淺談BIM技術用于工程質量系統(tǒng)化管控的方法

摘要：隨著工程行業(yè)對BIM技術越來越重視，利用BIM處理了工程的各類復雜問題，BIM技術用于深化設計、三維可視化交底、碰撞檢查等方面，間接輔助項目質量管理，提高了工程的品質。BIM技術利用建模軟件面對對象構建建筑實體模型，便于現場作業(yè)人員理解，方便圖紙會審、技術交底。文章研究了BIM技術用于工程質量系統(tǒng)化管控的方法。

關鍵詞：工程質量；系統(tǒng)化管控；BIM技術；材料設備管控；項目管理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU919 文章編號：1009-2374（2017）02-0053-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.025

1 概述

在BIM技術不斷發(fā)展的今天，其應用一直是一個熱門話題。然而目前BIM技術停留于技術應用層面，在項目質量管理中缺乏系統(tǒng)化應用?；贐IM技術的質量信息共享、現場數據采集、質量管理系統(tǒng)化等方面，仍處于探索階段。除了目前開展較多的用BIM進行優(yōu)化設計和碰撞檢測等應用外，如何在建造階段通過BIM的引入，推動工程的系統(tǒng)化管理，將是BIM應用的又一個發(fā)展領域。

2 BIM技術的質量管控概念及特征

2.1 概念

BIM技術的項目質量管控是指基于BIM模型對項目質量實施情況的監(jiān)督和管理。這項工作的主要內容包括項目質量實際情況的度量、項目質量實際與項目質量標準的比較、項目質量誤差與問題的確認、項目質量問題的原因分析和采取糾偏施以消除項目質量差距與問題等一系列活動。建造階段主要從技術交底的管控、質量預設點的設置、施工機械設備性能及工作狀態(tài)的控制、材料的控制、施工工序質量控制等方面進行質量管控。

2.2 BIM質量管控方法的特征

2.2.1 該方法使參建各方質量管理更高效。施工方依托BIM能有效提升現場工況記錄的準確度，結合模型、文字、圖片等，及時傳遞給工程監(jiān)理工程師、業(yè)主。監(jiān)理方作為質量監(jiān)督者，監(jiān)理工程師需要從全方位角度對質量情況進行核查，在BIM的輔助下，可通過顏色標記或圖標標簽等方式，在三維模型中準確直觀地指出質量管理的對象，大大提升了信息傳遞互動的準確性和效率。業(yè)主方在三維模型中一目了然地了解質量情況，能全面有效地把控質量。依托BIM技術能使質量信息的流轉更為有效，與純粹的文檔敘述相比，將質量信息加載在BIM模型之上，通過模型的瀏覽，擺脫文字的抽象，讓質量問題能在各個層面上高效地流轉、輻射，從而使各方質量問題的協(xié)調工作更易展開。

2.2.2 該方法使質量責任人更易追溯。BIM工作平臺將全面、詳盡地記錄質量問題的檢查情況，如果監(jiān)理和第三方在規(guī)定的時間未檢查預設的檢查點，則系統(tǒng)會預警，建設單位總部質量管理部門會及時督促整改。建設單位總部質量管理部門現場抽查到的質量問題，通過BIM平臺立刻調取相應部位的質量標準、定位監(jiān)理和第三方責任人，追究責任?；贐IM的質量責任就是在項目的每個構件上打上設計人員和施工人員的質量終身烙印，在項目設計壽命期內的責任可準確追溯。

2.2.3 該方法使現場質量信息采集更準確。逐步推行BIM與智能型終端設備集成應用，通過對軟件、硬件進行整合，將BIM模型帶入施工現場，利用模型中的屬性數據驅動智能型終端進行監(jiān)測，并將采集的原始數據實時發(fā)送到數據中心，采集的重要監(jiān)測數據出現異常時第一時間發(fā)出預警。

