装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用

2024-05-16徐柳斌济南高新控股集团有限公司山东济南250000

中国房地产业 2024年11期

文／徐柳斌济南高新控股集团有限公司山东济南 250000

陈荧荧济南四建（集团）有限责任公司山东济南 250000

引言：

随着城市化进程的不断推进和建筑需求的日益增长，建筑行业正面临着新的挑战和机遇。传统的建筑施工模式逐渐显露出一系列的限制和不足，迫切需要寻找创新性的解决方案以提高建筑施工的效率和质量。在这个背景下，装配式建筑施工技术应运而生。作为一种革新性的建筑方式，装配式建筑施工技术不仅在建筑工程中展现了巨大的潜力，同时也对施工管理带来了全新的思考和挑战。

1.装配式建筑的概念和优势

装配式建筑是一种现代化的建筑方法，其核心理念是在工厂环境中预制建筑部件，然后将它们运送到现场进行组装。这一创新性的技术性方法对传统建筑方式进行了根本性的改变，为建筑行业带来了高效、环保和质量可控的优势。在装配式建筑中，建筑部件如墙体、楼板、梁柱等在工厂内精准制造，减少了现场施工的时间和人力成本。这种高度工业化的生产模式不仅提高了建筑质量，还大幅度降低了施工过程中的浪费，减轻了对环境的不良影响。装配式建筑具有精密的设计和生产工艺，先进的计算机辅助设计（CAD）和建模技术确保每个建筑部件的精准度和一致性，从而在拼装时能够实现完美的对接[1]。与传统建筑相比，装配式建筑更注重工程的标准化和模块化，使得建筑部件可以更好地相互协调和组合。此外，装配式建筑还在节能环保方面具有显著的优势。工厂环境下的生产过程更容易监控和管理，能够更有效地控制能源的消耗和废弃物的产生。这使得装配式建筑成为低碳、可持续发展的重要选择，有助于减缓城市建设对资源的压力。总体而言，装配式建筑为高效、环保、质量可控的建设提供了一种先进有效的解决方案。

2.装配式建筑施工技术的特征

在施工技术方面，装配式建筑体现了一系列显著的特征。首先，装配式建筑采用工厂化生产模式，将建筑组件在工厂内进行预制。这种集中生产的方式有效规避了传统现场施工中受天气、环境等因素影响的问题，提高了施工的可控性。通过精密的工厂制造，可以确保建筑元件的精准度和一致性，从而提高整体建筑质量。其次，装配式建筑强调模块化设计，即将建筑分解成各种标准化的组件。这使得建筑在设计和施工阶段能够更好地实现标准化和通用化，降低了定制化和非标定制的需求，有助于降低施工成本。同时，模块化设计也加速了施工进程，因为各个模块可以同时制造和安装，提高了整体施工效率。第三，装配式建筑采用先进的连接技术。在模块和组件之间采用工程粘接、机械连接等高强度连接方式，以确保建筑结构的稳固和耐久性。这些连接技术经过精密设计和严格测试，符合建筑结构的安全标准，保证了建筑的结构可靠性。此外，装配式建筑还强调数字化和信息化技术的运用。通过先进的建模、仿真和信息管理系统，可以在施工前进行全面的规划和优化，提高了施工的精确性和效率[2]。同时，数字化技术还有助于监控施工过程中的各个环节，及时发现和解决问题，保证施工的顺利进行。

3.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用价值

3.1 提高施工管理效率

首先，装配式建筑施工技术的标准化和模块化设计使得施工过程更为规范，减少了现场加工和调整的需要。这降低了施工管理中的不确定性，使得工程计划更为可靠，减少了后续调整的可能性，从而提高了施工管理的效率。其次，装配式建筑施工技术减少了现场施工时间，通过在工厂进行模块化生产，可以大幅缩短现场施工周期。这对于施工管理而言，意味着更紧凑、更可控的工程进度。管理者可以更精准地制定计划和资源分配，减少了施工现场的交叉作业和等待时间，进而提高了整体的施工管理效率。此外，装配式建筑施工技术的应用降低了现场劳动强度，减少了工人在高空、高温等特殊环境下的工作，提高了施工管理的安全性。这样的改善有助于降低事故发生的可能性，进而减少了施工管理中应对事故和紧急情况的工作量，有利于管理者更加专注于整体的工程进展和质量控制。

3.2 简化施工管理过程

首先，装配式建筑施工技术通过标准化的构件设计和制造，降低了施工现场的复杂性，减少了现场操作的不确定性。这意味着管理人员能够更精准地规划和调度施工进度，降低项目推迟风险。其次，装配式建筑施工技术减少了在现场的施工活动，最大程度上将施工工序转移到工厂内进行，减少了在施工现场的人员和资源需求。由于工厂环境更易于监管和控制，管理层能够更有效地进行质量控制和安全管理，减少了施工管理中的突发问题。此外，装配式建筑施工技术通过提高工程的可预测性，使项目管理更具灵活性。管理团队能够更准确地预测项目进展和成本，更好地应对变更和风险，从而简化了整个施工管理过程。

