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随着中国城市化进程的加快,建筑业已成为我国经济支柱性产业。传统建筑具有耗能高、噪音大、污染性强、效率低等问题,已不符合我国生态文明发展的要求。而装配式建筑是具有资源利用率高、施工周期短、扬尘低等特点的绿色建筑[1-3],因此而发展装配式建筑是实现我国建筑业转型升级的重要途径。相比其他发达国家,我国引进装配式建筑的时间较晚,在技术、管理、人员配备等方面经验不够,导致装配式推广进程较为缓慢。其中制约装配式发展的一个重要因素就是其成本普遍高于传统建筑[4-5]。面对高额的成本,业界各企业望而却步。因此运用BIM技术与装配式建筑相结合对装配式建筑的建造过程实施动态化管理,控制成本提升装配式建筑的竞争力,对我国实现建筑业产业模式的调整和升级具有重要意义。
1装配式建筑成本分析
1.1传统建筑与装配式建筑的生产差异性。设计方面,传统建筑的设计经验丰富,施工过程中因设计不合理而导致工程变更的情况较少。而装配式建筑结构相对复杂,在设计要求上会更高,这需要多种专业之间及时协作设计。且需要考虑构件的需求和拆分,考虑构件的连接点的抗震,吊装构件之间的连接等问题,通常需要二次深化设计。因而装配式建筑的设计费往往高于传统建筑。生产与运输方面,装配式建筑是需要在工厂预制构件,再通过运输到达施工现场进行吊装。但因现装配式市场不够成熟,预制构件往往信息失真或不标准化。传统建筑是现场浇筑,需要搭设脚手架,支模板等。相比之下虽然装配式建筑减少了搭设脚手架、支模板、砌体砂浆、人工等费用,但增加了运输费用、制作预制构件和大型吊装的费用。在施工方面,传统建筑施工工艺已相对完善,但装配式建筑的工艺还不够成熟。预制构件如何吊装、安装顺序、工艺处理等不能合理化,则会耽误工期增加成本。如何制定出优选方案,确定施工顺序至关重要。1.2装配式建筑成本的控制要点。通过上述对比,装配式成本增量主要是因设计经验不足、设计工程量大、设计困难,预制构件的信息失真、装配式构件市场的不规范,运输不合理,装配式施工技术不成熟所导致的。因此在控制装配式成本过程中,应着重从这些方面进行把控来解决装配式建筑成本高于传统建筑的问题。
2BIM技术优势概述
BIM技术作为建筑产业信息化的先进成果体现,它能建立起项目的庞大信息网络,带来传统项目管理的革新,实现全生命周期的动态管理。它具有可视化和参数化特点,能建立三维模型,使项目更加立体直观,相关人员也能准确获得相关参数信息,更加方便快捷。同时它还能储存大量信息并及时更新信息,加强各部门人员的沟通交流,使之协同合作突出共享化。另外还具有模拟性特点,能模拟项目现场情况,动态调整策略进行视线控制,更加智能化。BIM技术能全方位的提升建筑业的设计、生产、施工、运营等管理,对建筑业的发展具有重要作用。
3BIM技术在装配式建筑成本控制中具体应用
3.1设计阶段成本控制。设计阶段是控制装配式建筑成本的关键,合理的设计能减少返工次数,减少设计错误也能避免后期因设计变更而带来的工程费用增加。在BIM的平台下,能使建筑模型可视化、模数化、参数化,信息化。运用BIM进行建模分析,在三维视图下更方便设计人员处理节点问题、合理布置预埋件位置,细化拆分构件、在空间上对综合管线进行碰撞检查,找出设计中的失误以及时解决各构件之间的设计冲突。利用BIM平台达到信息共享,使各专业工程师能快速获得参数,及时沟通交流,打破孤岛效应,避免重复返工以提高效率。通过BIM建立构件标准化族库对构件的尺寸进行优化,能进一步使建筑标准化,减少预制构件的种类和数量,使构件成本最低化。运用BIM技术能动态的观察设计的变化对成本的影响,及时调整结构方案控制成本。3.2生产运输阶段成本控制。装配式构件要求外形和尺寸都要足够的精准,这关系到后续的安装工作是否能顺利进行。利用BIM平台能将构件几何信息、专业属性提供给生产商,生产人员通过模型参数能提取有效准确的信能严格按照设计标准进行生产。BIM的深化设计能更为准确的获得项目资源的需求量,可根据资源用量制定合理的采购计划避免材料的铺张浪费。这些都有利于装配式建筑设计、采购、加工的集成化管理。在运输中,运输距离、道路路线和场地布置都会影响运输的成本。通过BIM和RFID相结合,预先合理的规划好路线指定运输方案,动态监管运输过程中的构件,减少运输风险,结合吊装方案合理的安放构件,实现运输成本的可控。3.3施工阶段成本控制。BIM技术具有模拟性特点。在施工模拟下,通过对预制构件进行可视化安装,预先掌握安装中的技术难点和关键点,提前制定好应对措施规避风险。通过不同方案对比,能改善装配式建筑的施工工艺,制定合理安装顺序,提高施工效率。运用BIM对施工范围进行可视化管控,模拟行车路径、吊车安装范围、材料的存放位置等,来寻找安装构件最佳途径。再运用BIM中的算量功能加上动态进度跟踪形成5D技术,对资源进行合理分配,缩短施工周期,制定最优施工组织设计。在BIM动态监管下,实际施工过程中,能及时发现问题。可将实际的进度、成本与模型中情况进行对比纠偏,在模型中根据目标及时调整偏差,优化施工顺序,调整进度,减少成本。结合BIM技术对装配式建筑可实现装配式成本精细化管理达到效益最佳。
【关键词】BIM技术;装配式建筑;工程施工;应用
1引言
现阶段,人们所说的装配式建筑工程施工是由工厂对梁柱、楼板、墙材等与建筑相关的构成部分进行生产,然后在实际的施工过程中,通过现场施工人员的现场拼装以及装配来对建筑个体进行施工建设,进而实现设计多样化、功能智能化、制造工厂化以及施工装配化的施工建设。将BIM技术应用到装配式建筑工程施工过程当中,不仅可以提升装配式建筑施工效率的整体提升,还可以促使装配式建筑工程施工向绿色、节约方向发展,对于提升装配式建筑工程施工整体水平有着非常积极的意义。
2BIM技术在装配式建筑工程设计阶段的应用
2.1BIM模型与图纸绘制的应用
将BIM技术应用到装配式建筑设计过程中,首先是建立BIM模型以及设计图纸的绘制。在装配式建筑BIM模型建立过程中,其主要是包括以下几个阶段:设计标准制定、模型建立以及模型的实际应用。在实际的设计过程中,相关设计单位应根据装配式建筑的具体要求,在设计过程中对建筑结构类型、材质以及尺寸大小等参数进行设计,并使用相关技术实现对于设计过程中所有参数进行管控,不但如此,一旦相关某个数据发生变化,与之相关的一些数据都会发生一定的变化,这样一来,就可以有效地降低设计图纸错误问题的发生率,对于提高设计的整体水平有着非常积极的意义。
2.2协同设计与碰撞的检查
由于BIM技术最为主要的应用价值为实现了建筑设计相关信息管理的信息化以及协调管理,因此,通过BIM技术可以搭建一个信息交互平台,在这一平台上,可以实现各种不同设计模型的交互以及合并,对于提升协同设计水平有着非常积极的意义。除此之外,将BIM技术应用到设计过程中,还可以通过BIM碰撞软件分析系统,来对已经建成的BIM模型进行分析,并结合模拟技术来对装配方案进行碰撞检查,可以有效地降低设计错误发生率[1],还可以在较大程度上提升设计方案的合理化水平,对于保证后期建筑工程施工建设的整体质量以及效率有着非常积极的意义。
2.3工程量以及工程造价管控应用
而对于装配式建筑而言,由于其建设施工与传统建筑之间存在着一定的差异,因此,在其设计过程中,工程量统计以及造价管控工作就显得尤为重要。而将BIM技术应用到装配式建筑设计过程中,通过对相关建筑资料数据的分析,来对整个建设工程的工程量进行快速计算,并以此为基础对工程造价进行预算,可以在较大程度上提升工程造价的准确度,对于提升装配式建筑工程施工的整体管理水平有着非常积极的意义。
3BIM技术在装配式建筑生产制造阶段的应用
