現(xiàn)場(chǎng)施工管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用

文｜福州市萬(wàn)科發(fā)展有限公司 林文宇

近年來(lái)，信息技術(shù)的不斷發(fā)展為建設(shè)項(xiàng)目作業(yè)管理創(chuàng)新出大量先進(jìn)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(chǎng)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(yīng)用于工程項(xiàng)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(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)動(dòng)態(tài)化監(jiān)管效果，促使現(xiàn)場(chǎng)施工管理水平大幅提升。

1 BIM 技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用現(xiàn)狀

中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)與廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司聯(lián)合主編、42 家地方協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)與建設(shè)行業(yè)組織、6 家建設(shè)企業(yè)聯(lián)合參與的《中國(guó)建筑業(yè)BIM 應(yīng)用分析報(bào)告（2021）》已正式出版。報(bào)告中共涉及有50 余組數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)2017 ～2021 五年內(nèi)建設(shè)行業(yè)發(fā)展期間重要數(shù)據(jù)的比對(duì)，了解行業(yè)革新情況的同時(shí)反映BIM 應(yīng)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(yīng)用于各類(lèi)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(shè)全過(guò)程中，約63%的建設(shè)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程管理中的應(yīng)用頻率顯著提升，應(yīng)用數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。2020年技術(shù)在這兩類(lèi)工程中對(duì)應(yīng)使用數(shù)據(jù)為27.75%、34.24%。

表1 2021年調(diào)研對(duì)象應(yīng)用BIM 技術(shù)的項(xiàng)目類(lèi)型

站在非業(yè)主方的角度分析，BIM 技術(shù)的應(yīng)用通常集中在建設(shè)單位有BIM 技術(shù)使用要求、需利用技術(shù)強(qiáng)化企業(yè)品牌影響力、涉及到認(rèn)證或評(píng)獎(jiǎng)、建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜等項(xiàng)目中。但值得注意的是，對(duì)于因建設(shè)需要提升作業(yè)期間多方參與主體協(xié)同能力、強(qiáng)化工程精細(xì)化管理程度、項(xiàng)目預(yù)算少與工期緊的項(xiàng)目，更多建設(shè)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(yīng)用BIM 技術(shù)項(xiàng)目情況

2 BIM 技術(shù)管理特征分析

2.1 可視化

圖紙是項(xiàng)目有序推進(jìn)的重要參考。BIM技術(shù)未應(yīng)用前，設(shè)計(jì)的圖紙多為二維形式，需進(jìn)行面對(duì)面技術(shù)交底，細(xì)致講解圖紙內(nèi)容，具體施工時(shí)也會(huì)因細(xì)節(jié)問(wèn)題而影響施工質(zhì)量。BIM 軟件的使用可實(shí)現(xiàn)三維化設(shè)計(jì)，以三維實(shí)體圖形的方式直觀呈現(xiàn)，即使施工人員的圖紙識(shí)別能力較差，也能在短時(shí)間內(nèi)了解圖紙?jiān)O(shè)計(jì)意圖，規(guī)避圖紙細(xì)節(jié)不清晰引發(fā)的施工矛盾，導(dǎo)致項(xiàng)目返工，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工成本的有效管控[1]。

2.2 協(xié)同性

建設(shè)項(xiàng)目屬于復(fù)雜綜合體，施工流程包含多個(gè)學(xué)科與領(lǐng)域，作業(yè)期間，會(huì)遇到眾多交叉工程，如動(dòng)靜設(shè)備、電氣設(shè)備、管線等專(zhuān)業(yè)；在管理時(shí)，還需多方主體協(xié)同工作，包括設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理、施工等。BIM 技術(shù)能夠防范問(wèn)題的發(fā)生，依托于可視化模型可增強(qiáng)各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)的清晰度，便于施工人員對(duì)現(xiàn)存專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)問(wèn)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(diǎn)表現(xiàn)在兩方面即建筑模型實(shí)物模擬、現(xiàn)場(chǎng)操作模擬。具體來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)時(shí)，可以模擬更多施工場(chǎng)景，如將施工作業(yè)設(shè)置在虛擬的陰天、雨天、晴天下進(jìn)行，以此明確天氣對(duì)施工進(jìn)度的影響。同時(shí)，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(duì)接工作順利進(jìn)行。

