基于BIM技术的装配式建筑吊装施工分析

文/徐奕敏 广东省勃诚建设有限公司 广东韶关 512000

将BIM技术应用到装配式建筑吊装施工中，能够节约开支，减少工程漏洞，使各施工工序更加直观、简便，价值极高。施工单位要结合实际工程背景和吊装施工要求，拆分传统建筑工程，使之以预制构件的形式存在，继而通过拼装使之成为一个整体，再优选吊装技术进行安装，保障工程质量和先进性。

1、BIM技术概述

现阶段，计算机已经被广泛应用到建筑设计中，效果非常好。其中，最常见的便是BIM技术（建筑信息模型），其并不是对数字信息技术进行简单的集成，而是以数字化方法，在设计、建造、管理等各个领域对其进行应用。该技术的优势在于为建筑工程提供了良好的集成管理环境，使建筑工程质量和效率兼具，施工风险相对比较低[1]。具体而言，包括如下三个方面特征：其以数字形式，将装配式建筑物理和功能特性呈现出来；它具备共享性特征，能够对该设施信息进行分享，为建筑工程从建设到拆除提供可靠的依据；在装配式建筑吊装施工各环节，业主、承包商、建筑师等充分发挥BIM技术优势，对装配式建筑工程相关信息进行插入、提取、更新和修改，用于实现各环节协同。

在装配式建筑吊装施工中，发挥BIM技术优势，在云端服务器上存储装配式建筑各构件，有效整合构件尺寸、样式等各类信息，并采用专业方法和技术手段，对装配式建筑的构件族库进行完善和规范，确保装配式建筑规格标准，借助统一的构件元素，开展吊装工作，使之与不同装配式建筑的多样性需求吻合，在相对比较短的时间内，完成装配式建筑吊装施工工作，优化安装流程，提高工作效率。

2、装配式建筑特点

与传统建筑工程不同，装配式建筑通过拆分，使建筑工程以预制构件的形式存在。完成上述工作后，拼装混凝土建筑构件，使之成为一个整体，再在安装过程中应用吊装技术。这一工艺非常先进，除了参考价值外，推广性也非常强。根据住建部规划，预计2025年装配式建筑占新建筑比例在50%以上。装配式建筑与现浇整体式工程存在明显差别，施工速度快，也不会太受外部气候、环境条件影响，建筑垃圾并不是很多。然而，该建筑形式也存在一定的局限性，很少被应用到高层建筑中，在构件尺寸方面有诸多限制。

装配式建筑工程具备如下特征：其一，质量好。采用标准化方式，大批量生产构件，不会受外部环境、天气影响，可靠性强；其二，节能环保。工程实践中，这一建筑类型不会浪费太多物料，使施工现场建筑垃圾明显减少；其三，工期短。完成构件生产之后，运送到现场进行装配，施工过程相对比较简单，工程进度快；其四，节约人力资源。构件生产在工厂便可执行，人力需求并不是很大，施工人员劳动强度低；其五，模板用量少。选择叠合板，用作楼板底膜，再把外挂板应用到剪力墙中，作为它的一侧模板[2]。故而，模板的节省量非常大；其六，数字化管控。工程实践中，充分发挥互联网、移动通讯、摄影摄像技术等优势，将BIM模型与预制、预加工等工厂制造部件、构件的加工、运输、按照全过程及隐蔽工程、特殊构造施工记录、现场施工进度等各指标整合起来，实施全过程管控。

3、基于BIM技术的装配式建筑吊装施工方法

将BIM技术与装配式建筑吊装施工结合起来，能够将精细化管理理念和方法融入施工现场，工期短，成本低，质量高，使装配式建筑工程治疗得到了明显提升。文章从“选择BIM技术进行施工模拟”和“优选施工方案”两个方面探讨基于BIM技术的装配式建筑吊装施工方法。

3.1 选择BIM技术进行施工模拟

建立节点库模型和构件库模型。在该过程中，发挥BIM技术参数化功能，以此为依托，进行快捷化编辑，把详细的预制构件图绘制出来。正是因为BIM技术具备可视化特征，才使预制件的设计更加准确，为节点库和构件库模型创建奠定了良好的基础。如图1所示，工艺流程图。

