金偉強

（上港集團瑞祥房地產(chǎn)發(fā)展有限責任公司）

【關鍵字】 BIM；裝配式建筑；質(zhì)量管理

1 引言

近年來裝配式建筑快速發(fā)展，國家和各省市不斷出臺相關政策和配套，2016年至今，國家不斷發(fā)布相關文件，要求積極推進裝配式建筑和鋼結(jié)構。在2016年3月17日發(fā)布的《國家“十三五”規(guī)劃綱要》，將“提高建筑技術水平、安全標準和工程質(zhì)量，推廣裝配式建筑和鋼結(jié)構建筑”列為重要發(fā)展方向。上海積極響應國家號召，2017年土地出讓階段落實裝配式建筑面積約1892萬m2，裝配式建筑累計總量達4467萬m2。

裝配式快速發(fā)展也帶來了不少隱患，特別是豎向受力構件使用招到各方質(zhì)疑。隨著裝配式各項標準的落地，裝配式發(fā)展逐步成熟。2018年4月22日住建部推出《裝配式住宅建筑檢測技術標準（征求意見稿）》，2018年上海市推出《裝配式混凝土建筑檢測技術標準》，為裝配式質(zhì)量檢測提供技術支撐。同時，為了加強上海市裝配整體式混凝土結(jié)構工程質(zhì)量管理，上海住建委發(fā)布了滬建安質(zhì)[2017]241號文《關于進一步加強本市裝配整體式混凝土結(jié)構工程質(zhì)量管理的若干規(guī)定》[1]

建筑的質(zhì)量是建筑最基本的屬性，關乎整個項目的推進和驗收。裝配式建筑的快速發(fā)展，但裝配式質(zhì)量管理技術未完全建立。結(jié)合上港集團軍工路地塊開發(fā)建設項目，研究基于BIM的裝配式質(zhì)量管理技術和方法。

上港集團軍工路地塊開發(fā)建設項目總建筑面積為409531.28m2，裝配式建筑比例達到了100%，預制率達到了40%。項目具有圍合式特色的裝配整體式建筑，存在大量異形構件，實施要求高，裝配式質(zhì)量控制難度大。

2 BIM技術概述

圖1 建筑信息傳遞圖

BIM是建筑信息化的簡稱。BIM是基于信息化技術，以模型為載體，整合建筑全過程項目信息，為建筑提供服務的一種方式方法。BIM一般依托于3D技術，直觀、明了反應建筑項目信息。BIM應用的關鍵在于整合建筑全過程項目信息，傳統(tǒng)的建筑信息傳遞分為四個階段（見圖1），每一個階段在傳遞過程中信息都會大量損失。

3 裝配式質(zhì)量管理的難點

3.1 過程階段多，信息損失

裝配式建筑開啟建筑工業(yè)化時代，涉及設計、預算、施工、運維等多個環(huán)節(jié)，并將施工劃分為構件拆分、構件深化、構件開模、構件加工、構件養(yǎng)護、構件運輸、構件堆放、構件吊裝、構件灌漿等多個過程。過程的增加也代表著信息傳遞損失的增加。

3.2 構件信息多，跟蹤困難

軍工路項目采用圍合形式，戶型多，造成大量異形構件，且項目采用精裝修交付，機電管線復雜，機電點位繁多，對于裝配式設計、加工、安裝都帶來了巨大的困難。

3.3 構件類型多，工藝復雜

常規(guī)預制構件種類包含：預制梁、預制板、預制陽臺、預制樓梯。但是不同位置的相同預制構件施工工藝存在較大區(qū)別，例如建筑外墻的預制梁下二結(jié)構的施工工藝，傳統(tǒng)的交底方式工人難以清楚。

3.4 檢測手段有限

2018年以前裝配式建筑沒有實際意義上的檢測標準，2018年上海市推出的《裝配式混凝土建筑檢測技術標準》僅處于試驗階段，軍工路項目第一次采用。

3.5 質(zhì)量控制手段少，發(fā)現(xiàn)難以解決

在裝配整體式混凝土結(jié)構中，在質(zhì)量控制與施工驗收的規(guī)范方面，目前已經(jīng)有組織完善后的相應的標準，但對于套筒灌漿等關鍵工序的檢驗仍以過程控制為主。因為后期發(fā)現(xiàn)問題整改的難度太大，目前還沒有有效的解決措施。因此，在滬建安質(zhì)[2017]241號文發(fā)布后，上海安質(zhì)監(jiān)總站發(fā)布了滬建安質(zhì)監(jiān)[2018]47號文《關于進一步加強本市裝配整體式混凝土結(jié)構工程鋼筋套筒灌漿連接施工質(zhì)量管理的通知》。

4 基于BIM的裝配式質(zhì)量管理體系構建及應用

4.1 構建基于BIM的裝配式構件庫

裝配式項目質(zhì)量控制首先在于預制構件質(zhì)量的控制。每一塊構件都具有不同的屬性，特別是對于類似軍工路項目預制異形構件多，點位復雜的項目，需要建立全過程裝配式構件庫，才能整合構件信息，保證每一塊構件的質(zhì)量。

