn)場(chǎng)空間有限，需要對(duì)各類(lèi)吊裝構(gòu)件進(jìn)行合理分配，注重材料堆放位置以及吊裝施工方案的科學(xué)運(yùn)用，同時(shí)也要求相關(guān)技術(shù)人員了解BIM技術(shù)與實(shí)際施工的融合性，下面從場(chǎng)地規(guī)劃以及實(shí)際施工兩方面進(jìn)行實(shí)例分析。

3.1 場(chǎng)地規(guī)劃

首先，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地形特點(diǎn)以及構(gòu)件類(lèi)型進(jìn)行模型編輯，并繪制預(yù)制構(gòu)件詳圖，保證后期規(guī)劃的準(zhǔn)確性，整個(gè)流程主線應(yīng)該以工程進(jìn)度為基礎(chǔ)，按照流程進(jìn)行構(gòu)件裝車(chē)、運(yùn)輸以及卸載，并規(guī)劃好相應(yīng)施工運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)，盡量減少后期構(gòu)件的移動(dòng)距離。其次，構(gòu)件的生產(chǎn)雖然可以集成化加工，但是由于施工現(xiàn)場(chǎng)空間有限，可以按照施工順序進(jìn)行堆放，保注重同一空間地點(diǎn)的材料堆放清單及順序，應(yīng)對(duì)每一個(gè)時(shí)間段上的空間，碰撞點(diǎn)進(jìn)行完善優(yōu)化，確保施工順序順利進(jìn)行，這也是從側(cè)面降低施工成本的重點(diǎn)環(huán)節(jié)[7]。最后，本文所描述的商住兩用型公寓屬于高層建筑，因此建議選用QTG25（3506）塔吊，其調(diào)配工作幅度為2.5m至35m，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件數(shù)據(jù)以及塔吊設(shè)備參數(shù)輸入到BIM軟件當(dāng)中中一般建議將構(gòu)件堆放數(shù)量控制在1至2層，根據(jù)實(shí)際施工特點(diǎn)，選擇塔吊的安裝區(qū)域，保證塔臂操作范圍可以覆蓋整個(gè)建筑[8]。

3.2 實(shí)際施工

相關(guān)技術(shù)人員利用BIM技術(shù)模擬吊裝施工流程，并以動(dòng)畫(huà)形式導(dǎo)出，建議在方案探討會(huì)議上將其進(jìn)行展示，并更多的了解其他相關(guān)方的建議及質(zhì)疑，也可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行在線視頻探討，打破時(shí)間與空間限制，給更多的技術(shù)參與人員提供方案交流平臺(tái)。本文以商住兩用型工藝預(yù)制樓板為例探討B(tài)IM技術(shù)的實(shí)際施工應(yīng)用。首先，在構(gòu)建BIM虛擬模型時(shí)，要對(duì)樓板參數(shù)進(jìn)行多次審查，以保證后期3D模型的精準(zhǔn)性，同時(shí)還需要施工單位應(yīng)用revit軟件完成樓板搭建，并制成相應(yīng)的吊裝動(dòng)畫(huà)視頻。其次，要將樓板吊裝作為起始幀，并模擬標(biāo)準(zhǔn)層樓板的整個(gè)吊裝流程，在吊裝過(guò)程中需配合施工注意要點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，在關(guān)鍵幀畫(huà)面上構(gòu)建吊裝路線，值得注意的是在樓板吊裝過(guò)程中，在距離吊裝位置50cm時(shí)將構(gòu)件停止移動(dòng)，并再次復(fù)核各部位偏差，在滿足要求后緩慢下降，并觀察樓板與支撐墻體的連接鋼筋是否對(duì)齊，整個(gè)吊裝重點(diǎn)過(guò)程要根據(jù)實(shí)際情況制作動(dòng)畫(huà)，及時(shí)為各方工作流程探討打下基礎(chǔ)，同時(shí)也是為后期技術(shù)交底做好鋪墊。

最后，該商住兩用型公寓部分樓層為loft結(jié)構(gòu)，因此有部分樓板為懸挑形式，上述動(dòng)畫(huà)模擬還需針對(duì)懸挑樓板進(jìn)行流程制作，強(qiáng)調(diào)懸挑梁與懸挑樓板的搭接過(guò)程，建議以懸挑板就位時(shí)間點(diǎn)作為開(kāi)始幀，上述流程完成后可重新選擇樓板進(jìn)行繼續(xù)吊裝施工[9]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，裝配式建筑具有傳統(tǒng)建筑無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，各類(lèi)施工部件都可在工廠完成加工，不僅有效保證了構(gòu)件質(zhì)量，同時(shí)也縮短了建筑施工工期，但是構(gòu)件的預(yù)制需在精度較高的條件下完成吊裝施工，否則可能造成構(gòu)件與構(gòu)件或構(gòu)件與設(shè)備之間發(fā)生碰撞、剮蹭，不僅嚴(yán)重影響構(gòu)件質(zhì)量，同時(shí)也為施工現(xiàn)場(chǎng)埋下了安全隱患。運(yùn)用BIM技術(shù)能在一定程度上將施工流程以及施工方案進(jìn)行可視化展現(xiàn)，尤其在裝配式構(gòu)件檢測(cè)、吊裝現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃以及吊裝施工模擬等環(huán)節(jié)具有優(yōu)勢(shì)，因此相關(guān)施工單位以及技術(shù)人員應(yīng)充分意識(shí)到BIM技術(shù)的特點(diǎn)，并針對(duì)裝配式建筑施工需求進(jìn)行虛擬展示，為實(shí)際吊裝工作提供優(yōu)化方案改進(jìn)路徑，同時(shí)也為我國(guó)的建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展不斷的探索和創(chuàng)新。