基于BIM技术的超高层装配式住宅施工流程优化策略

摘要：随着城市化进程加速，超高层装配式住宅凭借其高效、环保等优势，在建筑领域的应用日益广泛。然而，传统施工流程在超高层装配式住宅建设中暴露出诸多问题。本文聚焦BIM技术在超高层装配式住宅施工流程优化中的应用，详细剖析施工流程并阐述BIM技术的优化策略，旨在提升施工水平，推动建筑行业持续进步。

关键词：BIM技术；超高层装配式住宅；施工流程优化

引言

在建筑行业追求可持续发展与高效建造的背景下，超高层装配式住宅成为解决城市居住需求的重要方式。但传统施工流程在构件运输、高空作业协调等方面存在诸多挑战，严重影响施工进度与质量。BIM技术以其可视化、协同性等特性，为超高层装配式住宅施工流程优化提供了新契机，研究其应用策略具有重要的现实意义。

一、 BIM技术概述及超高层装配式住宅施工特点

BIM技术即建筑信息模型（Building Information Modeling），是一种数字化的三维建模技术，能够整合建筑工程项目从规划设计到运维管理全生命周期的各类信息，这种技术已经逐渐成为了现代建筑技术的核心部分[1]。其作为一种数字化技术，能在设计、施工阶段实现虚拟建造，有可视化、协调性等特点[2]。核心功能涵盖三维建模，精确构建建筑的几何形状与空间关系；碰撞检查，通过模型检测不同专业构件之间的冲突，避免施工中的返工；施工进度模拟，结合时间维度，直观展示施工进度计划，优化施工顺序。超高层装配式住宅施工具有独特的难点与挑战。在构件运输与吊装方面，由于超高层建筑高度大，构件运输至施工现场后，如何高效、安全地将其吊运至指定位置是关键问题，对吊机性能、吊装工艺要求极高。高空作业安全风险大，施工人员在高空环境下进行构件安装等作业，面临诸多安全隐患，需要严格的安全防护措施与管理机制。施工精度控制要求严格，装配式住宅的构件拼接精度直接影响建筑结构的稳定性与防水、隔音等性能，超高层的建筑特点进一步加大了精度控制难度。施工组织协调复杂，涉及多个专业、众多施工环节以及不同的施工单位，需要高效的组织协调机制，确保施工顺利进行。

二、超高层装配式住宅施工流程详述

1.构件生产阶段

在工厂依据设计要求生产预制构件，如预制墙板、楼板、楼梯等。生产过程严格把控原材料质量和加工工艺，运用高精度模具和先进生产设备，确保构件尺寸精确、性能达标。例如，预制墙板生产时，需精准控制钢筋布置、混凝土浇筑厚度和养护条件，保证墙板强度和耐久性。

2.构件运输阶段

构件生产完成后，运输至施工现场。运输过程中要做好保护措施，防止构件受损。根据构件尺寸、重量选择合适运输车辆，合理规划运输路线，考虑交通路况、运输距离、桥梁限载等因素，确保按时、安全送达。

3.施工现场基础施工阶段

到达施工现场后，首先进行基础施工。根据地质勘察报告和设计方案，进行土方开挖、地基处理、基础浇筑等工作。基础施工质量直接关系到整个建筑的稳定性，需严格按照规范操作，确保基础强度和尺寸符合设计要求。

4.构件吊装与连接阶段

基础施工完成后，开始构件吊装。按照施工方案，使用吊机将预制构件逐一吊运至指定位置安装就位。吊装过程中，需精确控制构件位置和垂直度，安装完成后进行节点连接，通过焊接、螺栓连接或灌浆套筒连接等方式，确保结构稳固。

5.内外装修与机电设备安装阶段

构件吊装连接完成后，进行内外装修和机电设备安装。内外装修包括墙面地面处理、门窗安装、装饰面层施工等；机电设备安装涵盖电气、给排水、暖通等系统。这两个阶段需各专业密切配合，确保施工质量和进度。