3 BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)管理中的現(xiàn)實(shí)運(yùn)用

某廠房擴(kuò)建項(xiàng)目位于上海市，建筑安全等級(jí)設(shè)置為二級(jí)，地上、地下建筑面積分別為1679m2、9074m2，使用筏板、承臺(tái)作為建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。為保證改建后的廠房達(dá)到設(shè)計(jì)要求，施工團(tuán)隊(duì)決定運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)匯總得到的各類(lèi)建筑信息進(jìn)行模擬，打造立體模型，增強(qiáng)建筑實(shí)際情況的直觀性，促使建設(shè)項(xiàng)目管理功能性、服務(wù)性得以彰顯。

3.1 施工組織管理

現(xiàn)場(chǎng)施工組織環(huán)節(jié)應(yīng)積極落實(shí)管理工作，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況優(yōu)化設(shè)計(jì)施工流程，并細(xì)致說(shuō)明施工方法與組織技術(shù)，同時(shí)，還應(yīng)對(duì)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(duì)此，本工程借助BIM 技術(shù)，預(yù)測(cè)、模擬、分析各環(huán)節(jié)可能存在的施工問(wèn)題，編制科學(xué)管理計(jì)劃，以此降低施工風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。施工組織的技術(shù)管理內(nèi)容主要有兩點(diǎn)：

其一，總場(chǎng)平布置。建設(shè)事業(yè)的發(fā)展對(duì)項(xiàng)目組織與協(xié)調(diào)提出更高要求，施工期間現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜程度、地形高低差等都會(huì)影響施工進(jìn)度，還會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)平面布置變化，本建設(shè)項(xiàng)目施工范圍較大、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)空間有限、附近建設(shè)有大量設(shè)施，因此，需運(yùn)用BIM 技術(shù)保障現(xiàn)場(chǎng)平面布置效果，通過(guò)打造建筑與現(xiàn)場(chǎng)模型，搭配資源模型與現(xiàn)代化施工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組織設(shè)計(jì)與工程施工的可視化模擬。其中，設(shè)計(jì)方案中的模擬重點(diǎn)為不同區(qū)域的細(xì)致、合理劃分，如生活場(chǎng)所、材料加工場(chǎng)所、不同專(zhuān)業(yè)施工場(chǎng)所等，以此增強(qiáng)組織設(shè)計(jì)、場(chǎng)地布置的科學(xué)性。同時(shí)，還應(yīng)在模型中上傳現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境與周邊建筑信息，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地布置的三維化呈現(xiàn)，再分析項(xiàng)目推行進(jìn)度與規(guī)劃，對(duì)各施工環(huán)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行模擬，賦予現(xiàn)場(chǎng)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(xiàng)目設(shè)計(jì)、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(shí)現(xiàn)施工準(zhǔn)備、項(xiàng)目推進(jìn)、工程驗(yàn)收不同階段的模擬，為項(xiàng)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(kāi)挖、基坑圍護(hù)施工行為，有助于施工方案的進(jìn)一步優(yōu)化。此外，也可借助BIM 技術(shù) 對(duì)多元施工工藝進(jìn)行模擬，按照1 ∶1 尺寸加以可視化展示，可保證各項(xiàng)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(guò)程管理