3.3 减轻施工管理负担

首先，装配式建筑施工技术的模块化特性使得施工管理更加精细和可控[3]。传统建筑往往需要现场大量的精细施工工序，而装配式建筑可以将这些工序在工厂进行，减少现场施工任务和管理层面的繁琐。这不仅节省了时间，降低了工程的管理复杂度，还减轻了施工管理人员的工作负担。其次，装配式建筑施工技术的工厂化生产使得质量管理更为可控。在传统建筑中，由于施工现场环境的不确定性，质量控制面临较大挑战。而装配式建筑的生产过程在受控的工厂环境中进行，通过严格的质量管理体系确保每个构件的质量。这不仅提高了建筑整体的质量水平，也减轻了施工管理人员的工作强度。此外，装配式建筑施工技术也通过信息化手段提升了施工管理的效能。通过先进的数字化技术，可以实时监测建筑施工的各个环节，包括物流、施工进度、质量情况等。这使得施工管理人员能够迅速获取全面的施工信息，更加及时地进行决策和调整，减轻了管理层面的压力和工作负担。

3.4 方便工程资源管理

首先，装配式建筑施工技术通过模块化设计，实现了工程资源的精细管理。模块化构件的标准化生产使得建筑元素可预测、可量化，从而降低了施工现场的不确定性[4]。这有助于项目管理者更精准地计划和调配各类资源，提高了工程进度的可控性，减少了资源浪费。其次，装配式建筑施工技术在建筑元素的生产过程中引入了工厂化生产模式，通过精密的计划和自动化设备的应用，提高了施工效率。这使得有限的资源能够更加集中地用于其他重要环节，实现了资源的最优配置。此外，装配式建筑施工技术减少了施工现场的材料浪费。通过在工厂内精确生产，减少了现场调整和修正的需要。这不仅有助于降低建筑工程的总体成本，也有利于环境保护，体现了可持续发展的理念。

4.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的主要应用

4.1 成品构件制造

首先，成品构件的设计和制造需要精准的数值控制和先进的制造技术。数字化设计可以通过建模软件实现对构件的精确建模，确保构件的尺寸、形状和结构符合设计要求[5]。制造过程中采用先进的数控机床和自动化设备，保证构件的制造精度和一致性。这种精密的制造过程可以减少现场调整和修正的需求，提高整体施工效率。其次，成品构件的制造过程中需要采用先进的材料和工艺。高强度、轻量化的新型材料可以在提高构件强度的同时减轻重量，有助于整体结构的抗震性能。同时，采用先进的制造工艺，如激光切割、数控折弯等，可以实现构件的复杂形状和精细结构，满足各种设计要求。再者，在成品构件制造过程中还需要注重质量控制和检测。在工厂制造阶段，通过严格的质量控制程序和自动化检测设备，可以实时监测构件的制造质量，确保每个构件都符合设计和标准要求。这有助于提高整体工程的质量，并减少在施工现场进行修正和调整的需要。最后，成品构件的制造过程需要与现场施工过程有机结合。在设计阶段，需要考虑构件的运输和安装方式，以确保在现场施工过程中能够顺利组装。此外，为了降低现场施工难度，通常还需要在构件制造过程中预留一些接口和连接装置，以方便现场组装[6]。

4.2 预制构件运输

首先，预制构件运输的合理规划是施工管理的首要任务。在工程计划中，需要精确安排每个预制构件的运输时间、路线和方式。合理的规划可以避免交通拥堵、道路封闭等问题，确保预制构件按时、安全地运抵施工现场。其次，选择适当的运输方式和工具对于预制构件的完整性和安全性至关重要。通常，大型预制构件可能需要采用平板车、低平板车或专业的模块化运输设备进行运输。运输工具的选择应考虑预制构件的尺寸、重量和形状，以确保在运输过程中不发生损坏或变形[7]。同时，在运输过程中，必须采取有效的防护措施，以确保预制构件的质量不受外部环境的影响。这包括防水、防潮、防晒等手段，特别是在长途运输或恶劣天气条件下，这些防护措施更加重要。再者，装配式建筑施工管理还需要建立健全的监控和沟通机制。通过实时监控运输过程中的各个环节，可以及时发现并解决潜在的问题，确保预制构件的运输过程始终处于受控状态。有效的沟通机制可以保障相关人员之间的信息传递，减少误解和不必要的延误。最后，装配式建筑施工管理还需要对预制构件的卸载和就位过程进行科学合理的规划。这涉及到起重设备的选择、卸载顺序的确定等方面，确保在预制构件到达施工现场后能够迅速、安全地完成组装工作。