BIM技术在装配式建筑生产制造阶段的应用主要包括2个方面:构件制作和构件管理。首先是构件制作方面的应用。在现阶段装配式建筑生产过程中,很多厂家或者因为对建筑工程的了解不多,或者是因为实际生产因素,使得很多构件的尺寸、大小及规格等并未严格按照设计要求进行生产,对后期施工带来诸多不利的影响。而将BIM技术应用于实际构件生产过程中,生产厂家可以通过BIM信息平台来对构件相关信息进行充分了解,并通过BIM信息平台来实现生产进度相关信息的上传及展示,对于提升施工方案制定的整体水平有着非常积极的意义。其次是BIM技术在构件管理过程中的应用。无论是传统建筑的预制构件还是装配式建筑预制构件,在运输过程中极易对预制构件造成一定的破坏。将BIM技术应用到实际的运输与管理过程当中,通过在运输车辆上装置相应的芯片,实现对于运输车辆的准确定位以及信息收集。不仅如此,BIM技术还可以对运输路线以及运输工具进行合理选择,并结合施工顺序对预制构件的运输顺序进行合理的安排。
4BIM技术在装配式建筑建设施工阶段的应用
在装配式建筑施工建设阶段,将BIM技术应用其中,可以有效提升工程施工的整体效率以及工程质量,对于促进我国装配式建筑的推广以及发展有着非常积极的意义。在实际的应用过程中,BIM技术的积极作用更多体现在建筑施工管理方面。1)预制构件的管理。由于装配式建筑所应用到的预制构件种类以及数量较多,因此,在实际的施工过程中,不可避免地就会出现预制构件丢失或者使用错误的现象发生。在施工过程中应用BIM技术,通过对BIM技术以及RFID技术的应用,可以实现对于预制构件的使用进行追踪以及管控。在构件进入现场时,在门禁软件系统中设置RPID阅读器,并以此来对构件入场时间进行准确的记录,待构件进入现场后,现场施工人员应对构件数量以及质量进行检验,待检验无误后,使用BIM技术将运送车辆引至指定位置,不仅可以有效提升装配式建筑预制构件的管理水平,还可以在较大程度上提升整个施工工作的整体效率。2)BIM模拟技术的应用。BIM技术可以实现对于整个施工流程的仿真模拟,按照施工设计的相关施工工艺以及施工流程进行装配式建筑工程施工的模拟。而对于装配式建筑工程施工建设而言,由于在其施工建设过程中,对于机械化水平、施工工艺以及工程质量有着非常高的要求,因此,为了避免施工过程中出现材料浪费、施工工艺选择错误等不良现象的发生,可以使用BIM技术来对整个施工过程进行模拟,并以此为基础及时发现施工方案以及施工工艺的不足之处,最终结合设计方案,对施工方案以及相关的材料管理制度进行合理优化,对于降低工程建设过程中的安全事故发生率以及提升工程施工质量有着非常积极的作用。
5BIM技术在装饰建筑运行维护阶段的应用
在装配式建筑运行过程中,其面临的最大的安全威胁就是火灾。而将BIM技术应用其中,通过对相关技术的应用,一旦发现火灾,BIM技术就可以通过其相关技术对火灾具置进行定位,对于提高人员疏散效率以及对灾情的及时处理有着非常积极的意义。在装配式建筑维护过程中,相关维护人员可以从BIM数据库中对预制构件信息进行查看,并以此为基础准确发现问题,解决问题,在提升维护工作效率方面发挥着非常积极的作用[1]。除此之外,在建筑运行维护过程中,一旦出现质量问题,BIM技术还可以对各个环节的所有信息进行获取,将其应用到实际装配式建筑运维过程中,不但可以对责任进行明确,而且还可以在较大程度上降低建筑运维过程中产生的能耗,对于建筑节能降耗水平的提升有着深远的影响。
6结语
关键词:建筑装饰 工业化 施工方式 总成
在过去的二十年中,建筑装饰施工从完全手工操作很快地走向了大量使用小型电动工具,完成了历史性地一跃。今天,又一个历史性的变革正在悄悄来临——建筑装饰施工必然走向工业化的发展方向。
工业化的基本原则是:专业社会化、加工机械化、生产批量化、出厂标准化,提高劳动生产率、提高产品质量。而建筑装饰施工目前的状态是:
(1)作业手段的原始性。虽然使用了一些小型电动工具。但就整体操作实质而言,仍然是手工作业性质。
(2)生产过程的含糊性。构配件加工和安装不分开,混杂地由一组人自原材料开始制作至安装到位最终完成;就现场操作空间而言,构件加工与安装过程混杂在“混合车间——装饰施工现场”,不可能按不同工作内容不同技术难度和技术等级不同进行专业分工。
(3)产品形成的非标性。大多数仍然采用一张桌凳、几件小型工具,按照现场已有条件,以“量身裁衣”作坊模式加工和安装产品。由于现场手工作业缺少系列标准和协调能力,很难通过调节设计数据、调动原材料供应商等手段,使具有个性的装饰产品达到技术规范化、质量标准化、生产批量化的工业化观念。
显然,这种施工方式遏制了劳动生产率和质量标准提高的可能。在建筑装饰工地,由于技术工人需要在构配件加工和安装之间不断转换,势必在场所、工具、技能和空间上反复作适应转换,相应制约了他们的效率和速度发挥。即便是最熟练的技术工人,与一般的工人在速度、功效上差别很少。更何况,作为一个社会的人,随时受到环境、健康、情绪等等因素影响,他的技能、效率、速度、不能保证恒定发挥。装饰工程质量很讲究精度,但在各个不同技术水平工人操作的影响下,其精度水平必定参差不齐。即便同一工人操作,其不同环境和不同时间的精度也是难于保持同一水准,更别说手工制品的精度无法与专业机械加工产品精度放在同一档次评价。
目前,我国建筑装饰业已经是一个从业人数达850万左右、年总产值5500亿元、年增加值1730亿元的庞大行业。以2000年我国GDP89404亿元计算,我国建筑装饰行业产值占国内生产总值6%左右;行业年增长速度在20%以上,在国民经济各行业中处于中上水平,并远远高于GDP的增长速度,为国民经济增长做出了显著贡献。
建筑装饰施工需要工业化。应该让计算机控制的专用机器设备来完成大量的、重复的、高精度的加工,让人来设计和指挥生产及安装。
汽车、电脑这些高度工业化的产品有一个共同的特征可供借鉴——集成总装(或总成)。把集成总装(或总成)的概念应用在建筑装饰施工上就形成了所谓总成装配装饰施工方式,它是指:装饰工程将零部件加工和构配件安装按照体系加以划分开来,构配件完全在工厂里加工和整合,形成一个总成或若干个总成,施工现场只把总成安装在墙、地、顶面上。而且,加工体系不仅仅局限在木装修等几个装修内容上,而是遍及、覆盖所有装修施工内容。
用一个形象的比喻,总成装配式施工方式的施工现场是一个名副其实的装配车间或总装流水线。凡是进入现场的装饰材料不再是素材,而是经过预先加工的总成体系,是已经适合现场特定部位安装的组件。在施工现场不再见到“切”、“割”、“裁”、“锯”、“焊”、“钻”、“刨”、“磨”、“雕”、“敲”、“粘”、“塑”、“粉”、“刷”、“抹”、“喷”十六道技艺为主的初加工过程和影响环境保护的现象。而仅仅是将各种总成件进行搭配安装的过程。
总成装配式施工技术管理,已不再是将施工工艺、施工方法进行特定组合的方案编制管理过程,不再是按工艺、质量标准进行现场监控的技术管理;总成装配式装饰技术管理的主要内容是施工深化设计。技术人员从事更多的工作内容是现场3D精密测量、相关机电配合数据收集、委托加工的分项总成设计、安装顺序设计、安装过程调节余量设计、以及设计结果的外加工清单编制、现场施工程序编制。因此,现场技术管理内容、方式与传统管理方式完全不同。
首先我们分析吊顶工程,吊顶工程中最常用的是矿棉板、纸面石膏板、以及金属饰面。
从目前情况看,矿棉板、金属饰面吊顶施工大部分工作是骨架安装和饰面板安装,骨架片安装已有专业供应商成套供应,只有边端饰面板常常需要现场加工。如果增加现场测量、深化吊顶排版图、将收边处理设计成总成工序,边端收头板加工完全不必在现场进行;
纸面石膏板吊顶似乎困难大些,其实并不尽然。纸面石膏板吊平顶,需要现场加工的内容也仅仅局限在边端石膏板,同样,如果我们增加现场精确测量、制作排版图、进行边端收头设计完全有可能进行预制装配施工。