為達(dá)到對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的集成化、全方位管控，需將BIM 技術(shù)應(yīng)用于各施工環(huán)節(jié)中，推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)管理信息化轉(zhuǎn)型，從而達(dá)到跟蹤管理施工質(zhì)量、進(jìn)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(guò)移動(dòng)端監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)化模型，并完成施工信息的錄入，還能夠?qū)崟r(shí)調(diào)取施工標(biāo)準(zhǔn)，審閱施工方案。借助分布式云平臺(tái)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(chǎng)質(zhì)量管理即時(shí)性。此外，管理人員應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)，做好全方位監(jiān)管工作，應(yīng)用移動(dòng)設(shè)備對(duì)存在質(zhì)量問(wèn)題的部位進(jìn)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(lèi)安全、質(zhì)量問(wèn)題的有效反饋，再自動(dòng)建立同三維模型的鏈接，并利用任務(wù)傳達(dá)平臺(tái)將整改通知下達(dá)至施工單位。

3.2.2 進(jìn)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(jìn)度，因此，需將各類(lèi)因素作為管理重點(diǎn)。施工前，要求設(shè)計(jì)部門(mén)擬定的施工計(jì)劃與進(jìn)度符合實(shí)際情況，避免設(shè)計(jì)誤差問(wèn)題的存在引發(fā)設(shè)計(jì)變更風(fēng)險(xiǎn)、阻礙施工進(jìn)程、增多工程造價(jià)?；贐IM技術(shù)的進(jìn)度管理措施如下：打造BIM 模型，整合項(xiàng)目招標(biāo)文件與圖紙合理設(shè)置模型屬性，以保證所有參數(shù)分析價(jià)值。深入分析、解讀CAD 圖紙與作業(yè)面彼此間關(guān)聯(lián)，為工藝優(yōu)化提供參考。在此基礎(chǔ)上，依托技術(shù)模型施工面進(jìn)行準(zhǔn)確定位，有益于管理人員作業(yè)面的全過(guò)程把控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)施工問(wèn)題可在第一時(shí)間對(duì)施工任務(wù)進(jìn)行調(diào)整，以此減少施工周期。比如，借助移動(dòng)端獲取關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)的形象進(jìn)度照片，再基于施工進(jìn)度計(jì)劃打造的模型細(xì)致比對(duì)模擬信息與照片細(xì)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，組織所有參建部門(mén)負(fù)責(zé)人，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際與問(wèn)題產(chǎn)生原因設(shè)計(jì)可視化應(yīng)急方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)管理人員識(shí)別危險(xiǎn)因素，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。由于建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，施工工序眾多，還包括大量隱蔽性工程，因此施工現(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)也呈現(xiàn)出隨機(jī)性的特點(diǎn)，若監(jiān)管工作不到位，將會(huì)預(yù)埋安全隱患。當(dāng)前，最有效的施工風(fēng)險(xiǎn)控制方法是識(shí)別危險(xiǎn)因素，再采取可行措施對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)安全問(wèn)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(chǎng)作業(yè)情況，及時(shí)預(yù)警高風(fēng)險(xiǎn)施工細(xì)節(jié)，如支模架、洞口、管線等，確保隱蔽性工程建設(shè)安全（如圖3所示）。還應(yīng)加強(qiáng)碰撞檢測(cè)，做到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)潛在風(fēng)險(xiǎn)因素的發(fā)現(xiàn)與把控，再借助三維動(dòng)態(tài)模型模擬風(fēng)險(xiǎn)防范措施，打造、推行風(fēng)險(xiǎn)防范機(jī)制，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)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(jī)成本管理數(shù)據(jù)庫(kù)，做好設(shè)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(xiàng)目部門(mén)預(yù)算調(diào)整、成本分析工作順利進(jìn)行，以保證工程結(jié)算、項(xiàng)目工程量認(rèn)定的精準(zhǔn)性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)成本的有效控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

為保證施工現(xiàn)場(chǎng)管理水平，提高管理效率，需重視起B(yǎng)IM 技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，打造三維動(dòng)態(tài)化管理模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)情況的可視化分析，以保證施工方案調(diào)整的可行性。同時(shí)，還應(yīng)將該技術(shù)落實(shí)到現(xiàn)場(chǎng)施工全過(guò)程中，達(dá)到跟蹤、遠(yuǎn)程監(jiān)管的目的，促使建設(shè)項(xiàng)目各項(xiàng)作業(yè)安全、高質(zhì)量進(jìn)行。