2.2.4 該方法全面實現質量管理經驗的共享和提升。以BIM為載體，使記錄質量問題并進行橫縱向分析成為可能。通過不斷積累的模型質量數據，采用了機器學習的大數據分析平臺將對質量分析模型進行不斷的修正，讓預測結果越來越準確。結合BIM可視化技術，讓可視化分析結果而非原始數據呈現在決策者面前，讓質量監(jiān)管更加可靠。項目的質量管理的過程數據均可通過大數據的方式收集和分析，為后續(xù)項目提供事前質量分析模型，預測可能發(fā)生的質量問題，提前跟蹤和消除質量隱患。質量大數據分析工作的實施，將促使質量管理進入一個良性循環(huán)，讓BIM質量模型具備了學習的能力，下一個BIM質量管控循環(huán)將更上一個臺階，不僅單純地針對固定的標準規(guī)范，而是吸收前期的統(tǒng)計、分析、檢查驗收結果、隱患分布、出現概率及整改通過率，針對不同的施工類型、施工方法、管理人員、施工隊伍精準地進行質量預警、過程管理，消除質量隱患，指導后續(xù)施工持續(xù)改進。

3 具體措施

3.1 基于BIM技術的材料設備管控

項目應用的材料設備較多，材料設備的質量直接影響到項目的最終質量，前期沒有良好的材料設備質量控制，后期施工質量再好，也很難生產出合格的最終產品。而飽含質量驗收標準的BIM模型，就極大地提高了各驗收方對材料設備的檢查效率。

3.1.1 監(jiān)理單位BIM質量管控實施流程。在施工準備階段，監(jiān)理和施工方應該認真審閱BIM模型，熟悉設計模型中所采用的材料設備型號、規(guī)格以及應用部位周邊情況，監(jiān)理方要根據模型質量屬性，熟練掌握設備材料的性能參數和安裝方法，逐步將各類試驗報告、材料設備進場驗收單、材料設備進場清單等成果文件掛接到BIM模型上，監(jiān)理方應自查，確保檢測結果與BIM模型質量屬性要求不矛盾。

3.1.2 建設單位指揮部BIM質量管控實施流程。建設單位指揮部應該認真審閱BIM模型，熟悉設計模型中所采用的材料設備型號、規(guī)格以及應用部位周邊情況，建設單位指揮部要根據模型質量屬性，熟練掌握設備材料的性能參數和安裝方法，并熟悉建設單位總部質量管理部門預設的強制檢查部位。

與監(jiān)理單位、總包單位共同驗收進場材料設備，過程拍照并記錄，驗收不合格，監(jiān)督退場，拍照記錄，所有結果均通過BIM信息化系統(tǒng)上傳，對不合格材料設備，按合同對相關單位進行處罰，逐項審查各類成果文件。

3.1.3 第三方質量檢測單位BIM質量管控實施流程。第三方應該認真審閱BIM模型，熟悉設計模型中所采用的材料設備型號、規(guī)格以及應用部位周邊情況，第三方要根據模型質量屬性，熟練掌握設備材料的性能參數和安裝方法，并熟悉建設單位總部質量管理部門預設的強制檢查部位。對建設單位指揮部、監(jiān)理單位的質量管理成果進行檢查，對隱患整改完成情況進行現場復查，在BIM信息化系統(tǒng)填報檢查結果，并復核整改回復。檢查區(qū)域內，BIM模型中設置的強制檢查部位的復查要100%覆蓋。

3.1.4 建設單位總部質量管理部門BIM質量管控實施流程。質量管理部門應該認真審閱BIM模型，熟悉設計模型中預設的強制檢查部位。在BIM信息化系統(tǒng)提取消防安全類材料的進場驗收記錄、見證取樣記錄、使用審批表、復試報告、型式檢驗報告并審核。對現場使用的消防安全材料進行現場抽查、復核，必要時取樣送檢，在BIM信息化系統(tǒng)中填報檢查情況。

3.2 基于BIM技術的現場質量檢查

現場檢驗是通過BIM質量標準實事求是的檢查過程的質量、驗收實體交付物體。

3.2.1 監(jiān)理單位。在BIM信息化系統(tǒng)中對基坑、重點部位全部進行標記。對計劃進行工程抽查的部位進行標記，比例為在施工程50%。對以上標記部位和BIM模型中設置的強制檢查部位進行檢查，確保100%覆蓋，對建設單位總部質量管理部門、第三方質量檢測單位、建設單位指揮部檢查發(fā)現的問題，下發(fā)監(jiān)理通知，并督辦整改回復。

3.2.2 建設單位指揮部。在BIM信息化系統(tǒng)中對基坑、對重點部位全部進行標記、對計劃抽檢的其他部位施工進行標記，比例為在施工程20%。對以上標記部位和BIM模型中設置的強制檢查部位進行檢查，確保100%覆蓋。對建設單位總部質量管理部門、第三方質量檢測單位檢查發(fā)現的問題，下發(fā)監(jiān)理通知，并督辦整改回復。在BIM信息化系統(tǒng)標記項目質量安全周/月度檢查部位，并完成質量閉環(huán)管理。