造型跌级、双曲线吊顶预制装配施工困难大些。但是,通过技术创新,有的企业已经成功完成一些跌级吊顶和双曲线吊顶预制装配施工。最早采用的是增强纤维石膏板预制造型部件。经过进一步开发,目前已有厂家可以提供造型纸面石膏板预制部件,其中包括非标吊顶龙骨配套。一些专业厂商开发非标形式预制部件,为纸面石膏板吊顶进入全面预制总成装配拓展了广阔道路。而且,如果在设计上进一步接纳国外通常采用的纸面石膏板离缝做法、无批嵌涂装,则更容易些。
再说墙体饰面。墙体饰面中最常用的是石材饰面、玻璃、玻璃镜、软包饰面、以及金属饰面、面砖饰面等。
石材饰面。从技术上看,矩形板材预制已经不成问题,一般认为弧形板材要实现预制装配比较困难。随着CAD制图排版精确率的提高,电脑控制水刀切割技术的成熟和趋于普及,以及预先胶粘、统一研磨技术的应用,弧形石材预制装配式施工已经成功。从目前情况看,我们不仅解决了弧形石材的预制装配式施工难题,而且,解决了金属嵌条与弧形石材镶拼的预制装配施工难题,使复杂的弧形镶嵌金属条石材施工,通过预制装配总成施工达到更高精度的施工质量。因此,石材饰面彻底预制装配施工的难度已经不在技术上,而在水刀切割价格的下调,在加工厂与项目部施工管理配合方面(包括运送等管理方面)。一句话,在于管理思路的开拓和理顺。
玻璃、玻璃镜、软包饰面。目前,这些饰面施工已基本采用预制装配式。不足之处在于某些局部未采取现场精确测量、排版设计,造成少量部件需要在现场加工。一旦总成装配管理思路确定,问题完全可以解决。
金属饰面。金属饰面总体上采用预制装配式施工。在一些超薄金属饰面中,较多采用现场局部调整、剪裁、粘贴施工方式。从技术上分析,金属饰面采用预制复合技术,通过干挂、槽接完全能实现彻底的预制装配式施工。而且,通过技术开发,降低成本的空间还相当大。因此,只要确立总成装配式施工模式,技术上没有太多难题,只是做得相对更好的问题。
面砖饰面。传统面砖饰面施工方法总体上是现场切割、粘贴施工,未能达到彻底预制装配式。在于某些洞口及饰面边端收头部位还要现场需要大量裁割。主要原因在于,未能预知现场实际尺寸,未能在排版图中精确标定每一块饰面的几何尺寸。要实现面砖铺贴彻底预制装配总成施工,关键仍然在于精确的现场测量和有效的排版设计以及施工程序设计。做到测量精确、排版合理有效、施工程序设计得法,面砖饰面完全有可能实现预制装配式施工。
然后分析地面饰面部分。地面饰面中最常用的是实木地板、复合地板、塑胶地板、抗静电地板、地毯、石材饰面、面砖饰面、涂料饰面等。
复合地板、抗静电地板、地毯由于材料特性,本身采用成品装配,只要加强事先现场测量和排版,是完全能够做到彻底预制装配总成施工。
石材饰面、地砖饰面的情况如墙体部分相同,经过努力也是能够实现预制装配的。
实木地板饰面。过去“龙骨”骨架需要在现场加工。目前,随着击芯式膨胀螺栓固定“地龙骨”技术的出现,通过对“地龙骨”工厂预制,基本上能实现预制装配施工。况且,最近有许多不同形式的无膨胀螺栓固定“预制拼装龙骨”出现,以及大量漆板面板面世,为实木地板预制装配施工创造了良好条件。彻底实现实木地板预制装配式施工,只要对各种现有技术进行筛选、整合而举手可得。
总成装配式施工还与预制装配式施工有所区别,预制装配只是具体的一个方法,是一个构件的行为,实现预制装配只要局部的突破。总成装配式施工是一个覆盖装饰工程系统的新概念,它属于装饰施工模式范畴,是把相关构件经深化设计后组合而成的新成品,因而实现总成装配施工需要系统的配套措施。
配套之一,企业必须确立总成装配施工发展目标,并坚定不移地步步推进。
目标和实践制约着总成化所需要的其他一切技术条件。有了目标就有导向,技术人员的引进也好、转型也好都会围绕这一目标实现,技术人员的能力也会随着导向朝此方向发展。
配套之二,现场技术人员基本技能转变。
传统施工方式要求技术人员熟悉现有施工方法和施工工艺,以监督为主。总成装配施工方式要求技术人员不仅熟悉以前的预制装配式方法,更要针对现场不同的具体情况,以现场测量、收集数据、根据数据进行施工深化设计为主,熟悉和了解相关机电专业的知识,将复杂的现场情况转化为可加工的工厂标准。通过他们对总成预留、机电洞口预留、安装偏差调节等设计,将构配件加工尺寸相对统一,便于各种总成批量加工和现场安装。
配套之三,项目管理重心转变。
项目技术管理将由现在重点管操作工人转向重点管施工深化设计和供应商配套。在总成化施工方式中,施工深化设计成为项目技术管理中的核心问题。它的成功与否决定着施工方法、加工方法、安装方法的简易程度,决定着施工成本的高低。
配套之四,加强技术规划、开拓力量。 在发展总成化施工过程中,公司层面总的技术规划相当重要。主要体现在:
1.宏观规划,确定各个针对性课题,组织攻关,逐个解决。
2.专人大力开发、收集、消化能直接或间接用于总成施工之中的材料、技术和方法。总成化施工方式需要大量新概念、新技术、新材料、新方法、新信息作为技术支撑,缺少信息往往阻碍某些问题的解决。技术信息量和消化能力是推进总装式发展极其重要的环节,。
3.施工深化总成模块的定型和普及推广。装饰总成化发展进程中,各个项目部会创造许多新的施工设计节点和方法,不断为预制总成装配施工提供新的元素。及时汇总各类有效设计节点,进行汇编,形成比较规范、成熟的标准模块和做法,及时普及推广开来,是加速推进预制总成装配式施工的有效方法。
通过技术部门的宏观规划、信息收集与消化、设计标准模块加以普及与推广,按照计划、有步骤加速推进总装式发展进程,有助于总装式更早实现。
配套之五,设备配置转化。
由于总成装配施工方式强调零部件工厂集成生产,因此,必然导致设备配置上的大转变。在传统施工中,大量采用的小型电动机械将退出现场,设备配套重点是工厂内大型数控加工机械的质量和数量,而现场重点发展设备为新型、简便、快速、精确的3D空间测量仪器、简便的设计计算软件、笔记本电脑以及网络通信设备。通过提高技术人员设计配套能力和控制厂方的加工设备,提高总成装配化施工的速度和质量。
可见,实现总成装配施工方式还不是一个简单的事情,它需要社会化的协作和改革。尽管建筑装饰施工的工业化过程可能有重重困难,然而,我们相信市场经济的手会悄悄的、执着的把它拉来。因为效率和质量就是企业永葆青春的营养剂,而效率和质量只能来自于工业化。
在美国,超市中买到的装饰材料和卫生设备都有很清楚的施工方法,非常简单,家装公司的大卡车把已经完成的材料,拉到客户家里就只需要安装,一两个小时就全部干完了,可是我们的家装要花多长时间?一般装修100多平方米要花一个多月装修才能做完。
在日本,没有装修只有装配。他们的经验是借助互联网项目协作平台,对装饰项目进行设计、施工、信息化的管理。日本有一家业主要建120家门市的全国连锁餐饮网点,工期要求10天完成,真是不可想象。可是日本的一家企业就做到了,这家企业叫做浅田建设,他们是怎么做到的?第一个关键点是有一个协同作业的平台;第二,浅田建设本身做了一个设计样板;第三就是有一批诚信的分包商;第四是有一个指定的文件夹,这个文件夹就是一个控制室,也就是说浅田建设和业主、监理,在同一个时间可以处理120个点,控制分包的整个工程当中发生的设计、质量、材料、进度的变化。
我认为,实现总成装配施工方式,推动建筑装饰施工走向工业化,至少有下列优点:
1. 大幅度提高建筑装饰加工质量水平,生产高精度产品,满足人们日益增长的装饰要求。
2. 大幅度提高建筑装饰施工效率,告别手工作业,减少现场作业,减少因施工占用,建筑物无法投入使用影响。
3. 大幅度减少建筑装饰施工现场的环境污染,提高对噪音、废气、废液的控制和回收,以及边角料回收利用。
建筑产业现代化是国家推进行业转型审计的重要内容,是实施创新驱动战略的必然要求,是工程建设领域实现可持续性发展的基本途径,是货架全面深化改革的重要举措。当前,我国建筑陈烨现代化的发展态势可以主要归纳为四大反方面:
