基于BIM 技術(shù)的安陽大學(xué)科技園項目施工精細(xì)化管理

郭先強(qiáng) 樊紹輝

施工管理開展的好壞直接關(guān)系到整個項目的建設(shè)質(zhì)量、進(jìn)度與成本[1]。建筑工程項目規(guī)模不斷擴(kuò)大，對施工管理工作提出了更高的要求，傳統(tǒng)施工管理模式已無法滿足建筑項目施工管理的要求。在此背景下，施工單位開始利用建筑信息模型（BIM）技術(shù)開展施工管理工作，取得不錯的應(yīng)用效果，有效提升了施工管理質(zhì)量。

1 工程概況

該項目位于河南省安陽市弦歌大道與彰德路交叉口的東南部，總建筑面積約59044 m2。地上部分建筑面積約40466 m2，地下部分建筑面積約18578 m2。整個項目分為：A1、A2 區(qū)地上有9 層，地下有2 層；A3 區(qū)地上有14 層，地下有2 層。建筑結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)防烈度設(shè)定為8 度；防水等級方面，屋面及地下室均設(shè)置為I 級。為確保質(zhì)量符合規(guī)定要求，施工單位采用基于BIM 技術(shù)的施工精細(xì)化管理，為項目后續(xù)建設(shè)打下基礎(chǔ)。

2 基于BIM 技術(shù)的技術(shù)管理

2.1 模板與腳手架

施工時要使用大量的模板與腳手架，采用傳統(tǒng)方法計算其數(shù)量、規(guī)格容易出現(xiàn)材料浪費(fèi)問題。采用BIM 技術(shù)可在構(gòu)建項目的三維模型后，直接將相關(guān)信息輸入模型，通過系統(tǒng)自動分析與計算，確定模板、腳手架的數(shù)量。

2.2 三維技術(shù)交底

技術(shù)交底是建設(shè)中的重要工作之一，能夠提升施工人員對施工方案的了解程度，確保后續(xù)施工順利進(jìn)行。技術(shù)交底通常采用二維圖紙結(jié)合現(xiàn)場照片的模式直觀性較差，加上大部分施工人員文化水平低，很難真正理解施工方案。BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可使施工人員能夠借助Revit、魯班等軟件構(gòu)建三維可視化交底模型，從而為開展后續(xù)施工活動提供指導(dǎo)。

2.3 砌體排布

砌體工程成本較高，建設(shè)周期長，且容易出現(xiàn)材料浪費(fèi)、施工風(fēng)險等問題，因此應(yīng)作為施工重點(diǎn)管理對象[2]。在BIM 建模系統(tǒng)內(nèi)，分別錄入進(jìn)度、合同、成本、質(zhì)量、安全、圖紙及物料等信息，系統(tǒng)將自動構(gòu)建與項目相匹配的5D 模型，并統(tǒng)計出磚塊、灰縫砂漿等材料的用料量（圖1），確保材料用量符合要求的同時，防止出現(xiàn)材料浪費(fèi)的問題。此外，模型還能夠展示砌體磚塊排布方向、位置等信息，為砌體工程建設(shè)提供指導(dǎo)避免因操作失誤而引發(fā)各種問題。

圖1 安陽大學(xué)科技園項目砌體工程磚與砂漿統(tǒng)計界面圖（來源：安陽大學(xué)科技園項目資料）

3 基于BIM 技術(shù)的進(jìn)度管理

進(jìn)度管理是工程項目管理中的重要組成部分，指以前期設(shè)計的施工方案為依據(jù)，定期對項目完成情況進(jìn)行跟蹤檢查，通過對比實(shí)際完成情況與預(yù)期完成情況，判斷工程是否達(dá)到要求，以確保工程項目在規(guī)定時間內(nèi)完成[3]。BIM 系統(tǒng)（圖2）可自動對比設(shè)計情況，及時發(fā)現(xiàn)延誤問題，并自動發(fā)出預(yù)警，以便于修改施工方案，具體流程如圖3 所示。

