装配式建筑设计与施工中BIM技术的应用研究

装配式建筑设计与施工中 BIM 技术的应用研究

黄涛

中冶建工集团有限公司，重庆 400080

摘要：以本文以马城新区安置房（一期、二期）项目EPC总承包工程为例，分析此装配式建筑设计与施工过程中应用BIM技术的优势，通过介绍BIM技术具体应用情况，以实际应用效果证明BIM技术在装配式建筑中的实际应用价值。

关键词：装配式建筑；BIM技术应用；设计与施工

1 工程概况

马城新区安置房项目(一期、二期）位于安徽省蚌埠禹会区马城镇，西至老206国道、东至用地红线、南至用地红线、北至新华路。地上总建筑面积约17.66万㎡，其中住宅建筑面积约12.21万㎡（装配率40.9%）。

2 BIM技术在项目中的应用

2.1 图纸会审阶段

图纸会审是施工准备阶段技术管理的主要内容之一。基于BIM的图纸会审会发现中国传统二维图纸会审所难以及时发现的许多共性问题，传统的图纸会审工作都是在二维图纸中进行分析图纸审查，难以提高发现空间碰撞上的问题，基于BIM的图纸会审是在三维模型中进行的，各工程建筑构件模型之间的空间立体关系一目了然，通过系统软件的碰撞检查主要功能，全方面进行检查，可以很直观地发现图纸不合理的地方。

马城安置房项目通过BIM图纸会审发现预制装配式外墙（PCF）转角板安装施工难度大，且外叶板强度低，砼浇筑过程中容易造成外叶板破裂、涨模，严重的影响施工进度，通过设计修改优化不仅提高了施工现场的进度，还降低项目部施工的经济投入。基于BIM的图纸会审通过小组成员在三维模型中进行漫游审查，以第三人的视角对模型建立内部管理进行分析查看，发现预制构件预留线盒与土建工程施工过程发生碰撞，预制构件之间信息系统表达不完整、遗漏等问题，以及相关设备、管道、管配件的安装、操作、维修等预留所必需的空间，发现问题共60多处。通过BIM应用，建立模型进行分析，同时根据实际情况及施工经验，直观快速的发现预制外墙转角处接缝问题，提出以预制装配式外墙（PCF）转角板取代预制墙外挑方式方案。通过实践与总结形成《预制装配式外墙（PCF）转角板安装施工工法》。

2.2 施工场地布置

本工程为装配式建筑，吊装体量较大，一次性投入的人力、物力、大型机械设备较多，各工序穿插进行，前期场地布置过程中问题较多。

为确保交通畅通和工程安全文明施工，减少现场材料，实行二次处理，避免环境污染，通过广联达场布软件对马城新区安置房项目按照地下、地上主体结构施工、装饰装修施工等不同阶段进行场地布置，主要对施工大门、施工主干道、PC构件堆场、大型机械设备、料场及加工场地、办公区及临时用水用电和其他设施的布置，合理的利用场地资源，根据工程进展情况，分阶段调整平面布置，科学的进行场地平面规划。

2.3 装配式建筑施工

本工程整体施工工艺：构件进出场验收→弹线定位、标高测设→墙板吊装→外防护搭设→灌浆→墙、柱钢筋绑扎→墙、柱模板安装加固→梁、顶板支架模板施工→阳台板空调板支撑安装→阳台板、空调板、楼梯吊装所有水平构件吊装→楼面钢筋绑扎、水电预埋→墙、楼面混凝土浇筑。

配合项目现场24栋装配式住宅楼的施工需求，进行预制构件吊装的基于BIM技术施工工艺视频模拟演示。样板引路，规范、细化各施工技术工艺、工序管理流程、操作控制要点，策划现场施工的细部特点，保证施工过程中各项工序顺利完成。

2.4 二次结构设计

砌体排砖是工程建设中最常见的施工内容之一。施工前，需要绘制排砖图，对所需的砌块进行统计，以方便后续的材料准备和施工。利用BIM技术提前模拟二次结构布置和砌体施工，并导出相应的砖加深图，智能统计不同规格块体的落料单，指导施工。

