基于BIM的建筑施工階段精細(xì)化管理研究

杜金華

BIM技術(shù)與傳統(tǒng)的施工過(guò)程管理方式相結(jié)合，在施工過(guò)程的進(jìn)度、質(zhì)量、商務(wù)等多方面實(shí)現(xiàn)可視化、精細(xì)化管理，成為我國(guó)建筑管理的發(fā)展趨勢(shì)。本文主要研究BIM技術(shù)在建筑施工階段的精細(xì)化管理運(yùn)用。

一、BIM技術(shù)概述

BIM系統(tǒng)（建造信息模型）能夠?qū)⒁粋€(gè)項(xiàng)目的參建各方的運(yùn)作過(guò)程信息整合在數(shù)據(jù)庫(kù)中，主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、施工、項(xiàng)目管理、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)等方面，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，能夠進(jìn)行項(xiàng)目的全壽命周期管理。

BIM系統(tǒng)的核心是利用三維建模獲得工程信息模型及設(shè)計(jì)信息，實(shí)時(shí)地提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段、施工階段、管理階段的完整信息，并直接地展現(xiàn)各個(gè)階段的成本信息，且信息完整可靠，有利于各個(gè)階段的實(shí)時(shí)管控。并且BIM系統(tǒng)的三維建模，能夠節(jié)約時(shí)間、增強(qiáng)協(xié)調(diào)、減少錯(cuò)誤、降低成本、提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)工作質(zhì)量。

二、BIM在施工準(zhǔn)備階段的精細(xì)化管理

在施工準(zhǔn)備階段，利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工場(chǎng)地的綜合布置，合理規(guī)劃，包括在辦公及生活區(qū)臨建、材料堆放區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆?、綠化區(qū)、停車位等位置，通過(guò)對(duì)各區(qū)域的提前策劃，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行精細(xì)化的布置，可以更好地提高施工場(chǎng)地的利用率與施工效率。

根據(jù)實(shí)際工程，依據(jù)于模型中的工程數(shù)據(jù)庫(kù)，從模板素材庫(kù)中選取相關(guān)內(nèi)容，使模板與數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，快速、準(zhǔn)確生成規(guī)范合理完整的施工方案，通過(guò)BIM系統(tǒng)的實(shí)境模擬功能進(jìn)行仿真精細(xì)化模擬，以檢驗(yàn)方案的可行性，為各分包方項(xiàng)目交底以及各專業(yè)的虛擬驗(yàn)收提供了必要的技術(shù)手段。

三、BIM在施工階段的技術(shù)質(zhì)量精細(xì)化管理

通過(guò)模擬技術(shù)針對(duì)建造階段進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)模擬，實(shí)質(zhì)上就是在建造過(guò)程中對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)的虛擬仿真進(jìn)行高水平的實(shí)現(xiàn)，以期能盡早在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在或者將要發(fā)生的問(wèn)題所在。這項(xiàng)技術(shù)均采用了參數(shù)化設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)和結(jié)構(gòu)仿真等技術(shù)，在高性能計(jì)算機(jī)硬件等基礎(chǔ)設(shè)備以及相關(guān)整體軟件的基礎(chǔ)上共同進(jìn)行，針對(duì)在施工過(guò)程中的人、財(cái)、物等信息流進(jìn)行類似于仿真環(huán)境的三維模擬，以便提供一種控制性能好、破壞性低、耗費(fèi)小、風(fēng)險(xiǎn)低并且允許重復(fù)利用的試驗(yàn)方法給其中的眾多參與方，這項(xiàng)技術(shù)可以大大地提高施工技術(shù)水平，徹底消除引起的施工隱患，大大降低施工事故發(fā)生率，并且減少施工成本與時(shí)間，極大地增強(qiáng)在施工過(guò)程中決策、控制與優(yōu)化的能力。

應(yīng)用BIM技術(shù)輔助深化設(shè)計(jì)，將大大加強(qiáng)對(duì)施工的控制和指導(dǎo)以及快速完成對(duì)施工圖紙的二次校核，利用已建好的BIM模型，針對(duì)土建結(jié)構(gòu)部分可以進(jìn)行深化的設(shè)計(jì)，其中包括預(yù)留洞口和預(yù)埋件位置等施工圖紙的細(xì)化。并且利用放樣分析手段針對(duì)其中關(guān)鍵復(fù)雜的鋼筋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，以便能夠解決其鋼筋綁扎、順序中的存在問(wèn)題，積極指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋綁扎項(xiàng)目施工。也可以針對(duì)機(jī)電安裝部分進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，這包括綜合布管圖和布線圖的深化。完成土建專業(yè)與機(jī)電專業(yè)的設(shè)計(jì)優(yōu)化后，為避免在建造過(guò)程中出現(xiàn)各專業(yè)相互碰撞及多專業(yè)相互不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，在建造之前，利用BIM系統(tǒng)的碰撞檢測(cè)功能提前進(jìn)行碰撞檢查，快速找到碰撞點(diǎn)后，進(jìn)行管線的綜合布置和空間位置的優(yōu)化調(diào)整，以便初步消除由于設(shè)計(jì)錯(cuò)漏碰缺而產(chǎn)生的隱患，通過(guò)BIM對(duì)各專業(yè)的精細(xì)化碰撞與分析，找到建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、精裝修等專業(yè)在標(biāo)高、平面位置、幾何尺寸、預(yù)留空間大小等方面存在的問(wèn)題，提前解決施工盲點(diǎn)，提高各專業(yè)間的協(xié)同深度，避免了在建造過(guò)程中的施工錯(cuò)誤，極大地減少了現(xiàn)場(chǎng)拆改，提升了經(jīng)濟(jì)效益。

