基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工組織管理與教研策略研究

武精科　程永振　陳家瑞　尹得余　吳涵

摘 要

發(fā)展裝配式建筑是引領(lǐng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型的必然趨勢(shì)，但裝配式建筑施工組織與管理有別于傳統(tǒng)建筑且存在較大差距，造成裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)難以發(fā)揮，嚴(yán)重制約其快速發(fā)展。本文以裝配式建筑的施工組織與管理為具體研究對(duì)象，提出相應(yīng)的教研策略和思路，這對(duì)裝配式建筑的研究和推廣應(yīng)用具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞

裝配式建筑;BIM技術(shù);施工管理;教研策略

中圖分類號(hào)： H319文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.04.62

0 引言

裝配式建筑是對(duì)傳統(tǒng)建筑建造方式的提升，是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是落實(shí)國(guó)務(wù)院決策部署的重要舉措，符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求[1-3]。2017年3月21日，江蘇省住建廳發(fā)布《江蘇省“十三五”建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃中指出江蘇省將發(fā)展以“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化運(yùn)營(yíng)”為主要特征的建筑產(chǎn)業(yè)，目標(biāo)是到2020年，全省裝配式建筑占新建建筑比例將達(dá)到30%以上。然而，裝配式建筑施工組織設(shè)計(jì)與管理有別于傳統(tǒng)建筑，需要增加構(gòu)件制作、構(gòu)建運(yùn)輸方案、構(gòu)件堆放方案、連接方案等部分，其中構(gòu)件制作與構(gòu)建運(yùn)輸方案實(shí)施場(chǎng)地均不在施工現(xiàn)場(chǎng)，與現(xiàn)場(chǎng)施工澆筑的施工技術(shù)存在較大差距。

施工組織與管理是建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理的重要組成部分，也是建筑產(chǎn)品形成過(guò)程的重要手段，它具有戰(zhàn)略部署和戰(zhàn)術(shù)安排的雙重作用[4-5]。目前，適用于建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的先進(jìn)建筑信息模型BIM，作為國(guó)內(nèi)工程建設(shè)領(lǐng)域最受追捧的應(yīng)用技術(shù)，正受到越來(lái)越多的關(guān)注。它能夠?qū)⒐こ添?xiàng)目在全壽命周期中各個(gè)不同階段的工程信息、過(guò)程和資源集成在一個(gè)模型中，方便的被工程各參與方使用，通過(guò)三維數(shù)字技術(shù)模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，為工程設(shè)計(jì)和施工提供相互協(xié)調(diào)、內(nèi)部一致的信息模型，使該模型達(dá)到設(shè)計(jì)施工的一體化，促使各專業(yè)協(xié)同工作，從而降低工程生產(chǎn)成本，保障工程按時(shí)按質(zhì)完成。因此，針對(duì)裝配式建筑施工組織與管理難題，將先進(jìn)的BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的施工組織來(lái)完成對(duì)其科學(xué)化管理，利于保證施工現(xiàn)場(chǎng)有序進(jìn)行，促進(jìn)裝配式建筑能夠更好、更快發(fā)展。

1 裝配式建筑施工與管理存在問(wèn)題分析

目前，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都在進(jìn)行精細(xì)化施工管理的試點(diǎn)工作，例如萬(wàn)科、金地、中天、中建等企業(yè)，在精細(xì)化管理方面已取得了一定的成果，但與國(guó)外的先進(jìn)水平相比，仍存在較大差距，具體差距如下：（1）圖紙深化設(shè)計(jì)能力較弱，精細(xì)化的施工圖紙無(wú)法全面推行，對(duì)于完整的精細(xì)化管理要求，施工圖的設(shè)計(jì)深度無(wú)法達(dá)到;（2）統(tǒng)籌策劃、計(jì)劃能力較弱，在計(jì)劃、策劃方面的前期，與國(guó)外水平尚存在較大差距，往往缺乏指導(dǎo)性，導(dǎo)致相關(guān)計(jì)劃流產(chǎn);（3）建造技術(shù)相對(duì)落后，目前還處在較為的原始的手工作業(yè)階段的國(guó)內(nèi)的建造技術(shù)，如裝配化、工廠化率基本沒(méi)有相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)業(yè)，給管理上帶來(lái)極大不確定性;（4）配套產(chǎn)業(yè)無(wú)法適應(yīng)精細(xì)化管理要求如建材行業(yè)，其自身的原材料組織協(xié)調(diào)能力較差，若有突發(fā)情況，易影響施工計(jì)劃;（5）人員管理能力有限，施工管理人員能力較低，尚需進(jìn)行系統(tǒng)性的培訓(xùn)和實(shí)踐，目前難以掌握精細(xì)化管理;（6）缺乏專業(yè)人才工人的專業(yè)能力薄弱，不能熟練掌握規(guī)范、技術(shù)要求，對(duì)質(zhì)量要求無(wú)法透徹理解，因此對(duì)工程質(zhì)量無(wú)法做到保證。