图1 工艺流程图

模拟施工场地。工程初期，将BIM技术的可视化优势充分发挥出来，深入模拟机械设备的使用、预制构件、模板安装等。该过程中，还要关注工程进度，结合预制构件情况和需求，依次完成装车、运输、卸装过程。无论吊装，还是节点施工中，都要对混凝土支模进行灌注，继而采用专业方法，对预制构件的运输、吊装、模板支护等一系列工程进行模拟[3]。完成上述工作后，依托BIM技术，对施工现场进行模拟，在该背景下，对材料安装位置、场地面积、各个时间段材料堆放清单等进行模拟，还要把空间上的各碰撞点找出来，采用科学的方法进行优化。顺利完成各节点的施工工作，还要保障效益最大化，使装配式建筑吊装施工质量和效率兼备。

模拟施工过程。明确详细的装配式建筑吊装施工流程，发挥BIM技术优势，模拟整个施工流程和一系列工序，继而演练如何安装预制构件，并将其与各个节点连接起来，预先明确具体工程实施中可能存在的各类问题。完成上述工作后，结合施工区域状况，严格划分各安装区域。每个区域都存在差别，要给出明确的吊装原则和顺序。倘若在BIM技术应用过程中，出现碰撞情况，需要在第一时间整改安装区域，或者对施工流程、顺序等进行更改。

以吊具和揽风绳安装为例，发挥BIM技术优势，预先对吊具的安装过程，墙板与钢丝绳夹角进行模拟，确保其在45 °以上，还要在该模型中，将缆风绳的位置确定下来，将其放置在墙板正面，使操作过程更加简便。该环节，还要用BIM模型，检查吊钩、卡环、钢丝连接情况，始终保持其牢靠性，达到良好的装配式建筑吊装施工模拟效果。

3.2 优选施工方案

结合实际模拟情况，按照水平方向，科学划分安装区域。该过程中，需要考量的相关内容和要素比较多。诸如，模拟结果、周边环境、结构形式等各个指标。其中，竖向结构吊装顺序非常关键。严格按照正确的楼段，依次开展吊装工作。该过程中，应用到的吊装方式，涉及到的吊装单元都比较多[4]。诸如，逐层立体式一次到顶方法、递推阶梯式吊装等。结合实际工程情况，严格遵循先承重、先灌浆后螺栓、先竖向后水平、先下后上的吊装原则。按照正确的工序，开展吊装工作，以免因灌浆过程不当，使各类技术性问题增多。如图2所示，基于BIM的装配式预制构件吊装现场。

图2 基于BIM的装配式预制构件吊装现场

4、案例展示

2018年5 月，山东省泰安市首个装配式住宅楼岳秀福邸二期保障房项目四层开始吊装装配式构件，整楼装配式剪力墙结构预制率达65%。与传统建筑工艺相比，装配式建筑极具节能环保方面的优势。施工现场，6个大挂车一字排开，内装装配式墙体构件，建设工地的塔吊把挂车上的装配式墙体构件吊装至在建工程四层。这个项目三层以下使用现浇技术，从四层开始采用装配式构件。

吊装开始前，施工人员在预先吊装的位置摊铺一层水泥，以免装配式构件和楼层之间出现缝隙。通常，完成单个装配式墙体构件吊装工作需要10min左右。因三层存在很多预留钢筋，为保证吊装工程严丝合缝，需要多次对施工方案进行灵活调整。该项目中用到的预制部品，预先在生产基地批量制造，然后把预制好的装配式构件，运到功地装配起来即可。

BIM技术在上述工序中得到了广泛应用，为装配式建筑提供了技术保障。充分发挥这一技术优势，将其完全融入吊装环节，并进行构件模拟，开展碰撞试验，为预制装配式建筑施工奠定了良好的基础，使各工序和施工流程更加科学、合理、有效。

结语：

综上所述，装配式建筑施工过程复杂，其中尤以吊装施工最为关键。优选BIM技术，应用到该工序施工过程中，需要考量诸多相关问题和技术要素，明确BIM技术优势及装配式建筑特点，优选正确的BIM技术，应用到建筑工程施工模拟中，结合实际工程背景，把最佳工程方案确定下来，减少不必要的成本浪费，在有限的工期内，保证最大工程效益，为后续各项工程的实施和开展提供借鉴和参考。