基于BIM的裝配式構件庫的建立，首先需要建立BIM模型，每個構建都會形成獨有識別號“ID”，以此為基礎建立“一件一檔”（“一件一檔”指每一塊構建都擁有自己的編號，對應獨立的檔案資料）制度，保證每一塊構件信息通過平臺存儲，現(xiàn)場可以隨時調(diào)用，便于構件廠、施工現(xiàn)場實施管控。

4.2 基于BIM的4D管理

裝配式施工是一個動態(tài)過程，包括多道工序，其施工方法和組織程序存在多樣性和多變性的特點，目前對施工過程的控制主要依賴傳統(tǒng)施工交底、職業(yè)培訓、熟練工帶頭等方法，存在一定局限性。如何有效地表達施工過程中各種復雜關系，合理安排施工計劃，實現(xiàn)施工過程的信息化、智能化、可視化管理，一直是待解決的關鍵問題。

基于BIM的4D虛擬施工技術為解決這些問題提供了一種有效的途徑。4D虛擬施工技術是在3D模型的基礎上，附加時間因素(施工計劃或?qū)嶋H進度信息)，將施工過程以動態(tài)的3D方式表現(xiàn)出來，并能對整個形象變化過程進行優(yōu)化和控制。

PC建筑相比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑，施工工序相對較復雜，每個構件吊裝的過程是一個復雜的運動過程，通過在BIM模型中進行4D施工模擬，查找可能存在的構件運動中的干涉碰撞問題，提前發(fā)現(xiàn)并解決，避免可能導致的延誤和停工。

對于復雜的施工工藝，通過BIM將建筑拆分，針對局部問題節(jié)點專項模擬，并生成虛擬施工視頻，實現(xiàn)全新的三維交底模式，項目施工前讓各參與人員直觀了解任何一個施工細節(jié)，減少人為失誤，提高施工效率和質(zhì)量。

結(jié)合BIM技術編制可視化施工交底方案，采用 Navisworks、Sycho4D、Dassalt Delmia、Fuzor等軟件對項目進行動態(tài)的施工仿真模擬，在軟件中賦予預制構件裝配時間和裝配路徑，并建立流程、人和設備資源之間的關聯(lián)，從而實現(xiàn)PC建筑的虛擬建造和施工進度的可視化模擬。通過可視化虛擬建造，直觀、有效地讓工人明白裝配式施工的各個過程。并將儲存構件吊裝位置及施工時序等信息的BIM模型導入到平板手持設備中。技術人員可以清晰的核對構件，全過程進行跟蹤。

4.3 建立全過程監(jiān)控體系

裝配式建筑質(zhì)量控制體系是在明確的質(zhì)量方針的指導下，通過對施工方案的計劃、實施、檢測和持續(xù)改進，進行整個裝配式施工過程的事前控制、事中控制、事后控制。結(jié)合預制裝配式混凝土結(jié)構工程的施工特點，以質(zhì)量文件審核、現(xiàn)場質(zhì)量檢查等方面為重點，形成上述三個環(huán)節(jié)互相補充，實現(xiàn)動態(tài)的過程質(zhì)量控制，達到質(zhì)量管理和質(zhì)量控制的持續(xù)改進。

BIM通過將信息整合到統(tǒng)一模型數(shù)據(jù)庫，每次都從同一數(shù)據(jù)庫調(diào)取信息，保證信息的唯一性和準確性。設計、加工、吊裝任何階段信息可以及時有效調(diào)取和溝通。結(jié)合二維碼、RFID集成構件信息對構件精細化監(jiān)控。

圖2 裝配式工程質(zhì)量監(jiān)控流程圖

圖3 裝配式“一件一檔”全過程管理體系圖

裝配式施工階段，由于現(xiàn)場施工環(huán)境復雜，影響因素多，通過將BIM模型輕量化，導入云端平臺，結(jié)合手持設備[2]，實現(xiàn)裝配式生產(chǎn)、安裝過程中質(zhì)量數(shù)據(jù)的動態(tài)采集，極大程度上避免了現(xiàn)場工程師質(zhì)量管理隨意性和滯后性，圖2是基于BIM監(jiān)控體系管理流程。

4.4 構建基于BIM的質(zhì)量管理體系

質(zhì)量控制是項目管理的重中之重，需從項目事前控制、事中控制、事后控制全過程角度出發(fā)，基于BIM技術，分準備階段、預制階段、運輸階段、吊裝階段、灌漿階段等整合全過程管控，通過數(shù)字化管理平臺，從施工準備階段開始，每一塊構件進行編碼，過程中拍照記錄，并上傳平臺，最終每一塊構件都形成“身份”信息，從而保證每一塊構件的可追溯性，保證每一塊構件質(zhì)量的可靠性（見圖3）。

5 結(jié)語

裝配式項目的質(zhì)量控制是裝配式項目的關鍵，任何一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題都會對造成整個項目的質(zhì)量安全問題。BIM通過將建筑全過程信息整合，為質(zhì)量管理提供了數(shù)據(jù)和技術基礎。

從建筑全生命周期考慮，分析項目事前、事中、事后三個階段，在此基礎上對BIM在裝配式建筑質(zhì)量管理中的應用進行了分析，對質(zhì)量管理的流程進行了研究。