基于BIM技術高層建筑的質量控制與安全管理

閆蘭藹

（廣西圣泰建設工程有限公司，廣西 北海 536000）

0 引言

高層建筑與普通建筑相比，在施工質量方面提出的要求更高。因此，在施工全過程中，要加強對質量以及安全管理工作的重視，否則勢必會對施工效果造成不良影響。同時，施工企業要根據高層建筑建設現狀，合理應用BIM技術，實現對項目施工質量的合理管控。

1 BIM技術簡介

BIM技術是一種應用于工程設計、建造、管理的數據化工具，通過整合建筑的數據化、信息化模型，在項目策劃、運行和維護的全生命周期中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息做出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建筑、運營單位在內的各方建設主體提供支持，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮著重要作用[1]。BIM技術的應用模塊如圖1所示。

圖1 BIM技術的應用模塊

2 高層建筑質量管理和控制的現存問題

2.1 監控不到位

在建筑工程項目建設過程中，監督管理部門缺乏對人員安全防護的重視，也沒有監控施工人員在進入施工現場之前是否按照要求佩戴安全防護工具。因此，監督管理人員要加大檢查力度，一旦發現隱患，必須立即采取有針對性的對策進行處理，避免造成更加嚴重的后果。同時，相關人員還要對現有的法律法規以及規章制度進行完善和優化，以此來保證整個施工過程的安全性。

2.2 先進技術應用程度不高

結合目前部分施工現場情況展開深入分析，部分施工單位并沒有意識到應用先進技術的重要性，導致施工質量以及安全管理的效率普遍比較低。另外，雖然部分施工單位意識到BIM技術等先進技術應用的重要性，但是在施工質量管理中的應用效果并不是很理想，無法充分發揮技術的優勢[2-4]。

2.3 施工人員安全防范意識低

施工團隊一般由數名施工人員組成，經常會出現施工人員的專業技能水平以及專業素質參差不齊等問題，原因是施工人員自身的安全防范意識低，無法落實安全防護措施，更為重要的是各部門相互之間很難實現有效協調和溝通，機械設備也無法得到有效調控。

3 工程概況

某建筑工程項目分為地下和地上兩個部分，地下有2層，總面積為75 740 m2，基坑開挖平均深度控制在9 m左右；其中地上的34層為五星級辦公酒店，24層則為酒店公寓，會展中心的配套建筑為商業類建筑分別有4層，總建筑面積為230 690 m2。該工程項目自身抗震設防等級為乙類，安全等級可以達到二級，屋面與地下室的防水功能可以達到I級。由于該項目涉及的專業內容比較多，同時節點施工難度過大，為保證項目質量達到標準要求，需要在質量控制與安全管理中合理應用BIM技術，為施工現場的質量管控效果提供保證。

4 基于BIM技術的高層建筑質量控制要點與措施

4.1 基于BIM技術的質量控制要點

4.1.1 人員控制

為充分發揮BIM技術的作用，需要提高現場作業人員的專業能力，增強其安全防范意識以及質量管控意識，為項目整體建設質量提供保證。在構建BIM模型時，要保證工作人員具備一定的計算機基礎，積極組織施工現場工作人員參與BIM專項技能培訓活動，從而提升其實踐操作能力[5-8]。

4.1.2 機械設備控制

通過應用BIM技術，有利于實現對機械設備的監督和管理，并且可以根據BIM技術的3D應用效果，繪制施工現場平面圖。在施工過程中，還需要保證機械碰撞檢查等工作的有序開展，同時對施工機械組合方案進行完善和優化，保證方案落實到實處。例如，對運輸裝置的數量、位置等進行確定，同時還要在施工現場確定混凝土攪拌裝置的位置以及基礎規格等[4]。

4.1.3 材料控制

材料是建筑施工的重要組成部分，為了從根本上實現對建筑工程項目整體建設質量的有效管理和控制，要有效控制各種施工材料的質量。在材料管理和控制過程中，可以通過BIM技術制訂材料庫存計劃和材料供應計劃，避免出現材料存貨量過多或材料浪費等問題。