一是建筑产业规模持续扩大。据不完全统计2014年我国建筑产业现代化方式建造面积共计1865万平方米(包括装配式混凝土结构),2015年我国计划达到4650万平方米。
二是技术体系和标准逐步完善。目前从国家到地方陆续出台各类技术标准超过70项,涉及设计、构件产品生产,施工,质量验收等环节,短时间内形成一个初步的技术标准依稀,有力地支持建筑产业现代化工作。
三是构建部品生产能力增长较快、以预制沪宁图构建为例,截止2014年底全国共有生产企业111家,生产线281条,年底生产能力2590万立方米,部分地区的预制混凝土构件生产能力较为充裕。
四是政策措施引导推动作用明显。全国共有12 个省、自治区和 18 个地级以上城市制定了 68个指导文件,从土地、规划、财政、税收、金融、房产销售等多个角度提出了切实措施,有效地引导和推动了建筑产业现代化的发展。
当前,加快建筑产业现代化健康快速发展,是国家工程建设领域深化改革的重要举措,是新常态下经济社会转型发展的一大亮点。在住房和城乡建设部的领导和推动下,各地方政府相继出台了鼓励产业化发展的政策,建筑产业现代化实践在全国各地纷纷展开,发展态势良好,但也存在一些突出问题,严重制约了建筑产业现代化的健康快速发展。
目前,建筑产业现代化的发展理念存在一定误区。一些人把建筑产业现代化仅限于或者更多地放在了装配式混凝土结构,忽视了钢结构、木结构等其他结构形式的同步发展 ;还有一些人则把建筑产业现代化等同于主体结构的工业化,对内装工业化及其对行业的带动作用认识不足 ;此外,在建筑产业现代化发展过程中更多地着眼于施工过程的工业化,没有考虑协同推进建筑全产业链的整合与发展。
同时,建筑产业现代化标准化推进力度不足。一方面技术体系繁多,通用性差,体系之间不接轨,产品和构件不兼容,无法实现社会化和规模化 ;另一方面模数化设计执行的不好,从方案设计就较少考虑模数化、标准化的问题,构件拆分尺寸多样、形状不一,给构件生产和施工安装带来很多困难,导致建造成本偏高、市场动力不足。建筑产业现代化在技术能力方面还存在欠缺。结构体系、设计技术、构配件生产和质量控制技术、装配技术、机电系统安装技术等技术体系还需完善 ;部分关键环节、节点连接技术研究不够深入,有的仅经过少量的试验,尚未充分验证就在项目中进行应用推广,质量安全令人担忧;设计、构件制造、装配施工的技术人员能力欠缺,产业工人培训力度不足,人才队伍不能有效支撑建筑产业现代化的迅速发展 ;企业更习惯于传统的项目管理模式,对产业现代化的项目管理模式缺少研究和实践。
更为重要的是监管模式转变没有跟上产业现代化发展节奏。监管模式比较滞后,招标、设计审查、定价结算、现场质量管理、工程验收等监管模式的创新都是亟待解决的问题。近几年来,我国建筑产业现代化发展趋势良好,已经成为一个新兴的战略领域和建筑业转型升级的亮点。在产业现代化的发展过程中,国家建筑标准设计十分重要,是确保设计、施工、生产、安装流畅规范,是推动建筑产业化全面、协调、持续发展的重要技术支撑。有了标准设计,才能确保设计、施工、生产、安装的流畅、规范,推动建筑产业化的全面、协调、持续发展。
2014 年,住房和城乡建设部委托中国建筑标准设计研究院牵头组织全国近 60 家设计、科研、施工、构件生产和开发单位,历时 8 个月,圆满完成了建筑产业现代化国家建筑标准设计体系和第一批标准设计图集的编制工作,是凝聚全行业力量和智慧办大事的成功典范。2015年6月,住房和城乡建设部率先推出了第一批建筑产业现代化国家建筑标准设计,并在北京举办首次宣贯培训会。各省市区建设主管部门及相关企业也积极组织开展建筑产业现代化国家建筑标准设计的宣贯培训活动,组织相关的人员进行学习,真正把这个系列国标图集推广好、应用好,成为推进建筑产业现代化发展的重要工具。并在这个体系的范围内发展创新,逐步推动形成全国统一的建筑产业现代化通用体系。
下一阶段,建筑行业要树立全面产业化理念,凝聚行业共识,推动我国建筑产业现代化健康持续发展。
一是要加强技术支撑。首先要完善包括混凝土结构、钢结构和木结构在内的技术体系,对关键技术实施创新,对已经成熟的技术体系要以标准设计、技术指南等形式积极推广应用 ;其次要大力推行标准化,争取设计实现模数化,对部分通用的构件完全采用标准尺寸 ;第三是要注重与 BIM 等信息技术相融合,加强全生命周期管理,提升工程品质 ;第四是要注重内装和外装工业化,全面推行工程全装修。
二是实现管理创新。首先从项目组织模式上要推行工程总承包,实现设计、施工、采购的深度融合,是较为适合建筑产业现代化项目的建造管理模式。住房和城乡建设部正在研究相关的制度和政策,各地和有关企业也要从自身角度出发开展相关工作 ;其次要优化项目管理方式,包括场地布置、进度计划、人员和机械调配等,使之符合建筑产业现代化的需求。
三是强化监管工作。研究调整市场准入制度,尤其是对招投标制度、定价体系等要认真思考,如何转变以适应建筑产业现代化的发展 ;完善现有的质量安全监管制度,包括设计审查、构件质量管理、施工安装质量安全监督、工程竣工验收备案等一系列制度都要转变和创新。四是加大政策和舆论引导力度。首先要积极出台扶持政策,一方面各地要相互学习,相互借鉴,对推进效果较好的政策措施,抓紧时间研究出台并切实落地 ;另一方面要抓紧顶层设计,研究制定印发《建筑产业现代化发展纲要》,明确政策和要求 ;其次要加强主体企业培养,加快培育建筑产业现代化的龙头企业,鼓励成立包括开发、科研、设计、构件生产、施工、运营维护等在内的产业联盟,注重产业基地建设,培养形成完整的产业链 ;第三是开展示范工程引路,在进一步完善试点地区工作的基础上,建立建筑产业现代化工程示范制度,总结、推广成熟可靠的技术和管理经验,并不断扩大试点示范范围。
作者简介:
关键词:装配整体式 混凝土 结构体系 应用
引言
1956年,国务院在关于加强和发展建筑工业化的决定中指出:为了从根本上改善我国的建筑工业,必须积极地有步骤地实现机械化、工业化施工,必须完成对建筑工业的技术改造,逐步地完成向建筑工业化的过渡。1977年北京采用装配式混凝土建造的房屋占混凝土结构房屋总数的30%,上海占50%。70年代,预制混凝土空心楼板得到了普遍应用。70年代末,我国引进了南斯拉夫预制预应力混凝土板柱结构体系。随着装配整体式混凝土结构体系的发展,在工业厂房和住宅结构中不断得到应用。近年来,国内对装配式预应力混凝土框架结构做了许多卓有成效的工作包括常点受力分析、整体性分析、极限承载力分析以及低周反复荷载作用下的抗震性能试验等。
一、装配整体式混凝土结构国内应用现状及主要问题
1.国内应用实例
2005年底万科地产公司对建成的工厂化预制钢筋混凝土多层住宅1号试验楼对其进行有益的研发和探索。该公司对其结构住宅进行了理论分析、比较,最终采用梁柱中间拆分框架体系。该体系的优点在于梁和梁、柱和柱连接节点位置的选择在结构受力最有利的位置,更容易保证整个预制框架体系结构的安全性和可靠性。
2008年万科又开发了沈阳万科工业化住宅示范楼,其结构形式为剪力墙结构――预制外墙与现浇内墙结合式,首创了预制外墙和剪力墙结构体系融合的新模式。
同年南京大地集团公司从法国引进一种预制预应力钢筋混凝土装配整体式框架结构体系一世构体系。它的节点由键槽、U形钢筋和现浇混凝土三部分组成,其中的U形钢筋主要起到连接节点两端梁端的预应力钢筋在键槽即梁端塑性铰区实现搭接连接,U形钢筋在世构体系中起着重要的连接作用,其施工工艺的好坏直接影响世构体系的节点性能。目前U形钢筋的施工工艺还过于复杂也成了世构体系进一步推广的障碍之一。
2.存在的主要问题