通过项目施工图纸进行建模，结合水电预留预埋，对二结构进行合理的施工。BIM技术预排砖的目的就是在于可以实现二次结构设计施工中构造柱子、过梁等部位的优化，提高排砖图绘制与材料用量统计的效率，利用砌体工程施工管理模型研究进行分析三维仿真交底以提升建筑施工环境质量，同时通过减少材料浪费，降本增效；将图纸中的质量隐患与问题消灭在施工之前，使设计施工图纸更符合施工现场的具体要求，并能合理的计算出砌体等材料用量。

2.5 可视化技术交流

马城新区安置房项目BIM小组在可视化技术交流应用上主要针对装配式建筑的吊装、灌浆、打胶等方面进行培训交流。利用建立出的模型对管理人员及施工人员进行三维可视化技术交底，使施工人员更加清晰的了解到施工特点及安全质量注意事项，从而提高了管理工作学习效率和质量，提升了工程的经济社会效益。

装配式工程可视化是通过动画对整个工程施工过程进行动态、真实的演示，能够收集仿真过程中形成的各种信息和数据，并以图形的方式直观地呈现出来。通过这种方式，施工单位可以正确理解项目的设计意图，实时了解各类施工数据和信息，对装配式工程施工有很大帮助。随着BIM技术发展，可视化信息技术在许多大规模发展建设工程项目和难度较高的项目中的应用研究越来越多。

虽然传统的二维平面设计也可以实现协同设计，但有一定的局限性，应用BIM技术可以实现基于三维模型的专业部门之间的视觉协调，装配式工程项目的参与者可以使用BIM技术将计划和程序上传到数据库，将项目最新成果的三维模型重新整合，实现无缝协调。应用BIM技术可有效进行整合各项信息资源，大大提升建筑工程施工质量和效率，并将误差尽可能降低成本最低。另外，BIM技术的应用可以准确生成项目的简单模型，提高项目的进度。它还可以借助这项技术的设置工具生成不同方案的三维显示和环境配置。快速、高效、准确地理解设计理念，进而有效争取施工方案交流的主动权。

2.6 协同管理平台

基于BIM协同发展平台，由三维建模解决实际工程进行建筑结构设计与施工研究领域的全新解决工具，BIM协同管理平台是解决信息工程项目建设全生命周期中数字化、可视化、信息化的概念，通过国家标准、组织、平台可以实现的更高层次的BIM应用。

应用平台的信息记录BIM模型可上传到EBIM云平台，该平台重量轻，BIM模型可在移动设备上查看和查看。通过小组成员建立装配式构件族库，实行施工管理过程模拟，可以通过提前发现存在一些问题，并及时上传EBIM云平台，使得模型资料可以第一时间得到问题整改。

二维码是现场信息的入口，是连接构件生产、施工现场和模型数据的核心媒介。模型有效的定位且赋予他独立的身份证，通过二维码方式的信息处理和处理，可以详细看到PC预制构件的型号信息、加工信息、运输信息、进场信息、施工信息和验收信息，确保项目每一步都在掌控之中。同时监理等参建单位可通过二维码进行检查验收。通过EBIM云平台云端数据处理、整改意见及落实情况，协同管理平台实现各种工程信息的同步，更好的控制项目施工质量，提高工程管理层次。

3 结语

①BIM技术的应用，使我们在项目前期图纸会审阶段可以发现很多二维图纸难以发现的问题，利用模型可以很直观的看到各系统之间的碰撞问题、各专业之间的冲突、施工过程中应该注意的问题以及施工的交叉次序。②利用BIM技术在节点的深化与优化、工程技术交底、场地布置优化、施工方案模拟等方面，它有效地帮助解决了工程装配式建筑建造过程中出现的一些问题。③在此类装配式结构建筑信息工程中应用BIM技术可以表现出可视化、信息化和高效化等优势，推动了我国装配式混凝土建筑的发展。

参考文献：

[1]王伟.BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析[J].黑龙江科学.2019（2）

[2]赵春梅.刍议如何实现装配式建筑施工技术精细化[J].科技创新与应用.2020（35）