4.2 基于BIM技術的高層建筑質量控制措施

4.2.1 根據質量管理需求構建BIM模型

在高層建筑質量控制工作中，為充分發揮出BIM技術的功能和作用，需要先根據質量管理需求構建BIM模型（圖2），如質量管理人員的工作職責和流程、機械設備的排布與使用、施工材料質量的監督與管理以及各分項工程的施工節點、質量的控制等。通過對信息的集成，實現對施工技術指標數據庫科學合理的構建和落實，促使數據庫與BIM模型之間建立良好的連接關系。這樣不僅能夠實現對現有信息數據的整合和對比分析，而且能夠為工程項目建設質量提供可靠依據。例如，在高層建筑基礎施工中，由于高層建筑自身基礎結構需要承載的荷載比較大，所以必須要加強對質量的管控，否則勢必會留下隱患。尤其是在基坑開挖施工環節，為保證施工質量，需要提前對混凝土樁的強度進行預設，將參數應用在BIM模型中，為構建BIM模型提供參考依據。

圖2 BIM模型的構建流程

4.2.2 基于BIM技術實行協同管理

針對高層建筑工程項目進行質量管理和控制時，要結合項目的一系列要求，對施工材料、施工技術等因素展開有針對性的管理和控制，促使質量控制體系能夠在實踐中得到有效落實。利用BIM技術對高層建筑具體建設情況進行模擬，加強對鋼結構、混凝土等材料的管理，進而實現項目的協同管理。BIM模型構建效果如圖3所示。

圖3 BIM模型構建效果

5 基于BIM技術的高層建筑安全管理要點與措施

5.1 基于BIM技術的安全管理要點

5.1.1 沖突碰撞檢查

由于施工現場包含各種不同類型的機械設備和模板，容易導致施工機械出現碰撞等情況。例如，在具體施工過程中，若未經過有效協調和管理，不同施工單位在同一工作面進行施工時難免會出現交叉作業的情況，進而引發沖突與碰撞[9]。通過構建BIM模型，對項目整體進行信息化管理，這樣不僅可以深化現有設計方案的內容，而且還可以保證建筑沖突碰撞檢查工作的有序開展。因此，需要針對現有的諸多問題進行客觀分析，得出最終的優化方案，為后續設備安裝以及施工提供可靠依據。

5.1.2 危險區域劃分

通過應用BIM技術，有利于識別各種不同類型的危險源。根據危險程度等級的不同，可以在項目各個階段實現區分管理，保證相關評價結果的準確性和有效性。將相關評價結果直接儲存到綜合平臺后，可以利用不同顏色來區分危險等級，進而構建合理的危險防范體系，避免各類危險源造成更加嚴重的事故。

5.2 基于BIM技術的安全管理措施

5.2.1 基于BIM技術實現網絡化監控

施工安全管理一直以來都是高層建筑工程項目管理的重要組成部分，為充分發揮管理制度的作用，需要對網絡監控管理體系進行完善和優化。在施工現場合理設置監控設備，能夠全方位收集和整理各環節的信息，為安全管理工作的有序開展奠定基礎。同時，以建筑工程的安全需求為出發點，梳理安全預警的監控對象，針對各監控對象可能會出現的隱患進行分析和參數化處理，形成參數化指標，并以Microsoft Office Access數據庫管理系統為基礎，構建和完善建筑工程施工安全指標數據庫。另外，在BIM模型中增加與施工機械有關聯的圖元信息，將施工安全指標一并融入其中，以此來實現網絡化監控，為高層建筑施工安全提供保證。基于BIM技術的網絡化監控如圖4所示。

圖4 基于BIM技術的網絡化監控

5.2.2 基于BIM技術構建報警系統

為保證BIM模型的作用得到充分發揮，工作人員需要將建筑全生命周期的數據信息融入BIM模型。同時，工作人員還可以合理利用火災探測器等設備，以此實現對火災事故的預警和規避。將火災自動報警以及聯動控制系統融入BIM模型，經過碰撞檢測后可以發現隱藏在其中的問題，工作人員應定期檢查和維修設備，為系統的正常穩定運行提供保證。當發生火災時，火災探測器可以快速發現火情，并將信號傳遞到智能系統中，智能系統通過中央處理器確認火情并采取聯動指令處理，從而降低火災造成的影響[10]。

6 結語

在高層建筑的建設過程中，由于監控不到位、先進技術應用水平低等問題，容易導致高層建筑施工質量管理水平停滯不前。因此，通過合理利用BIM技術，可以保證高層建筑施工安全措施落實到實處，為施工質量提升提供保證。