基于BIM技术的装配式建筑施工质量管理研究

高天琦　李可慧　孟洋　牟子旭　王洋

摘 要：随着我国工业进步和城市化发展进程加快，建筑业也处在蓬勃发展的关键时期，采用装配式建筑施工技术代替传统施工工艺，对提高工程施工效率和施工质量将产生巨大的推动作用。但随着装配式建筑的发展，很多施工质量问题也显现出来。本文旨在研究将BIM技术引入到装配式建筑中，解决传统的装配式建筑施工中易于出现的问题。对传统装配式建筑施工中易出现的问题进行分析，将BIM技术引用到现存装配式建筑施工管理中，能有效的协调装配式现场施工过程，提高施工效率，降低安全隐患，对提高我国装配式建筑施工的节点连接质量具有重要意义。

关键词：BIM技术;装配式建筑;质量管理

一、引言

中国过去三十年的经济快速发展创造了巨大的建筑市场，然而，中国建筑业的特点仍然是现场生产力低，质量不可靠，资源和能源消耗高，安全事故频繁，环境污染严重。装配式建筑因其在减少耗能、提高社会效益和环境效益、提高工人劳动生产率方面有很大优势而重新成为各方关注的焦点，但由于装配式建筑大部分构件是在工厂预制完成，再运输到现场进行安装，这就会引发一系列的施工问题。尤其在装配式建筑的施工核心节点连接方面，更是建筑业界关注的重点，引入新的技术并进行使用，这对促进我国装配式建筑的发展有着重大意义。

二、BIM与装配式建筑施工质量研究现状

（一）装配式建筑施工质量研究现状

目前我国装配式建筑在質量管理方面还存在诸多问题，许多专家学者对此进行了大量研究，并分析了其影响原因：肖阳[1]将装配式建筑施工阶段的质量影响因素分为三个方面：（1）现场安装施工率低;（2）施工管理水平不高;（3）项目各参与方组织协同度不高。郭琼忠[2]从平板制作安装、构件连接、工艺和精细化管理四个方面分析了装配式建筑施工质量影响因素。邓竹松[3]指出装配式建筑施工过程中常出现的问题有坐浆问题、拼缝处理存在误差和构件保护不当。并从机械设备、材料和施工人员三方面分析了各问题出现的原因。童伟伟和李彩霞[4]从施工准备工作、配件生产质量问题和施工管理工作三个方面阐述了我国装配式建筑施工管理中需要解决的问题。随后指出将BIM技术应用到其中的重要性，提出在预制构件的质量管理和设计环节质量控制等方面具体应用。

综上所述，装配式建筑在施工过程中存在很多的质量问题，而影响施工质量问题的原因可概括为人员、机械、材料和方法等。

（二）BIM在装配式建筑施工质量管理研究的现状

随着建筑工业化的发展，对装配式建筑质量的研究也随之增加。曹江红等[5]在DBB（Design-Bid-Build）的模式下针对装配式建筑施工过程不同阶段对质量的不同要求，将BIM辅助下的装配式质量管理分为事前指导性质量管理;事中质量管理;事后质量控制三个过程。李天华等[6]在BIM应用的基础上，将无线射频识别RFID（Radio Frequency Identification）引入到装配式建筑施工管理中，运用手机、平板电脑等移动设备随时随地对预制构件的各种信息进行检查，形成了有效的装配式建筑管理模式，提高装配式建筑的管理质量及管理水平。

通过对近几年研究文献进行分析发现，从BIM角度进行装配式建筑施工质量管理的研究相对较少，还有待进一步研究，将BIM各大优势与装配式建筑施工质量问题相结合，可以为装配式建筑质量管理开辟新的思路。

三、装配式建筑工程项目施工质量问题研究

（一）装配式建筑施工质量问题统计

通过统计分析，搜集了某装配整体式住宅项目施工质量问题有关数据，如表1所示：

通过帕累托图法对以上质量问题进行分析，如图1所示：

装配式建筑施工主要质量问题有三个，分别是坐浆、注浆的质量控制、安装尺寸偏差、后浇段质量问题。而且这三个问题是始终贯穿于整个施工过程中的。

（二）装配式建筑施工质量问题分析

本节从人员、机械、材料等方面对主要的施工质量问题进行剖析。

1.坐浆、注浆质量问题

第一，施工人员的匮乏，加上缺少培训对工艺技术掌握的不熟练，对施工质量的不重视，很少对工艺进行检查。粗糙面处理不到位、浆层与预制构件结合面间存在裂缝、部分坐浆层厚度超过规定厚度、坐浆注浆不饱满。第二，坐浆料和注浆料的质量与拌制比例很重要。要注意时间、湿度、温度等问题，否则浆料将无法使用，造成浪费。所有要减少拌制数量，增加拌制次数。第三，目前缺乏对坐浆料、注浆料用量的定量控制机机具，缺少高效率的机械进行质量检测，容易造成安全隐患。

2.安装尺寸偏差

安装尺寸偏差主要表现为预留洞口尺寸和管线与设计图纸不符，预制墙板进行拼装时，由于拼接缝处理不当，造成装配式墙板之间接缝不在同一位置，严重的甚至出现错台问题。人员方面对施工人员缺少培训，施工工序不到位，技能不达标，自检、复检不到位，操作者思想也不够重视。机械方面缺乏实用的精度控制工具，对墙板拼接缝宽度要求较精确，施工机械不易操作。材料方面则是构件出厂质量不合格，预制构件尺寸不标准都会导致安装尺寸出现偏差。

3.后浇段质量问题

在装配式建筑中，由于后浇段问题，钢筋设计、预制构件结构生产不到位，尺寸不合格，施工人员操作不当，容易产生漏浆、拔台、烂根等问题。漏浆时水和水泥会在模板与模板或者模板与地面之间的缝隙之间漏出，导致缝隙之间到处都是砂石，严重的漏浆会造成混凝土露筋、空洞，致使构件的强度降低。拔台表现为混凝土的平整度不好，在模板加固不过关的情况下，模板无法承受混凝土的压力导致模板被挤压变形，使得两模板产生相对位移。

四、基于BIM技术的装配式建筑工程施工质量控制

本章针对装配式建筑的施工质量问题及其原因，运用BIM的相关知识，构建基于BIM技术的装配式建筑施工质量的控制方案。该方案将装配式建筑施工质量控制分为三个阶段：事前控制阶段、事中控制阶段和事后控制阶段。