建筑工程項(xiàng)目管理中的施工現(xiàn)場(chǎng)管理與優(yōu)化研究

王瑋瑋 甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司工程師

在具體的建筑工程項(xiàng)目管理中，施工現(xiàn)場(chǎng)管理主要聚焦材料、人員、機(jī)械、空間等資源，進(jìn)而設(shè)法保證施工安全、施工質(zhì)量、施工進(jìn)度以及施工文明。但結(jié)合實(shí)際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，施工現(xiàn)場(chǎng)管理很容易出現(xiàn)問(wèn)題，為盡可能防范相關(guān)問(wèn)題，本文對(duì)建筑工程項(xiàng)目管理中的施工現(xiàn)場(chǎng)管理與優(yōu)化開展了具體研究。

1 建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理基本要點(diǎn)

1.1 強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)

在建筑工程項(xiàng)目管理中，首先需要關(guān)注技術(shù)培訓(xùn)的強(qiáng)化，保證施工人員更好地參與到建筑工程施工中。需圍繞專業(yè)能力開展系統(tǒng)性的培訓(xùn)，輔以針對(duì)性的考核，質(zhì)量管理人員可優(yōu)先選擇高素質(zhì)員工擔(dān)任。在技術(shù)培訓(xùn)過(guò)程中，需要設(shè)法提升施工人員的責(zé)任意識(shí)和技術(shù)水平，只有通過(guò)考核的施工人員才能進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。這樣不僅能夠使施工人員的專業(yè)知識(shí)和技能掌握水平得到更好的保障，而且可以夯實(shí)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的管理基礎(chǔ)[1]。

1.2 建筑材料管理

建筑施工現(xiàn)場(chǎng)需要高度重視材料管理。近年來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展極為迅速，這種發(fā)展在建筑材料層面有著直觀體現(xiàn)，使得建筑工程使用的建筑材料種類日漸繁復(fù)，建筑材料管理的難度也在持續(xù)提升。在選擇建筑材料方面，必須嚴(yán)格貫徹精益求精原則，保證材料采購(gòu)任務(wù)由誠(chéng)實(shí)可靠的人員負(fù)責(zé)，同時(shí)結(jié)合多方面因素全面把控建筑材料的質(zhì)量和成本。在建筑材料選擇后，還需要做好確認(rèn)工作，避免出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題。產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)證書的查驗(yàn)屬于其中的關(guān)鍵內(nèi)容，建筑工程不得使用三無(wú)產(chǎn)品進(jìn)行建設(shè)。在完成建筑材料采購(gòu)和運(yùn)輸后，施工現(xiàn)場(chǎng)管理還需要關(guān)注規(guī)范化的建筑材料存儲(chǔ)，需要在專屬倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)考慮不同建筑材料的特點(diǎn)，避免建筑材料屬性因天氣等因素出現(xiàn)變化[2]。

1.3 優(yōu)化施工方案

近年來(lái)，建筑技術(shù)進(jìn)步迅速，施工方案也隨之持續(xù)改進(jìn)。在建筑工程現(xiàn)場(chǎng)施工中，施工方案的重要性極高，直接影響著施工質(zhì)量、效率以及安全，對(duì)后續(xù)環(huán)節(jié)帶來(lái)的影響也較為深遠(yuǎn)。為保證建筑工程現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量，需聚焦建筑產(chǎn)品理念的樹立和更新，同時(shí)基于事實(shí)進(jìn)行施工過(guò)程選擇，進(jìn)而通過(guò)科學(xué)優(yōu)化施工方案兼顧施工效果和成本消耗，并充分考慮施工進(jìn)度、施工安全等方面。

1.4 安全裝置設(shè)置

安全裝置在建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮著重要作用，能夠較好保障施工安全，預(yù)防各類安全事故。安全裝置能夠分離施工現(xiàn)場(chǎng)的危險(xiǎn)源和施工人員，因此應(yīng)聚焦電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備等危險(xiǎn)源，有效隔離設(shè)備與施工人員，保證施工遠(yuǎn)離危險(xiǎn)源進(jìn)行。保險(xiǎn)設(shè)備在建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全保障較為關(guān)鍵，為此應(yīng)聚焦人工絕緣。同時(shí)，設(shè)備和機(jī)械的安全防護(hù)也不容忽視，對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)械設(shè)備，保險(xiǎn)設(shè)備可保證危險(xiǎn)的順利消除或最大程度降低威脅。此外，應(yīng)科學(xué)選用安全閥和壓力容器安全措施，防護(hù)棚在施工升降機(jī)和物料提升機(jī)進(jìn)出口、建筑物主要出入口的設(shè)置也極為關(guān)鍵，需厚度至少為50 mm 的棚頂，長(zhǎng)度至少為3 m，而高層建筑則需設(shè)置長(zhǎng)度至少為6 m 的防護(hù)棚[3]。