圖2 BIM 系統(tǒng)的進(jìn)度管理界面（來源：安陽大學(xué)科技園項目資料）

圖3 基于BIM 的進(jìn)度管控流程（來源：安陽大學(xué)科技園項目資料）

4 基于BIM 技術(shù)的安全管理

建筑工程施工時，應(yīng)注重加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理。傳統(tǒng)現(xiàn)場安全管理工作中缺少專業(yè)的管理工具，無法構(gòu)建科學(xué)的管理流程，導(dǎo)致現(xiàn)場安全管理效果并不理想，依然會引發(fā)一些施工安全問題[4]。針對這一情況，安陽大學(xué)科技園項目采用BIM 技術(shù)完成現(xiàn)場安全管理工作。基于BIM 技術(shù)的管理系統(tǒng)可自動判斷施工現(xiàn)場可能或已經(jīng)出現(xiàn)的安全隱患，并提供問題的解決辦法，安全管控流程如圖4 所示。

圖4 基于BIM 技術(shù)的安全管控流程（來源：安陽大學(xué)科技園項目資料）

5 基于BIM 技術(shù)的造價管理

造價管理指在確保工程質(zhì)量、進(jìn)度符合規(guī)定要求的基礎(chǔ)上，通過控制材料、設(shè)備等投入成本，降低項目建設(shè)中的資金使用量，基于BIM 技術(shù)的造價管理流程如圖5 所示。

圖5 基于BIM 技術(shù)的造價管理流程（來源：安陽大學(xué)科技園項目資料）

5.1 進(jìn)度款申報

申報進(jìn)度款時，可借助BIM 模型自動生成進(jìn)度申報表（圖6）。導(dǎo)出報表后，可針對實(shí)際需求適當(dāng)修改報表內(nèi)容，并向業(yè)主方申報進(jìn)度款。申報進(jìn)度款時，預(yù)算人員在算量系統(tǒng)內(nèi)根據(jù)分割后的項目計算造價，或是通過手工計算的方式確定某一個階段的進(jìn)度款項，效率低且難度大，無法說明工程的進(jìn)度，嚴(yán)重影響進(jìn)度款的申報。采用BIM 技術(shù)則可大幅提升進(jìn)度款申報的效率，為后續(xù)查詢提供幫助。

圖6 基于BIM 技術(shù)的進(jìn)度款申報界面（來源：安陽大學(xué)科技園項目資料）

5.2 三算對比

項目正式施工之前，應(yīng)以過去類似項目的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)項目的具體情況計算工程成本。若實(shí)際消耗量與定額消耗、計劃消耗量之間出現(xiàn)一定的量差，應(yīng)及時將實(shí)際成本輸入BIM 系統(tǒng)內(nèi)，通過分析與計算自動形成合同成本、目標(biāo)成本與實(shí)際成本間的對比結(jié)果，以此更新成本信息確保數(shù)據(jù)更加真實(shí)、準(zhǔn)確，為后續(xù)開展成本核算工作打下基礎(chǔ)。

5.3 工程變更

施工時受到人員、天氣等因素的影響而引發(fā)工程變更問題，施工人員應(yīng)在第一時間辦理變更會簽，向相關(guān)部門報審并跟蹤審批情況。采用BIM技術(shù)管理工程變更時，應(yīng)先根據(jù)變更情況調(diào)整模型。同時，將變更內(nèi)容劃分成多種類型，并分別輸入BIM 系統(tǒng)，使變更內(nèi)容與變更模型能夠聯(lián)系到一起，避免在結(jié)算對量時出現(xiàn)遺漏，也可為后續(xù)查找變更資料提供便利。提取模型中顯示的價款變化信息，并輸入合同外收入于進(jìn)度欄內(nèi)，用于申報后續(xù)進(jìn)度款。