3.2.3 第三方質量檢測單位。在BIM信息化系統(tǒng)標記計劃首次、月度檢查部位，并完成質量閉環(huán)管理。

3.2.4 建設單位總部質量管理部門。在BIM信息化系統(tǒng)標記項目質量檢查計劃及檢查內容，并完成質量閉環(huán)管理。

4 應用案例

滬通長江大橋位于長江澄通河段，在江陰長江大橋下游45km、蘇通長江大橋上游40km，北岸為南通市，南岸為張家港。滬通長江大橋上層為公路，下層為鐵路。滬通長江大橋集國鐵、城際鐵路和高速公路于一體，全長11.07km，采用公路和鐵路合建，正橋為兩塔五跨斜拉橋。滬通長江大橋是滬通鐵路的關鍵性控制工程，大橋主塔高325m，采用鉆石型混凝土結構，約100層樓房高，28號橋墩是大橋的主墩之一，底部為鋼殼沉井，上部為混凝土沉井，總高105m，其中鋼沉井高44m，將被永久打入江底。為方便吸泥下沉，沉井平面布置為24個12.8m×12.8m井孔。滬通長江大橋為世界最高公鐵兩用斜拉橋主塔，大橋主跨1092m，建成后將是世界上首座跨度超過1km的公鐵兩用斜拉橋，工程總投資約150億元。

4.1 預設質量檢查控制點

在112m鋼結構簡支梁質量控制重點部位預設檢查點，并在模型上進行標記，將模型GUID編碼與該部位鋼結構質量檢查驗收標準建立映射關系表。

圖1 預設檢查點

4.2 自動提示檢查

BIM管理系統(tǒng)根據工程進度情況，自動替建設單位、監(jiān)理單位和施工單位對質量檢查預設點進行檢查，相關人員調取預設點對應的質量驗收標準，逐條檢查驗收，拍照記錄，并將驗收結果上傳系統(tǒng)。

4.3 問題整改

檢查人員發(fā)起問題后，進入問題閉環(huán)處理流程，相關責任人按照檢查人員要求進行整改，整改至達到質量標準要求后，拍照記錄，說明整改方式及整改結果，并將整改結果上傳系統(tǒng)，進入下一流程節(jié)點。

圖2 質量問題處理過程流轉

4.4 結果復查閉環(huán)

問題整改完畢后，問題發(fā)起人在BIM模型上收到相應提示進行復查，發(fā)起人根據BIM模型掛接的屬性信息、質量檢查標準信息、問題描述信息、過程檢查信息等綜合分析，判定合格則該問題處理完畢，問題閉環(huán)；否則將問題推送回相關責任人重新進行整改。

4.5 質量問題匯總分析

由于BIM模型本身具備多種分類方式，掛接在模型構件上的問題既可以按照不同的工程部位進行分析匯總，也可以按照不同的施工隊伍進行分析歸類，最終通過輸出圖表的方式，從不同維度分析質量問題發(fā)生的原因和傾向性，提前預警、提前控制，將質量風險降到

最低。

滬通長江大橋112m梁有近50片，通過收集、分析質量問題出現的概率、位置分布，采用大數據分析及數據挖掘相關理論不斷分析，精準地進行了后續(xù)類似片梁的質量控制，很大程度上避免了因為質量問題而導致的返工、窩工等現象的發(fā)生，在一定程度上也起到了降本增效的作用。

5 結語

質量重于泰山，材料設備管控和現場質量檢查等方面的應用僅僅是一個開始，未來BIM技術用于工程質量管控將進一步促進BIM技術的落地，也將使得質量管控更加嚴謹、更加高效、更加系統(tǒng)化。

參考文獻

[1] 中國建筑業(yè)協(xié)會工程建設質量管理分會.施工企業(yè)BIM應用研究（一）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[2] 張欣天.工程施工項目質量管理[M].北京：中國標準出版社，2006.

[3] 顧慰慈.工程項目質量管理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

作者簡介：劉偉（1987-），男，內蒙古巴彥淖爾人，北京經緯信息技術公司中級工程師，研究方向：BIM技術。

（責任編輯：蔣建華）