4.3 预制构件堆放

首先，预制构件堆放涉及到对不同类型构件的合理分类和组织。在施工现场，根据预制构件的尺寸、形状、材质等特性，对构件进行科学分类，并制定相应的堆放计划[8]。通过合理分类，能够减少施工中的混乱，提高施工效率，确保构件在堆放过程中不受损坏。其次，预制构件堆放需要考虑到施工现场的空间利用率。通过精细的堆放计划，可以充分利用施工场地，避免因为构件堆放不当导致的空间浪费。这有助于提高施工现场的通行能力，减少材料搬运的路径，降低人力成本，从而实现施工过程的高效管理。再者，对于易损、易腐蚀等特殊性质的构件，需要采取相应的防护措施。科学的堆放方法可以有效避免构件在堆放过程中受到外部环境的影响，确保构件的质量和稳定性。例如，可以在堆放区域设置防水、防潮的措施，减少构件受潮、受损的可能性。最后，预制构件堆放还需要考虑到后续施工的顺利进行。通过合理的构件布局，可以使得后续施工的进行更加便捷。在堆放过程中，需要考虑到构件之间的相互关系，确保后续取用时能够方便、快捷地找到需要的构件。

4.4 预制构件安装

首先，预制构件的准确测量和标定是安装的首要环节。在设计阶段，需要精确测量每个预制构件的尺寸、形状以及相互之间的连接方式，以为后续的安装提供基础数据，确保构件能够精准匹配，减少现场调整的需求。同时，标定每个构件的安装位置也是不可或缺的，以确保整个建筑结构的准确性和稳定性。其次，科学合理的安装顺序和方法是确保预制构件安装成功的关键。在施工现场，需要根据构件的性质和结构要求，合理规划安装的先后顺序，确保各个构件能够有序、无缝地连接在一起。同时，安装过程中需要采用先进的吊装设备和技术，确保构件能够安全、稳定地吊装到位。在连接构件的过程中，需要采用高强度的连接件和合适的连接方法，以确保构件之间的连接牢固可靠[9]。最后，质量控制和安全管理是预制构件安装的重要保障。在安装过程中，需要建立严格的质量控制体系，对每个环节进行监控和检测，确保构件的质量符合设计要求。同时，要加强安全管理，采取有效的安全措施，防范施工过程中可能出现的安全隐患，确保施工现场的安全。

4.5 引入BIM 管理

4.5.1 BIM 技术

建筑信息模型（BIM）是一种综合的数字化建筑设计和管理方法，通过整合建筑项目的各个方面，实现全生命周期的信息协同[10]。BIM 技术不仅仅是一种软件工具，更是一种协同工作的理念，它在建筑设计、施工和运营阶段提供了一种全新的、高效的工作方式。BIM 技术以三维模型为核心，涵盖建筑的几何、空间关系和属性信息，为设计师、工程师、施工人员、项目管理人员和运营团队提供了一个共享的数字化平台。这种集成的方法有助于提高项目的质量、降低成本和减少冲突，同时实现更好的时间管理和资源利用。此外，BIM 技术的应用不仅仅限于建筑设计，还包括工程管理、成本估算、设备维护和可持续性分析等方面。它使得各个专业团队能够在同一个平台上协同工作，减少信息传递的误差，提高整个项目的效率。总的来说，BIM 技术通过数字化建筑项目的方方面面，促进了各方之间的合作与沟通，为建筑行业带来了前所未有的升级和改进。

4.5.2 BIM 管理

首先，BIM 在设计阶段的应用能够实现全生命周期的数据集成。通过BIM 平台，设计师、工程师和施工方能够共享一套完整的建筑模型，包括设计图纸、结构参数、设备信息等[11]。这有助于实现各方的协同工作，提高沟通效率，减少信息传递中的误差。在装配式建筑中，各个组件的准确设计和协同配合对于整体结构的稳定性和施工质量至关重要。BIM 技术通过实时的模型更新，确保了设计方案和实际施工之间的高度一致性。其次，BIM 在施工阶段的应用能够实现施工过程的全程可视化管理。通过BIM模型，项目管理者可以清晰地了解整个工程的进度、资源分配情况、施工过程中可能的冲突等信息。对于装配式建筑而言，BIM 技术能够提前识别和解决组件之间的碰撞、拟合问题，减少施工现场的调整和修改，从而提高施工效率，降低施工风险。再者，BIM 技术能够在施工管理中实现信息的可追溯性。通过BIM 平台记录施工过程中的每一个步骤和决策，项目团队能够追溯到每个构件的制造、运输、安装等环节，确保每一步都按照设计和标准要求进行[12]。对于装配式建筑来说，这意味着更高的质量控制和质量保证水平，提高了整体工程的可靠性。此外，BIM技术在装配式建筑中的应用提高了施工过程中的风险管理能力。通过BIM 模型，可以在施工前对可能出现的问题进行模拟和分析，提前发现潜在的施工难点和风险因素，采取相应的预防和应对措施。这有效降低了施工过程中的事故概率，提高了工程的安全性和稳定性。