我国的装配整体式结构体系技术比较落后,一方面由于唐山地震中大量预制混凝土结构遭到破坏使人对装配式结构的应用更加保守,另一方面,国内的预制混凝土构件存在着跨度小、承载力低、延性差、品种单一等诸多问题,也严重阻碍了装配式结构在我国的发展。我国装配整体式混凝土结构还未得到广泛的推广,另外,在实际应用中对于该结构体系的预制柱之间的连接,现浇梁和预制柱的节点连接,自承式钢筋桁架叠合板的理论研究甚少,特别是装配整体式混凝土结构的设计规范尚需要完善。
二、装配整体式结构体系的施工特点、重点及难点问题分析
1.装配整体式结构体系的施工特点
装配整体式结构的构件之间的连接以现浇节点为主,构件与构件之间通过现浇节点连接,预制PC构件的钢筋伸入现浇构件中锚固连接,新旧混凝土之间按照后浇带处理方式施工,保证了房屋的整体性,同时彻底消除了构件制作误差和安装误差,不会出现隔音、防水问题。
根据现阶段我国应用的现状来看,装配整体式结构房屋,在保证房屋整体性能的前提下,均属于采取部分预制的策略,采用“有选择性的确定预制范围”原则,例如剪力墙、框架柱等承担水平作用较大的主要垂直承重结构构件,均采用现场浇筑的方法,其余非承重构件或非主要结构承重构件考虑预制,或者采用预制叠合的方法,首先保证了结构的受力性能,其次预制构件之间以及与承重结构构件之间采用现场浇筑的方式连接,不存在缝隙,因而减少了防水隔音方面的后患,同时有利于消除构件制作安装的误差,提高建筑的整体质量,虽然这样做预制率有所下降,但是由于所处时代不同,现浇部分可以采用工具式定型模板进行生产,效率高、质量好,也一样达到了效果,这种施工工法更加合理。
2.装配整体式结构体系施工的重点及难点
新旧混凝土的连接构造是现场施工的一个难点,预制构件与新浇筑混凝土之间的连接难度更大,要求预制构件连接部位表面必须是露出毛碴,这成为预制PC与现浇混凝土能否连接位整体的关键,技术落后的方法就是用人工凿毛,这会对构件形成“隐伤”,目前普遍采用的方法是在混凝土凝固前,将连接部位表面“扫毛”,预制构件连接部位可以做到粗骨料外露一半,我们称为“水洗面”,并且不扰动构件混凝土,确保连接可靠。
目前国内外对预制PC技术的运用,在建筑设计、模具、构件生产、现场施工安装等多个环节都是独立分散的、不成系统的,设计单位、制造厂商、施工单位都只对自己的业务领域相对熟悉,对其他领域的知识和经验很少,能够全面系统掌握预制PC建筑的设计、制造、安装技术的公司为数不多,这就限制了预制PC技术在装配整体式建筑中的发展和应用。
三、装配整体式结构住宅的合理化方案选择和建议
目前国内住宅逐渐向多高层发展,结构形式多数以剪力墙为主,只要主要技术指标已经确定,项目的材料用量就已经基本确定,因此材料成本的可节省空间有限,怎样将原材料变成房屋产品,其实是整个生产建设活动的过程决定了建筑的成本,因此技术方案尤为重要.
针对每一个项目,到底选取哪些构件进行预制比较合理?对这个问题不好一概而论,应该结合项目管理人对装配整体式工法的理解,以及当地所具备的生产、安装条件来确定,既不能为了预制而预制,也不能有条件而不发挥预制的优势,应该综合各种因素来确定具体的方案,如果不能因地制宜地合理选择技术方案,在某些条件不成熟的情况下,盲目地追求预制,才是造成装配整体式结构成本上升的真正原因。
1.装配整体式结构施工方式的造价构成
装配整体式结构的土建造价构成主要由直接费、间接费、利润、规费、税金组成,与传统方式一样,间接费和利润由施工企业掌握,规费和税金是固定费率,构件费用、运输费、安装费的高低对工程造价起决定性作用。
2.降低装配整体式结构工程造价的具体措施
(1)优化设计
由于设计对最终的造价起决定作用,因此项目在策划和方案设计阶段时,就应系统考虑到建筑方案对深化设计、构件生产、运输、安装施工环节的影响,合理确定方案,并合理设计预制构件与现浇连接之间的构造形式,降低生产、施工难度。
(2)优化工艺、简化工艺(模具技术、流水线、)
从万科、大地公司的情况看,预制外墙都必须采用反打工艺,需要使用大量的密封胶条辅助材料,施工工序复杂,增加了成本,构件生产采用固定工位,如果对生产模具进行革新,使模具成为长期使用的通用设备,并改为流水线生产方式,可以大大提高生产效率,从而降低构件生产成本。
(3)合理选择技术路线和安装工法
不同的技术路线决定了不同的生产工艺和安装工法,产生不同的生产和施工效率。项目在设计阶段,可根据工程特点,从以上构件产品中选择合理的技术进行组合,既要考虑到构件生产、安装的成本,又要考虑到现场现浇的成本,综合确定技术方案。
四、展望
随着我国政府主导的保障性住房不断推进,装配整体式结构将获得更大的发展及应用;但也应该认识到:我国目前的住宅产业化水平与国际先进水平差距较大,要迎头赶上还要有一个漫长的过程,引进国外住宅产业的先进发展模式,在国内需要有一个消化吸收和适应的问题,并在这个过程中将逐渐形成适合我国住宅产业化的发展之路。
参考文献:
关键词:大数据;建筑工程;项目管理;管理创新
对于建设工程项目而言,在进行管理时,管理人员应注重对数据的充分应用,而在大数据环境下,针对建设工程的数据可以使用专项的大数据技术,由此,信息资源已经成为建设工程项目管理的主要内容。在建设工程项目管理的发展进程中,大数据技术的出现可以说为其提供了全新的发展方向,对于各个管理环节的信息处理效率能够提到显著的提升效用。因而,建设工程项目管理人员在理念上和手段上要同时进行创新,充分践行大数据等先进技术,形成建设工程项目管理的现代化体系。
1数据收集与数据建模技术的应用与创新管理
1.1数据收集与处理。在工程项目的建设过程中,会产生大量的数据,需要管理人员对其进行高效的收集与整理。而在进行实际的数据管理时,管理人员则要对大数据技术进行充分的应用。在实际的建设工程项目的管理过程中,以板式可装配式建筑为例,在施工时会涉及到较多的施工内容,每一个施工内容都会产生想要的数据,包括叠合墙板、复合墙板参数以及各种施工工艺的参数要求等,在进行施工之前,就要对上述参数进行细化收集与整理,并形成专项施工方案。而针对建筑工程项目而言,在利用大数据技术进行数据收集与整理时,根据工程实际需求可知,管理人员需要对大数据的存储、集成技术进行应用,分析和处理各类建筑工程项目中产生的数据信息。而对未来的建筑工程项目的发展趋势进行分析可知,还需要加强对虚拟社区数据技术的研究与应用。其次,在应用大数据技术时,管理人员应将大数据技术与建筑工程项目的目标规划、目标控制以及项目的具体实施联系在一起,确保深化大数据技术与建筑工程项目的结合度。最后,工程管理人员在应用大数据技术时,应关注数据管理需求,并将其与工程项目相对接,并在此基础上对大数据技术进行积极创新,以取得标志性管理成果。1.2建立基础数据模型。在对建设工程项目进行数据处理时,在大数据背景下,需要积极的构建基础数据模型,以此来帮助工程管理人员获得管理工作的科学参考。在基础数据模型下,建筑工程管理人员能够充分掌握项目相关信息,并探寻其中的规律。在构建基础数据模型时,工作人员需要在大数据技术的支持下对数据信息进行提炼与整合,且要关注数据信息与工程项目管理条目以及工程项目施工之间的实际连接,要借助基础数据模型展示出建筑工程项目的一般特征。常规的建设项目工程管理工作需要掌握一般性内容,即设计建造参数、实际建造进度、建造费用、后期维保,在构建基础数据模型时,要对上述每一个分项要素进行专项模型构建,同时要对模型进行整合,形成集成化的模型结构,确保既能够展示出若干细分条目,又能够体现出各种数据信息之间的关系。在细分条目下,管理人员可以借助拓扑学原理,构建蛛网状数据结构模型,形成分布式的大数据模型结构,确保工程基础信息完成,并有序的对相关信息进行罗列,为工程管理人员的使用提供便利。
2大数据决策、大数据集群智能技术的应用与创新管理
