現(xiàn)場施工管理中BIM技術(shù)的應用

文｜福州市萬科發(fā)展有限公司 林文宇

近年來，信息技術(shù)的不斷發(fā)展為建設項目作業(yè)管理創(chuàng)新出大量先進技術(shù)，作為備受青睞的技術(shù)形式，BIM 技術(shù)在工程現(xiàn)場組織、日常施工等環(huán)節(jié)中均起著可視化監(jiān)管的作用。將其應用于工程項目中，充分發(fā)揮技術(shù)在節(jié)約施工成本、提高施工質(zhì)量、確保施工安全方面的應用優(yōu)勢，從而達到對現(xiàn)場作業(yè)動態(tài)化監(jiān)管效果，促使現(xiàn)場施工管理水平大幅提升。

1 BIM 技術(shù)在建設項目中的應用現(xiàn)狀

中國建筑業(yè)協(xié)會與廣聯(lián)達科技股份有限公司聯(lián)合主編、42 家地方協(xié)會聯(lián)合會與建設行業(yè)組織、6 家建設企業(yè)聯(lián)合參與的《中國建筑業(yè)BIM 應用分析報告（2021）》已正式出版。報告中共涉及有50 余組數(shù)據(jù)，通過對2017 ～2021 五年內(nèi)建設行業(yè)發(fā)展期間重要數(shù)據(jù)的比對，了解行業(yè)革新情況的同時反映BIM 應用現(xiàn)狀。數(shù)據(jù)如下：BIM 技術(shù)常被作為現(xiàn)代化管理技術(shù)應用于各類房建工程中，其中，約85%的企業(yè)將BIM 技術(shù)貫徹于公用建筑建設全過程中，約63%的建設單位則在居住建筑工程中使用，且隨著技術(shù)的不斷完善，2021年這一技術(shù)在工業(yè)建筑、基礎設施建設工程管理中的應用頻率顯著提升，應用數(shù)據(jù)見表1。2020年技術(shù)在這兩類工程中對應使用數(shù)據(jù)為27.75%、34.24%。

表1 2021年調(diào)研對象應用BIM 技術(shù)的項目類型

站在非業(yè)主方的角度分析，BIM 技術(shù)的應用通常集中在建設單位有BIM 技術(shù)使用要求、需利用技術(shù)強化企業(yè)品牌影響力、涉及到認證或評獎、建筑結(jié)構(gòu)復雜等項目中。但值得注意的是，對于因建設需要提升作業(yè)期間多方參與主體協(xié)同能力、強化工程精細化管理程度、項目預算少與工期緊的項目，更多建設企業(yè)選擇使用BIM 技術(shù)，如圖1所示。

圖1 2021年非業(yè)主方應用BIM 技術(shù)項目情況

2 BIM 技術(shù)管理特征分析

2.1 可視化

圖紙是項目有序推進的重要參考。BIM技術(shù)未應用前，設計的圖紙多為二維形式，需進行面對面技術(shù)交底，細致講解圖紙內(nèi)容，具體施工時也會因細節(jié)問題而影響施工質(zhì)量。BIM 軟件的使用可實現(xiàn)三維化設計，以三維實體圖形的方式直觀呈現(xiàn)，即使施工人員的圖紙識別能力較差，也能在短時間內(nèi)了解圖紙設計意圖，規(guī)避圖紙細節(jié)不清晰引發(fā)的施工矛盾，導致項目返工，實現(xiàn)對施工成本的有效管控[1]。

2.2 協(xié)同性

建設項目屬于復雜綜合體，施工流程包含多個學科與領域，作業(yè)期間，會遇到眾多交叉工程，如動靜設備、電氣設備、管線等專業(yè)；在管理時，還需多方主體協(xié)同工作，包括設計、業(yè)主、監(jiān)理、施工等。BIM 技術(shù)能夠防范問題的發(fā)生，依托于可視化模型可增強各專業(yè)設計時的清晰度，便于施工人員對現(xiàn)存專業(yè)協(xié)調(diào)問題的把握，以保證施工順利與安全。施工碰撞監(jiān)管模型如圖2所示。