碰撞檢測(cè)圖

基于BIM技術(shù)的模型建立，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)可能存在質(zhì)量隱患的部位，從而加以規(guī)避，并且在施工過(guò)程中加以重點(diǎn)監(jiān)控，避免留存質(zhì)量隱患。而且BIM技術(shù)允許施工質(zhì)檢人員將現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)檢結(jié)果掛接到BIM模型上，使質(zhì)量問(wèn)題隨模型瀏覽加以流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)高效的質(zhì)量管控。

四、BIM對(duì)施工階段的相關(guān)計(jì)劃進(jìn)行精細(xì)化管理

利用project項(xiàng)目管理軟件進(jìn)行編制的施工進(jìn)度計(jì)劃，加上Navisworks軟件，同時(shí)在三維模型里備注時(shí)間信息，并通過(guò)四維施工模擬技術(shù)，把建筑模型和現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)施、機(jī)械、設(shè)備、管線等信息流相互結(jié)合，同時(shí)檢查一下空間與空間，空間與時(shí)間之間的沖突性，在施工前檢查出施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，以便進(jìn)行處理；對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行精確計(jì)劃、跟蹤及控制，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的資源及場(chǎng)地進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控，對(duì)工程項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤，可將進(jìn)度計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度相對(duì)比，分析偏差，及時(shí)采取糾偏措施，保證項(xiàng)目進(jìn)度。為了方便進(jìn)行5D模擬，可以在模型中添加造價(jià)信息，以便達(dá)成成本控制的目的。同時(shí)，BIM讓施工的協(xié)調(diào)管理變得更加快捷。信息數(shù)據(jù)共享技術(shù)和施工遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，可以在各項(xiàng)目建立方中建立信息交流平臺(tái)，使得各參與方的溝通更加便捷、協(xié)作更加緊密、管理更加長(zhǎng)效。

五、BIM在施工過(guò)程中進(jìn)行商務(wù)化管理

利用BIM模型的自動(dòng)構(gòu)件統(tǒng)計(jì)軟件，可以很快地計(jì)算出各種構(gòu)件的數(shù)量，可以大大地減少預(yù)算的工作量。并且通過(guò)評(píng)估變更使材料數(shù)量產(chǎn)生變化進(jìn)而引起成本數(shù)量的變動(dòng)。同時(shí)應(yīng)盡早與甲方進(jìn)行溝通或者辦理簽證。

在BIM模型里能夠提取出相關(guān)部位的工程量，以便對(duì)實(shí)際材料物資進(jìn)行采購(gòu)指導(dǎo)，同時(shí)從進(jìn)度模型里展開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際人工、材料、機(jī)械工程量的提取工作，對(duì)成本消耗情況進(jìn)行摸底。把模型工程量、實(shí)際消耗和合同工程量，三種數(shù)量進(jìn)行對(duì)比，對(duì)成本分布情況進(jìn)行摸底，并且對(duì)動(dòng)態(tài)成本進(jìn)行管理。

創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，并且通過(guò)建立5D關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以很快地計(jì)算出工程量，極大地提升施工預(yù)算水平。若BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)粒度已經(jīng)達(dá)到了構(gòu)件級(jí)，就能夠很快地針對(duì)項(xiàng)目各條線管理用到的數(shù)據(jù)信息提供支撐，并且有效地提升施工管理水平。

六、BIM在施工階段的安全精細(xì)化管理

1.危險(xiǎn)源識(shí)別及安全防護(hù)

通過(guò)模型可以發(fā)現(xiàn)在施工過(guò)程中具有重大隱患的危險(xiǎn)源并且針對(duì)水平洞口的危險(xiǎn)源實(shí)施自動(dòng)識(shí)別，在對(duì)危險(xiǎn)源識(shí)別后能夠通過(guò)輔助工具進(jìn)行自動(dòng)防護(hù)，這對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的安全管理工作有很大的幫助。

2.安全監(jiān)測(cè)

使用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行基坑沉降觀測(cè)，通過(guò)將感應(yīng)元件監(jiān)測(cè)的基坑位移數(shù)據(jù)自動(dòng)匯總到基于BIM開(kāi)發(fā)的安全監(jiān)測(cè)軟件上，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量的基坑坡頂水平位移和豎向位移變化數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，形成動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)管理，確?；釉谕练交靥钪暗陌踩€(wěn)定性。

3.安全疏通路線模擬

安全路線隨施工組織的變化進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，通過(guò)對(duì)不同階段的安全路線進(jìn)行模擬，快捷直觀地進(jìn)行交底工作。不但增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)的安全意識(shí)，并且在緊急情況時(shí)人員能安全快速疏通。

七、結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)作為建筑工程行業(yè)一項(xiàng)新技術(shù)，給建設(shè)工程行業(yè)的管理模式帶來(lái)了革命性的變更，通過(guò)3D深化設(shè)計(jì)、管線碰撞、工藝模擬、管線綜合等BIM的應(yīng)用，以數(shù)字化、信息化和可視化的方式提升項(xiàng)目建設(shè)水平，以BIM技術(shù)應(yīng)用為主線，形成一條內(nèi)容豐富的新技術(shù)、高科技應(yīng)用鏈，創(chuàng)新管理方法、提高管理效率，做到精細(xì)化管理。