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(yè)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(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)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(jiān)控不到位

在建筑工程項目建設過程中，監(jiān)督管理部門缺乏對人員安全防護的重視，也沒有監(jiān)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(jiān)督管理人員要加大檢查力度，一旦發(fā)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(guī)以及規(guī)章制度進行完善和優(yōu)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(fā)揮技術的優(yōu)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(yè)技能水平以及專業(yè)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(xié)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(yè)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(yè)內容比較多，同時節(jié)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(fā)揮BIM技術的作用，需要提高現場作業(yè)人員的專業(yè)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(jiān)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(yōu)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(guī)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(fā)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(jiān)督與管理以及各分項工程的施工節(jié)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(huán)節(jié)，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(xié)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(xié)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(xié)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(yè)的情況，進而引發(fā)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(yōu)化方案，為后續(xù)設備安裝以及施工提供可靠依據。

5.1.2 危險區(qū)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(qū)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(qū)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(jiān)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(fā)揮管理制度的作用，需要對網絡監(jiān)控管理體系進行完善和優(yōu)化。在施工現場合理設置監(jiān)控設備，能夠全方位收集和整理各環(huán)節(jié)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(fā)點，梳理安全預警的監(jiān)控對象，針對各監(jiān)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(tǒng)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(lián)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(jiān)控，為高層建筑施工安全提供保證?；贐IM技術的網絡化監(jiān)控如圖4所示。

圖4 基于BIM技術的網絡化監(jiān)控

5.2.2 基于BIM技術構建報警系統(tǒng)

為保證BIM模型的作用得到充分發(fā)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(guī)避。將火災自動報警以及聯(lián)動控制系統(tǒng)融入BIM模型，經過碰撞檢測后可以發(fā)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(tǒng)的正常穩(wěn)定運行提供保證。當發(fā)生火災時，火災探測器可以快速發(fā)現火情，并將信號傳遞到智能系統(tǒng)中，智能系統(tǒng)通過中央處理器確認火情并采取聯(lián)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(jiān)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。