6.项目竣工交付阶段

完成上述施工内容后，进行项目竣工验收。对建筑结构、装修质量、机电设备运行等进行全面检查，合格后交付使用。

三、BIM技术在超高层装配式住宅施工流程各阶段的优化策略

1.设计阶段优化

1.1协同设计优化

借助BIM平台，建筑、结构、机电等专业设计人员在同一三维模型实时协作。通过共享数据和信息，各专业可及时发现并解决设计冲突，提高设计效率和质量。例如，在设计超高层住宅的管道系统时，机电专业人员可在BIM模型中直接查看结构布局，避免管道与结构构件碰撞。

1.2深化设计优化：基于BIM模型进行构件深化设计，精确预留孔洞、预埋管线。通过剖切、漫游三维模型，设计人员清晰掌握构件空间关系，提前解决设计问题。如预制墙板深化设计时，精准预留门窗洞口和水电管线孔洞，减少现场二次开凿，提升构件生产和安装精度。

2.构件生产与运输阶段优化

2.1生产计划优化

预制构件厂借助BIM模型获取构件详细信息，如尺寸、数量、材质等，合理安排生产进度。依据施工进度计划，制定精确生产计划，避免构件积压或供应不足。同时，优化生产资源配置，合理调度原材料采购、设备使用和人员安排，提高生产效率。

2.2运输路线与调度优化

利用BIM结合地理信息系统（GIS），综合考虑交通路况、运输距离、桥梁限载等因素，规划最佳运输路线。在运输车辆安装GPS定位设备，实时监控运输状态，实现高效调度。遇到交通拥堵等突发情况，及时调整运输路线，确保构件按时到达施工现场。

3.施工阶段优化

3.1施工进度模拟与优化

运用BIM 5D技术，将三维模型与时间、成本维度结合。建立详细施工进度模型，模拟不同施工方案下的进度情况，提前发现进度风险点。例如，分析不同吊装顺序对施工进度的影响，优化施工顺序，合理安排各施工工序时间间隔，保障施工进度。

3.2吊装方案优化

基于BIM模型进行吊装模拟，优化吊机选型、站位和吊装顺序。模拟不同吊机在施工现场的作业范围、起吊能力，选择最合适的吊机型号。根据构件位置和重量，确定最佳吊机站位，避免吊装盲区。同时，优化吊装顺序，提高吊装效率和安全性。

3.3现场管理优化

利用BIM移动端应用，施工人员在现场实时采集和共享信息。将施工质量、安全问题及时反馈到BIM模型，便于管理人员跟踪处理。通过加强质量、安全和人员管理，提升施工现场管理效率。

4.运维阶段优化

4.1信息集成与管理优化

将施工阶段的BIM模型及相关信息完整传递至运维阶段，建立集成化运维管理平台。在平台上整合建筑设施设备维护信息、能耗数据、维修记录等，实现建筑全生命周期信息统一管理。

4.2设施设备维护优化

借助BIM模型实现设施设备可视化管理。通过三维模型直观展示设施设备运行状态，提前制定维护计划。利用传感器技术实时采集设施设备运行数据，如温度、压力等，数据异常时及时预警，便于运维人员维修，提高运维效率。

结论

超高层装配式住宅施工流程复杂，面临诸多挑战。BIM技术在其设计、构件生产运输、施工和运维阶段均能发挥重要优化作用。通过协同设计、生产运输规划、施工模拟优化和运维信息管理等措施，可有效提升施工效率、质量和安全性，实现建筑全生命周期的高效管理。随着BIM技术不断发展和应用，其将为超高层装配式住宅建设带来更大价值，推动建筑行业向数字化、智能化方向发展。

参考文献

[1]尹小娟.BIM技术在预制装备式建筑施工中的应用[J]，江西建材.2020（04）：112+114.

[2]戴宇，左新宇，柳胜.BIM技术在精装修住宅设计施工中的应用研究[J]，中国建筑装饰装修.2024（07）：76-78.