6 基于BIM 技術(shù)的材料管理

6.1 采購管理

采購材料時，要保證項目需求信息的準(zhǔn)確性。在BIM 建模系統(tǒng)中分別輸入項目所需的物資數(shù)量、需要時間等數(shù)據(jù)，使用料情況直接與施工進(jìn)度相關(guān)聯(lián)，大幅提升了材料采購的精確性，避免出現(xiàn)材料浪費(fèi)問題。

6.2 采購計劃編制

BIM 系統(tǒng)內(nèi)包含大量表格，能夠從施工進(jìn)度、材料類型、使用范圍等角度篩選項目所需的資料，以此為材料的使用打下良好基礎(chǔ)。采購物資前，采購部門借助BIM 系統(tǒng)能夠直接導(dǎo)出下一階段所需的物資，并制成表格，為編制采購計劃提供依據(jù)。同時，在一個階段的施工活動結(jié)束后，還可以對比該階段的材料實(shí)際用量與采購量，判斷兩者是否匹配，若發(fā)現(xiàn)采購量過多或過少，則可快速分析出引發(fā)這一問題的原因，以免后續(xù)再次出現(xiàn)采購量過多或不足的問題[5]。

6.3 限額領(lǐng)料管理

領(lǐng)取材料時，先填寫申請表，包括具體數(shù)量、用途等信息，之后將其輸入BIM 系統(tǒng)內(nèi)，構(gòu)建出包含物資量信息的模型，若超出模型量，則應(yīng)說明具體原因。施工活動結(jié)束后，將實(shí)際用量告知管理員，由其將這些信息錄入BIM 系統(tǒng)內(nèi)，以此對比材料實(shí)際用量與計劃用量，然后根據(jù)對比結(jié)果，由技術(shù)人員、施工人員一起分析量差原因，進(jìn)而提出相應(yīng)的控制措施。

利用BIM 系統(tǒng)，可防止出現(xiàn)工程量錯誤、遺漏、丟失等問題，使得工程量清晰、直觀地顯示出來，并可提升物資的使用效率。另外，還可初步判斷各班組的工作情況，如通過計算水泥、鋼筋的用量，可判斷鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量是否符合要求。

7 設(shè)備管理

建筑工程中需要使用大量機(jī)械設(shè)備，為提升工程施工質(zhì)量與安全性，安陽大學(xué)教學(xué)樓項目將BIM 技術(shù)融入到設(shè)備管理工作中。首先，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，BIM 技術(shù)逐漸與二維碼技術(shù)融合到一起，施工單位采購機(jī)械設(shè)備時，可利用BIM 軟件中的二維碼功能掃描設(shè)備表面二維碼，通過二維碼的掃描獲取與設(shè)備相關(guān)的所有信息，如生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、使用說明書、質(zhì)檢報告、安裝調(diào)試方法等，不僅提高了施工單位與設(shè)備生產(chǎn)廠家間的交流效率，而且還有利于設(shè)備的后期運(yùn)維管理，使機(jī)械設(shè)備在施工活動中發(fā)揮出更大的作用。其次，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障后，維修人員可通過設(shè)備表面粘貼二維碼的掃描立即獲取設(shè)備信息，及時尋找到該設(shè)備的生產(chǎn)廠家，通過與生產(chǎn)廠家的交流與溝通，快速對故障進(jìn)行處理，避免設(shè)備故障而影響施工正常進(jìn)行。最后，還可對設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行模擬，提前預(yù)測出設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，并采取相應(yīng)的方式進(jìn)行防治，以降低設(shè)備故障率。

8 結(jié)語

BIM 技術(shù)的引進(jìn)和推廣能夠改進(jìn)傳統(tǒng)的生產(chǎn)與管理模式，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。為確保建筑工程順利建設(shè)，應(yīng)以BIM 技術(shù)為依托，確保整個工程安全、順利建設(shè)的同時，提升整個工程的建設(shè)質(zhì)量，降低工程建設(shè)成本，使得建筑工程可以創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)價值與社會價值。