2 裝配式建筑施工與管理的教研策略

本文以裝配式建筑的施工組織與管理為具體研究對(duì)象，擬采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析、數(shù)值仿真、工程設(shè)計(jì)等綜合研究方法，探究基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工組織與協(xié)同管理教研策略，思路如下：

（1）現(xiàn)場(chǎng)收集典型裝配式建筑施工資料信息，系統(tǒng)研究典型裝配式建筑施工方案、施工進(jìn)度、資源配置、施工圖設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、初步拆分設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、構(gòu)件深化設(shè)計(jì)）及施工配合階段流程，分析裝配式建筑施工過(guò)程。

（2）對(duì)裝配式建筑的場(chǎng)地布置、預(yù)制構(gòu)件吊裝和套筒灌漿等關(guān)鍵技術(shù)的施工工藝進(jìn)行分解，進(jìn)一步探討施工生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)、質(zhì)量、進(jìn)度、資源、現(xiàn)場(chǎng)和信息管理等動(dòng)態(tài)管理工作和控制措施，明晰裝配式建筑施工組織和協(xié)同管理方面存在問(wèn)題及其影響因素，指明解決裝配式建筑施工組織和協(xié)同管理的技術(shù)方向。

（3）通過(guò)對(duì)BIM軟件及虛擬施工概念的分析，以虛擬環(huán)境為基礎(chǔ)，運(yùn)用4D、5D技術(shù)，從時(shí)間、空間、安全等不同方面，對(duì)真實(shí)的建筑工程施工組織設(shè)計(jì)方案及施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行可視化、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模擬，虛擬施工流程如圖1所示。

（4）研究基于BIM技術(shù)在虛擬裝配式建筑施工中的環(huán)境實(shí)現(xiàn)過(guò)程，探究從構(gòu)件制作到安裝完成的具體實(shí)施流程過(guò)程組織與管理，進(jìn)而提出基于BIM技術(shù)的裝配式施工組織與協(xié)同管理方法。

（5）將BIM模型與裝配式建筑施工現(xiàn)場(chǎng)融合，建立BIM技術(shù)在施工階段中構(gòu)件制造、施工平面布置、施工質(zhì)量管理、施工安全管理及施工進(jìn)度管理五個(gè)模塊的工程維度信息與BIM模型，并將其進(jìn)行關(guān)聯(lián)集成管理框架;詳細(xì)闡明各模塊的應(yīng)用過(guò)程和協(xié)同管理機(jī)制，最終形成基于BIM技術(shù)的裝配式建筑施工全過(guò)程組織與協(xié)同管理的教研模式。

3 總結(jié)

本文將BIM技術(shù)引入到裝配式建筑施工組織與精細(xì)化管理中來(lái)解決問(wèn)題，總體研究策略和思路總結(jié)如下：首先系統(tǒng)研究典型裝配式建筑施工方案、施工進(jìn)度、資源配置、施工圖設(shè)計(jì)及施工配合階段流程，明晰裝配式建筑施工組織與協(xié)同管理方面存在問(wèn)題及其影響因素;然后，研究基于BIM技術(shù)在虛擬裝配式建筑施工中的環(huán)境實(shí)現(xiàn)過(guò)程，提出基于BIM技術(shù)的裝配式施工組織與協(xié)同管理方法;最后，建立施工階段中構(gòu)件制造、施工平面布置、施工質(zhì)量管理、施工安全管理及施工進(jìn)度管理五個(gè)模塊的工程維度信息與BIM模型，闡明各模塊的應(yīng)用過(guò)程和協(xié)同管理機(jī)制。

參考文獻(xiàn)

[1]江蘇省“十三五”住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展規(guī)劃：蘇建房管〔2017〕367號(hào)[Z].南京：江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳，2017.

[2]王俊，趙基達(dá)，胡宗羽.我國(guó)建筑工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J].土木工程學(xué)報(bào)，2016，49（5）：1-8.

[3]余峰.預(yù)制裝配式混凝土（PC）住宅項(xiàng)目施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)分析及管理研究[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2017.

[4]姜騰騰.綠色建筑背景下基于BIM技術(shù)的建筑工業(yè)化發(fā)展機(jī)制研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2015，7（2）：56-60.

[5]朱雨尋，李莉萍.BIM技術(shù)在住宅產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J].城市建筑，2016，（3）：315-315.