圖2 BIM 碰撞檢查

2.3 模擬性

BIM 技術(shù)模擬性特點表現(xiàn)在兩方面即建筑模型實物模擬、現(xiàn)場操作模擬。具體來說，設計時，可以模擬更多施工場景，如將施工作業(yè)設置在虛擬的陰天、雨天、晴天下進行，以此明確天氣對施工進度的影響。同時，還可模擬建筑建成后的緊急疏散、節(jié)能等情況，為施工方案的調(diào)整提供參考，有益于后期施工對接工作順利進行。

3 BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場管理中的現(xiàn)實運用

某廠房擴建項目位于上海市，建筑安全等級設置為二級，地上、地下建筑面積分別為1679m2、9074m2，使用筏板、承臺作為建筑的基礎結(jié)構(gòu)。為保證改建后的廠房達到設計要求，施工團隊決定運用BIM技術(shù)對匯總得到的各類建筑信息進行模擬，打造立體模型，增強建筑實際情況的直觀性，促使建設項目管理功能性、服務性得以彰顯。

3.1 施工組織管理

現(xiàn)場施工組織環(huán)節(jié)應積極落實管理工作，結(jié)合項目實際情況優(yōu)化設計施工流程，并細致說明施工方法與組織技術(shù)，同時，還應對多種影響因素加以考量，包括人員、交通、地質(zhì)條件等，避免突發(fā)性事件引發(fā)施工事故。對此，本工程借助BIM 技術(shù)，預測、模擬、分析各環(huán)節(jié)可能存在的施工問題，編制科學管理計劃，以此降低施工風險系數(shù)。施工組織的技術(shù)管理內(nèi)容主要有兩點：

其一，總場平布置。建設事業(yè)的發(fā)展對項目組織與協(xié)調(diào)提出更高要求，施工期間現(xiàn)場環(huán)境復雜程度、地形高低差等都會影響施工進度，還會造成現(xiàn)場平面布置變化，本建設項目施工范圍較大、作業(yè)現(xiàn)場空間有限、附近建設有大量設施，因此，需運用BIM 技術(shù)保障現(xiàn)場平面布置效果，通過打造建筑與現(xiàn)場模型，搭配資源模型與現(xiàn)代化施工設備，實現(xiàn)對現(xiàn)場組織設計與工程施工的可視化模擬。其中，設計方案中的模擬重點為不同區(qū)域的細致、合理劃分，如生活場所、材料加工場所、不同專業(yè)施工場所等，以此增強組織設計、場地布置的科學性。同時，還應在模型中上傳現(xiàn)場環(huán)境與周邊建筑信息，實現(xiàn)場地布置的三維化呈現(xiàn)，再分析項目推行進度與規(guī)劃，對各施工環(huán)節(jié)現(xiàn)場工況進行模擬，賦予現(xiàn)場平面布置更高靈活性、合理性[2]。

其二，施工方案與工藝模擬。充分考慮項目設計、施工、竣工等環(huán)節(jié)以及具體管理需要，基于BIM 技術(shù)打造3D 模型，實現(xiàn)施工準備、項目推進、工程驗收不同階段的模擬，為項目管理決策提供可視化支撐。比如，施工期間可借助BIM 技術(shù)模擬土方開挖、基坑圍護施工行為，有助于施工方案的進一步優(yōu)化。此外，也可借助BIM 技術(shù) 對多元施工工藝進行模擬，按照1 ∶1 尺寸加以可視化展示，可保證各項工藝操作的正確性，促使施工效率與精度的提升。

3.2 施工全過程管理

為達到對建設項目的集成化、全方位管控，需將BIM 技術(shù)應用于各施工環(huán)節(jié)中，推動現(xiàn)場管理信息化轉(zhuǎn)型，從而達到跟蹤管理施工質(zhì)量、進度、安全的目的。