2.1大数据决策技术。建筑工程管理模式的转型需要依托于先进的管理理念与管理技术,当前大数据背景可以看作是建筑工程项目管理工作发展的重要机遇。管理人员需要对先进的技术进行应用,以促进建筑工程管理模式的转型。在现阶段的管理工作中,管理人员主要倾向于对云计算技术、智能物联技术、移动互通技术等进行应用,在上述技术的支持下,建筑工程管理人员可以对现场施工、材料采购以及施工人员等进行有效的管理。实际的管理工作对管理人员的技能水平要求较高,需要管理人员认识到存在的诸多影响施工与管理决策的复杂因素,因而,在应用大数据技术时,也要考虑建筑工程项目在大数据判断与预测结果方面可能出现的偏差,由此需要建筑工程管理人员对大数据决策技术进行合理的应用。在应用大数据决策技术时,在诸多方面可以彰显效益,在最初的工程项目方案的讨论与改进阶段可以使用大数据决策技术,在工程项目后期维护和运营阶段可以使用大数据决策技术,在项目施工合同的订立和执行阶段也可以使用大数据决策技术。建筑工程管理人员要充分借助大数据分析与大数据挖掘等技术,对信息资源进行深入分析,以提高建筑工程项目决策的科学性。2.2大数据集群智能技术。对建筑行业的未来发展趋势进行分析可知,智能化是建筑行业发展的主要方向之一,管理人员要善于采取更加智能化的管理手段,即大数据集群智能技术对工程项目进行管理。在大数据集群智能技术的支持下,管理人员能够实现对建筑工程项目跨时空范围的数字化管理,且能够从规划设计、施工到运营进行集成化的管理。在未来的智能化建筑工地中,可以将施工现场看做是由多个供应链连接、多种制造产业组合的集成化装配现场,因而在进行建设工程管理时,管理人员需要做到各个环节的协同管理。在施工现场管理活动中,可以应用的现代化技术较多,包括以无人机为代表的大规模数据采集和分析技术、RFID技术、图像识别技术等,以更高频率的获取施工现场数据资料,彰显效益,提高质量。
3区块链大数据技术的应用与创新管理
在当前的大数据环境中,出现了一种更为先进的技术,即区块链大数据技术,该技术主要针对的是数据信息的网络传输效率与网络传输安全。在建筑工程管理过程中,管理人员应积极的对区块链大数据技术进行应用,具体包括加密算法、点对点传输以及分布式数据存储技术等,在上述技术的应用下,能够有效的对数据安全问题进行规避。区块链大数据技术的应用应关注以下问题:管理人员应首先在区块链大数据技术的支持下对建筑工程项目的模型架构进行搭建,确保后续工程管理活动有数字化的管理支撑。接着,区块链大数据技术本身具有不可追溯、不可篡改以及不可伪造等特性,因而在管理过程中,应重视对原始数据、文件、图片等重要资料进行备份。最后,在应用区块链大数据技术时,管理人员应构建完善的激励与共识管理机制,从建筑工程项目的有序以及顺利进行角度出发,对区块链大数据技术进行自适应性应用。建筑工程项目的未来管理活动将更加关注数据安全性,因而区块链大数据技术将作为重点研究课题,管理人员则要不断加强应用实践,获得更加丰富的应用经验。
关键词:房屋建筑;建筑工程;项目管理;工程施工
中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:
前言
随着经济全球化的迅速发展,我国建筑市场竞争日趋激烈,业主的需求更加苛刻,质量要求越来越高,工期越来越短,压价、垫资的幅度也越来越大,参建各方的利益博弈更加突出,由此而引发的法律纠纷越来越多,我国建筑施工企业所面临的市场环境正发生着深远的变化,许多影响建筑施工企业发展的矛盾不断涌现出来,传统的项目管理方式也很难适应现在的社会发展。因此在现阶段下,房屋建筑工程施工的项目管理研究十分必要。
1.房屋建筑工程施工的项目管理概述
1.1建筑施工项目管理的内涵
施工项目管理的管理对象是施工项目,它按施工项目的内在规律,实现对工程项目施工活动进行全过程、全方位的组织、计划、指导、控制和资源的优化配置,最终取得最佳的经济效益,它以合同为依据,以项目经理责任制为中心。施工项目管理的目标即是项目的目标,施工项目管理的主要内容,即合同管理、费用控制、质量控制、进度控制、安全控制、组织协调和信息管理。
1.2房屋建筑工程施工的项目管理的内容
加强房屋建筑工程施工的项目管理,必须详细分析施工项目的各生产要素,认真研究并对其强化管理。对房屋建筑工程的生产要素进行管理,主要从以下两个方面:
(1)提高项目管理综合效益,高效、合理地利用资源,从而实现促进整体优化。
(2)动态管理各生产要素。动态管理的主要内容就是按对应项目的内在规律,有效地计划、协调、组织、控制各生产要素,从而使其在项目中能够合理的流动,并在动态中寻求平衡。动态管理是优化组合和优化配置的保证和手段。
1.3房屋建筑工程施工的项目管理的主要特点
(1)房屋建筑施工项目管理要求强化组织协调。由于施工需要资源多、工期长,且在露天进行,还涉及到复杂的经济关系、法律、行政、技术和人际关系。建筑施工项目管理中的组织协调较为复杂、艰难和多变,因此,要想保证施工顺利进行必须采取强化组织协调。
(2)房屋建筑施工项目管理是按阶段变化的,其内容是在一段较长时间内进行的有序过程的管理。每个工程项目都要按施工程序进行,按建设程序进行,管理者按照施工项目管理时间的推移所带来的施工内容变化,做出设计、提出措施、签订合同、使资源优化组合,并进行有针对性的动态管理,以提高施工效益和施工效率。
(3)建筑施工项目管理的对象就是施工项目。由于建筑施工项目所具有的时间周期和特殊性,建筑施工项目管理也就是对特殊的生产活动、特殊的商品,在特殊的市场上,所进行的特殊交易活动的管理。所以,其艰难性和复杂性都是其它项目管理所无法比拟的。
2.施工期间的成本控制
施工阶段成本控制的主要任务是确定项目经理部的成本控制目标;在项目经理部建立成本管理体系;将项目经理部各个费用指标进行分解以确定各个部门的成本控制指标;加强成本的过程控制。
2.1材料物资采购控制
施工项目的材料包括构成工程实体的主要材料和构件,以及有助于工程实体形成的周转使用材料和低值易耗品。从价值角度看,材料的价值,约占总造价的70%以上,其重视程度自然是不言而喻。材料物资采购控制主要是改进材料的采购、运输、收发、保管等力面的工作,尽量减少各个环节的损耗,节约采购费用;合理堆置现场材料,避免和减少二次搬运;严格材料进场验收和限额领料制度;制订并贯彻节约材料的技术措施,合理使用材料,综合利用一切资源包括材料用量控制和材料价格控制两力面。
(1)材料价格的控制。材料价格主要是由材料采购部门在材料采购过程中加以控制。由于材料价格是有买价、运杂费、运输中的合理损耗等做组成,因此控制材料价格,主要是通过市场信息、询价,应用竞争机制和经济合同手段等控制材料、设备、工程用品的采购价格,包括买价、运费和损耗等。
(2)材料用量的控制。在保证符合设计规格和质量标准的前提下,合理使用材料和节约材料,通过定额管理、计量管理等手段以及施工质量控制,避免返工等,有效控制材料物资的消耗。
2.2施工机械设备使用控制
合理选择和使用施工机械设备对工程项目的施工及其成本控制具有十分重要的意义。例如,高层建筑施工,据某些工程实例统计,高层建筑地面以上部分的总费用中,垂直运输机械费用约占6%-10%。由于不同的起重运输机械各有不同的用途和特点,因此在选择起重运输机械时,首先又能够根据工程特点和施工条件确定采取何种不同起重运输机械的组合方式。在确定采用何种组合方式时,首先应满足施工需要,同时还要考虑到费用的高低和是否有较好的综合经济效益。另外,必须以满足施工为前提,加强机械设备的平衡调度,提高机械设备的利用效率。
3.施工进度管理
3.1进度的管理目标
在确定施工进度管理目标时,必须全面细致的分析与工程进度有关的各种有利因素和不利因素,只有这样才能制定出一个科学、合理的进度管理目标。在确定工程进度目标时,需要考虑一下几个方面:
(1)应根据尽早提供可动用单元的原则,集中力量分期分批建设,以便尽早投入使用,发挥经济效益。同时,要处理好后期建设的关系,每期工程中主体工程与辅助及附属工程之间的关系。
(2)结合工程的特点,参考同类工程的经验确定施工进度目标,避免只按主观愿望盲目确定进度目标,从而在施工过程中造成进度失控。
(3)合理安排土建与设备的综合施工,要按照他们各自的特点,合理安排土建施工与设备基础、设备安装的先后顺序及搭接、交叉或平行作业,明确设备工程队土建工程的要求和土建工程设备工程提供施工条件的内容及时间。做好资金供应能力、施工力量设备、物资材料、构配件、设备供应能力与施工进度的平衡工作,确保工程进度目标的要求,从而比避免其落空。
3.2单项进度控制
在工程开工前,建立工程师应对整个工程进行分析,建立工程项目的月、旬进度控制图表,以便对分项施工的月、旬进度进行控制。其图表宜采用能直观的反应工程实际进度的形式,可随时掌握各专业分项施工的实际进度与计划间的差距,然后做及时的调整。
4.施工项目现场管理
(1)施工现场实行封闭管理,施工安全防护措施应当符合建设工程安全标准,施工单位应当根据不同施工阶段和周围环境及天气变化,采取相应的安全防护措施,施工单位应当在施工现场的显著或危险部位设置符合国家标准的安全警示标牌。
(2)施工单位应当对施工中可能导致损害的毗邻建筑物、构筑物和特殊设施等做好专项防护。
(3)施工单位应当将施工现场的工作区与生活区分开设置,施工现场临时搭设的建筑物应当经过设计计算,装配式的活动房屋应当具有产品合格证,项目经理对上述建筑物和活动房屋的安全使用负责。施工现场应当设置必要的医疗和急救设备。作业人员的膳食、饮水等供应,必须符合卫生标准。
(4)施工单位必须采购具有生产许可证、产品合格证的安全防护用具及机械设备,该用具和设备进场使用之前必须经过检查,检查不合格的,不得投入使用。施工现场的安全防护用具及机械设备必须有专人管理,按照标准规范定期检查、维修和保养,并建立相应的资料档案。
(5)严格施工工序是形成施工质量的必要因素,为了把工程质量从事后检查转向事前控制,达到“以预防为主”的目的,必须加强对施工工序的质量控制。为了更有效地做好事前质量控制,一是要严格遵守工艺流程,工艺流程是进行施工操作的依据和法规,是确保工序质量的前提,任何操作人员都应严格执行。二是控制工序活动条件的前提,主要活动条件有施工操作者、材料、施工机械、施工方法和施工环境。只有将它们有效地控制起来,使它们处于被控状态,才能保证每道工序质量正常、稳定。
5.总结
在进行房屋工程的施工项目管理时,必须提高对项目管理的认识,适应现代管理的需要,理顺管理流程,规范管理行为,真正做到了办事讲程序,管理各司其职,高效务实,同时工作行为必须规范,符合经济规律,技术、质量、安全操作规程的标准要求,另外还要积极运用创新的管理手段,这样才能保证房屋工程的施工质量。
参考文献:
中铁城建集团有限公司董事长、党委书记
建筑施工企业应当辩证认识新常态,主动适应新常态,积极融入新常态,在新常态下挖掘动力,创新驱动,抢抓商机。
辩证认识新常态,坚定发展信心
一方面,随着资本、土地等要素供给下降,房地产开发速度减缓,加之严格限制楼堂馆所建设,建筑市场进一步缩小,施工企业的生存空间将继续受到挤压;另一方面,随着劳动力、地材、木材等资源要素价格上涨,环境保护要求越来越严,建筑成本不断增加,施工企业的利润空间将进一步减小。同时,新常态蕴藏着新机遇。随着全面改革的不断深化,政府简政放权,减税让利,继续释放改革红利,将增强企业的内生动力:随着新型工业化、信息化、农业现代化和城镇化“新四化”的不断推进,将为企业提供巨大市场;随着依法治国、依法执政、依法行政的不断深入,法治即成常态,市场不断规范,企业的利润空间将得到有效保护。因此,对中国经济的新常态,我们要辩证看待,既看到挑战,又看到机遇,要充分相信我们化解“成长的烦恼”的能力和实力,坚定发展信心。
主动适应新常态,寻觅发展商机
一是公共消费性基础建设投资。这类投资不同于一般的固定资产投资,是指直接进入未来百姓消费的、具有一定公共产品性质的基础建设投资,包括高铁、高速、地铁、城市基础设施、垃圾和污水处理、生态修复工程、保障性住房建设和棚户区改造等。二是农业和服务业的固定资产投资。据统计,第三产业已成为我国产业结构的主导,第三产业和农业的固定资产投资将持续增长,这是施工企业发展的新空间和新增长点。三是实施新型城镇化、区域一体化和“一带一路”等重大战略投资。比如京津冀一体化、新丝绸之路经济带和长三角地区等,这些区域将成为国内经济增长的新“引擎”。尤其是新丝绸之路经济带,它在境内涵盖9省市,总面积超过全国的1/3,地处西部或西南部,基础设施建设相对落后,发展潜力巨大,将是国家基础设施投资的重点。在新常态下,建筑施工企业要善于从上述领域和区域抢抓商机。
积极融入新常态,创新驱动发展
创新商业模式。作为施工企业,我们不能仅限于建筑施工领域,要积极向产业链的上下游延伸,实现多元发展。目前,国家力推的PPP商业模式是一种新型的融资模式,它以项目的预期收益、资产以及政府扶持措施的力度安排融资,以项目公司的资产和政府给予的有限承诺为担保进行贷款,以项目经营的直接收益和通过政府扶持所转化的效益为资金来源偿还贷款。这种模式能保证收益,值得我们深入研究,探索新的经营模式,助推施工企业快速融入新常态,获得新发展。
关键词:无人机;土木工程;进度管理;安全监管;质量管理
0引言
随着城市化进程的不断深入发展,我国土木工程建设规模越来越大,社会对建筑工程的需求也越来越多,在扩大规模的同时,也要求实现质量的保证、生态环境的保护、施工现场安全文明建设等,实现可持续发展[1-4]。而实际中,近年来,部分住房与桥梁隧道建设等频频曝出施工现场安全事故,业主多次投诉开发商房屋出现漏水、裂缝、墙体倾斜脱落等质量问题,桥梁等建筑在使用过程中突发局部或整体垮塌等现象也时有发生,施工现场存在的环境污染问题迟迟没有得到改善等等[5-11]。要解决土木工程建设与使用过程中质量、安全、生态保护等问题,首要任务是获取施工现场或建筑体的信息,方便项目管理者迅速及时发现问题并快速做出决策,减少甚至杜绝安全事故的发生、提高工程质量、保证工程顺利完成。近年来,随着高科技的迅速发展,在获取空间信息方面,无人机具有灵活机动、快速高效、作业成本低、作业范围广等优势[12-13]。因此,除军事用途外,无人机已在多个领域得到广泛应用,如警务应用、新闻媒体、抢险救灾、航空摄影、农林监测、气象监测、海洋测绘等[14-15]。无人机作为平台,可根据用途搭载不同的装备,如高清摄像机、遥感红外相机、红外热像仪、雷达、三维扫描仪、农用药品等。为此,我们亦可将无人机应用于土木工程中,解决我们在土木工程中遇到的质量、安全、进度、环境污染、文明施工等问题。本文从无人机在土木工程中的应用优势、具体应用、面临的挑战等方面进行分析与总结。
1无人机在土木工程应用中的优势
目前,常用的现场进度掌控、安全监管等施工信息采集方式主要有两类,一是人工获取,二是监控获取。人工获取较灵活但过于费时、费力,且效率低,无形中增加人工成本。监控获取虽能实时获得信息,但监控不灵活、视角单一,且有死角,对于突发事件反应较慢[10]。施工现场环境污染监控,如PM2.5、扬尘等,一般通过视频监控、仪器采样或固定点监测,这些方法不仅效率低且布设范围有限。而现在的施工现场为提高空气质量、减少扬尘等,大部分采用沿固定路线布设水管喷射水汽或使用抑尘射雾器等设备,一定程度上能改善施工环境,但效率较低,成本较高[10]。总结来看,常用的信息采集方式大部分为地面监控,少部分为空中监控,如RM2.5检测仪、摄像机等架设在高处,但这仍属于固定型检测,只能定点监控局部信息。相对而言,无人机搭载摄像机、检测仪、定位传感器等专用设备将数据传送至地面不仅成本低、操纵灵活、安全风险小、覆盖区域广,且是一种新颖、可靠、低成本高收益的土木工程数据采集方式,只不过,在风力较大或气温很低时,无人机飞行会受到较大影响。综上所述,与其他施工现场数据采集方式相比,无人机有一定的作业要求,但在施工现场的信息采集、环境改善等方面有着显著的优势,具体如下:(1)监测范围广:低空飞行、巡航高度可调、速度快、定点悬停、变换视角灵活,因此可以实现从局部到广域的点、线、面施工现场与建筑体监测,有利于项目管理者快速、高效地控制局面;(2)采集信息多样化:无人机作为平台,可搭载不同的工具,如摄像机、三维激光扫描仪、红外热像仪等。因此根据需要可以获取感兴趣区域的图像、视频、三维激光点云等多样信息;(3)机动灵活:能够通过遥控随时改变飞行高度、方向、速度、相机角度等,不受地面施工现场或建筑体影响;(4)可应急救援:在施工现场或建筑体有事故发生时,无人机可以立即出动,全局深入现场观察实况,为管理者提供信息以便及时做出决策;(5)风险低:不用考虑驾驶员风险,能够在恶劣环境等情况下执行高危任务;针对危险性大、难度大的施工点,远程监控,无需人工接触,降低危险系数;(6)效率高:无人机作业准备时间短,可随时出动,具有低投入、高效益的特点。因此,无人机参与土木工程建设,发挥自己的优势与专长,监控施工现场,可为施工进度、施工质量、安全监控等提供有力的数据。
2无人机在土木工程前期准备阶段的应用
在土木工程施工之前需进行前期准备工作,包括勘察、规划、设计。其中规划与设计依赖于勘察阶段所获取的施工地点地形地貌资料。因此,无人机在前期准备工作中主要可用于测绘制图,通过无人机航拍结合地面控制点获取高精度的地形地面,如经pix4dMapper等软件处理获取地面正射影像与三维模型、基于空三加密后的正射影像经MicrostationV8.0软件自动获取地形图。利用无人机进行测绘制图主要有三点优势:(1)精细化三维建模;(2)快速更新测图;(3)恶劣环境的作业手段[16]。
3无人机在土木工程施工管理阶段的应用
在土木工程施工管理阶段,无人机主要用于进度管理、安全监管、质量管理、文明施工、成本管理。(1)进度管理工程开工往往都有进度安排,但是实际上由于各种原因,如土木工程施工行业的从业人员复杂,大部分从业者文化程度较低、整体素质不高,返工或缓工等现象普遍存在,进度缓慢。通常工地进度管理采用人工监工,该方法不仅费时、费力、效率低,无法全面掌控,且依然有不少消极怠工等各种问题。此外,项目施工过程中需要实时掌握项目的进展情况,现在大部分都是单纯地利用相机拍摄施工现场的二维画面,该方法不能够对施工现场进行全面分析。因此,利用无人机在现场进度管理中主要有以下几个应用与优势:①将高清摄像头搭载于无人机,通过设定固定航线、控制云台可以在施工现场从不同高度、不同角度监督工人们施工,可以更有效地监视和规范员工的行为;②无人机搭载三维激光扫描仪获取施工现场点云数据,通过revit等建模软件建立三维模型,对比规划设计的BIM模型分析进度等,方便项目管理者查找疏漏并及时制定下一项工作的实施方案;③从高处监测整个工程施工状况,通过设置飞行路线,拍摄关键施工点、人工难以接近的现场,帮助管理者从整体上了解施工状况,并准确及时地做出决策[16];④结合航空摄影技术、虚拟图像技术可生成真实视图与虚拟视图混合的三维模型,重现施工现场[16]。(2)安全监管随着“智慧工地”的概念深入人心,人们越来越重视工程工地的安全问题。施工现场工作种类多、露天作业多、人员流动大、地形复杂,具有较大的安全隐患。但近年来,工地上高处坠落、触电、物体打击、机械伤害、坍塌事故常有发生。虽然人们越来越重视信息化现场管理的应用,采用远程监控施工现场,发现问题后及时与管理者沟通,但该方法无法做到事故预防,减少事故发生。因此,可以应用无人机监管安全,减少甚至杜绝事故发生,做好预防工作,包括:①监管施工人员是否按照规范安全作业,例如是否佩戴安全帽、高空作业是否有系安全带等;②监管施工单位是否按照安全管理规定执行,例如边坡等危险地带是否设有栏杆或明显的安全警告标志等;③监管施工现场交通组织情况,例如交通要道能否有序进出车辆、是否有拥堵现象、消防通道是否通畅等;④监管施工现场建筑材料堆放情况,例如钢筋、水泥等材料是否放置在规定的场地等;⑤监管施工现场设备操作情况,严禁人员在已吊起的构件下面或起重臂下旋转范围内作业、行走或停留等;⑥管理者实时场外监控,发现问题及时和现场人员联络,预防事故的发生[9]。(3)质量管理无论是现浇式还是现在大力提倡的装配式土木工程施工,都存在有质量隐患。现浇式土木工程施工中由于风荷载、地基不均匀沉降、混凝土配合比等因素,易导致建筑物、桥梁隧道等产生混凝土蜂窝麻面、露筋甚至裂缝等现象。装配式土木工程施工中由于部分叠合板跨度过大、运输过程中板间挤压等产生裂纹,裂缝延伸至整个板块,导致构建破坏等问题。传统的质量检测方法是利用专业仪器对建筑物或桥梁隧道等各个部位的力学性能进行测验,用肉眼或者望远镜等辅助工具对其进行外观质量测验,对于特别复杂的工程的特殊部位或者超高层建筑,人工检测危险性大、效率低、难度大,且对于一些面积大或不易观察的地方容易产生检测遗漏的现象[11]。结合无人机的优势与土木工程质量问题的特点,无人机在土木工程施工过程至质量管理中的应用主要为:①无人机搭载自动扫描摄像头,围绕建筑物或桥梁隧道等工程表面飞行,定点悬停观测,将图像传输至地面站,经图像处理等软件技术自动识别裂缝等信息[9];②配有360°全景摄像头的无人机三维建模技术,结合图像特征提取技术,记录质量问题所在位置[8]。(4)绿色文明施工近年来,随着城市的发展,环境保护是人人关心的话题,因此土木工程施工也要求绿色、文明施工,那么无人机在绿色文明施工中的应用主要有:①无人机搭载PM2.5检测仪等专业设备,监测施工现场扬尘问题,自动、准确地识别宽广区域的污染源[10];②掌握材料和设施堆放、废物废渣清理、夏季凉棚及冬季暖棚、照明设施等情况,实现文明施工。
4无人机在土木运营维护阶段的应用
工程完成后投入运营,并不意味着对工程的监管结束。虽然原则上任何一个建筑物或桥梁隧道等都有一定的使用寿命周期,但部分工程在未达寿命周期就会出现质量问题,类似于2017年4月14日杭州萧山一段刚建成8年的高架桥坍塌的事件常有发生,因此我们有必要在工程运营阶段进行监测与维护。现在无人机已经逐步应用于工程运营阶段变形检测中,主要有:使用无人机获取桥梁隧道、建筑物等表面信息,借助图像提取技术提取裂缝,获得裂缝宽度大小、混凝土塌落状况等指标的定量检测以及工程表面各种缺陷的定性检测,比较变形允许值,管理者可快速判断是否需采取措施预防坍塌等事故发生。
5无人机在土木工程应用中的挑战
使用无人机采集信息在时效性、经济性、机动性和采集范围等方面都有明显的优势,在土木工程领域也得到应用与发展,但若要将无人机广泛应用于土木工程中还需要一定的时间,至今许多相关理论、技术、方法还不够完善,主要面临以下几个困难:(1)无人机稳定性不确定:根据土木工程的特点,只能采用多旋翼无人机。多旋翼无人机无论是悬停还是飞行过程中都处于振动状态,拍摄视频或照片中会有抖动,不可避免会造成图像与视频模糊的现象;(2)无人机自身技术有限,有待进一步提高,如飞行受天气影响大,当出现阴雨、雾霾、风力大等天气时无法使用,电池巡航时间受限,一般在15~30min左右,无法长时间作业,以及负荷受限等;(3)土木工程施工现场复杂,不利于无人机飞行,主要体现在施工现场材料、机械设备繁多,高度参差不齐,且在不断变化中,易导致无人机坠机、拍摄效果不清晰;(4)我国无人机管理相关规定滞后:虽然我国无人机发展迅速,但对操作员资质和技能、禁飞区域、飞行监控等管理不完善,导致无人机应用受限,目前无法大力推广。