3.2.1 質(zhì)量管理

施工期間，管理人員可通過移動端監(jiān)測動態(tài)化模型，并完成施工信息的錄入，還能夠?qū)崟r調(diào)取施工標準，審閱施工方案。借助分布式云平臺技術(shù)，確保模型中信息變更后，管理人員可獲取到已完成更新的模型，以此提高現(xiàn)場質(zhì)量管理即時性。此外，管理人員應深入現(xiàn)場，做好全方位監(jiān)管工作，應用移動設備對存在質(zhì)量問題的部位進行取證，記錄的信息形式較為多樣，包括文字、錄音、圖像等，確保各類安全、質(zhì)量問題的有效反饋，再自動建立同三維模型的鏈接，并利用任務傳達平臺將整改通知下達至施工單位。

3.2.2 進度管理

技術(shù)水平、天氣環(huán)境、材料性能等因素都可影響施工進度，因此，需將各類因素作為管理重點。施工前，要求設計部門擬定的施工計劃與進度符合實際情況，避免設計誤差問題的存在引發(fā)設計變更風險、阻礙施工進程、增多工程造價?；贐IM技術(shù)的進度管理措施如下：打造BIM 模型，整合項目招標文件與圖紙合理設置模型屬性，以保證所有參數(shù)分析價值。深入分析、解讀CAD 圖紙與作業(yè)面彼此間關聯(lián)，為工藝優(yōu)化提供參考。在此基礎上，依托技術(shù)模型施工面進行準確定位，有益于管理人員作業(yè)面的全過程把控，當發(fā)現(xiàn)施工問題可在第一時間對施工任務進行調(diào)整，以此減少施工周期。比如，借助移動端獲取關鍵施工節(jié)點的形象進度照片，再基于施工進度計劃打造的模型細致比對模擬信息與照片細節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，組織所有參建部門負責人，結(jié)合現(xiàn)場實際與問題產(chǎn)生原因設計可視化應急方案，實現(xiàn)對工程的有效管控[3]。

3.2.3 安全管理

在BIM 技術(shù)的幫助下可引導現(xiàn)場管理人員識別危險因素，及時發(fā)現(xiàn)安全風險點。由于建設項目現(xiàn)場環(huán)境復雜，施工工序眾多，還包括大量隱蔽性工程，因此施工現(xiàn)場的安全風險也呈現(xiàn)出隨機性的特點，若監(jiān)管工作不到位，將會預埋安全隱患。當前，最有效的施工風險控制方法是識別危險因素，再采取可行措施對安全風險點進行控制，實現(xiàn)安全問題的源頭處理，規(guī)避安全事故。利用BIM 技術(shù)，模擬、展示現(xiàn)場作業(yè)情況，及時預警高風險施工細節(jié)，如支模架、洞口、管線等，確保隱蔽性工程建設安全（如圖3所示）。還應加強碰撞檢測，做到對現(xiàn)場潛在風險因素的發(fā)現(xiàn)與把控，再借助三維動態(tài)模型模擬風險防范措施，打造、推行風險防范機制，實現(xiàn)建設項目安全作業(yè)。

圖3 工程走廊管綜模型

此外，利用BIM 技術(shù)打造人材機成本管理數(shù)據(jù)庫，做好設備、人工、材料清單的編制工作，整合數(shù)據(jù)搭建模型，幫助項目部門預算調(diào)整、成本分析工作順利進行，以保證工程結(jié)算、項目工程量認定的精準性，從而實現(xiàn)對項目建設成本的有效控制。

4 結(jié)束語

為保證施工現(xiàn)場管理水平，提高管理效率，需重視起B(yǎng)IM 技術(shù)的科學運用，打造三維動態(tài)化管理模型，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場情況的可視化分析，以保證施工方案調(diào)整的可行性。同時，還應將該技術(shù)落實到現(xiàn)場施工全過程中，達到跟蹤、遠程監(jiān)管的目的，促使建設項目各項作業(yè)安全、高質(zhì)量進行。