1.5 施工技術(shù)管理

在建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理中，施工技術(shù)管理同樣關(guān)鍵，其對(duì)施工安全和質(zhì)量等方面帶來(lái)的影響較為深遠(yuǎn)。在具體的施工技術(shù)管理中，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)情況的全面掌握，結(jié)合施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和施工設(shè)計(jì)圖紙，保證施工技術(shù)問(wèn)題能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)。相關(guān)問(wèn)題的處理可由相關(guān)單位及人員共同進(jìn)行，進(jìn)而保證施工現(xiàn)場(chǎng)管理效用充分發(fā)揮。

為實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的施工技術(shù)管理，可考慮引入6S 管理方法，進(jìn)一步提升技術(shù)管理的規(guī)范性和操作性。這一過(guò)程需要對(duì)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)對(duì)各工序施工質(zhì)量開展實(shí)時(shí)監(jiān)督。例如，建筑工程選擇現(xiàn)澆混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)作為外墻，且外部造型使得建筑存在較為復(fù)雜的外形線條，為降低施工難度，施工單位可通過(guò)技術(shù)調(diào)研選用預(yù)拼裝模板技術(shù)開展建設(shè)，外墻線條能夠在該技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)活動(dòng)可更合理地進(jìn)行。此外，建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理還應(yīng)聚焦新技術(shù)的積極應(yīng)用，如BIM 技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)、自密實(shí)混凝土技術(shù)以及高效外墻自保溫技術(shù)等，并且這類技術(shù)應(yīng)用過(guò)程的重點(diǎn)監(jiān)控也不容忽視。

1.6 動(dòng)態(tài)平面管理

建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理還應(yīng)聚焦動(dòng)態(tài)平面管理，結(jié)合建筑工程進(jìn)度安排和現(xiàn)場(chǎng)施工內(nèi)容進(jìn)行施工階段劃分，同時(shí)結(jié)合不同階段的施工方法、設(shè)備及材料進(jìn)行功能分區(qū)的科學(xué)安排，完成各設(shè)施動(dòng)態(tài)關(guān)系的針對(duì)性規(guī)劃?；诠δ芊謪^(qū)管理，建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理需要充分考慮不同階段間的相互影響及時(shí)間層面的繼承性，平面規(guī)劃可由此減少臨時(shí)設(shè)備拆卸，同時(shí)為材料取用、設(shè)備入場(chǎng)提供便利。這種動(dòng)態(tài)平面管理需要聚焦具備時(shí)效性的功能分區(qū)，從而更好地為施工現(xiàn)場(chǎng)管理提供支持[4]。

2 建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理優(yōu)化路徑

2.1 工程概況

為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，本文以某超高層建筑工程作為研究對(duì)象，工程總高度為179.9 m，存在施工環(huán)節(jié)多樣、風(fēng)險(xiǎn)源極多以及專業(yè)管理復(fù)雜等特點(diǎn)，在周邊管線及地鐵區(qū)間隧道變形保護(hù)、周邊居民維穩(wěn)等方面存在較高要求。為保證施工現(xiàn)場(chǎng)管理取得預(yù)期效果，案例工程開展了智慧化和數(shù)字化的施工現(xiàn)場(chǎng)管理探索，充分應(yīng)用BIM 技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全周期的施工現(xiàn)場(chǎng)管理，具備較高借鑒價(jià)值。

2.2 軟硬件選擇

為開展智慧化、數(shù)字化的施工現(xiàn)場(chǎng)管理，案例工程同時(shí)使用Open Space360系統(tǒng)和BIM 星云綜合管理系統(tǒng)，通過(guò)圍繞兩種系統(tǒng)整合應(yīng)用流程，施工現(xiàn)場(chǎng)管理得以取得更好效果。基于現(xiàn)場(chǎng)使用效率和數(shù)據(jù)便捷同步需要，案例工程通過(guò)SaaS 模式和云平臺(tái)軟件集成“數(shù)字孿生系統(tǒng)”，各使用端的便利應(yīng)用及后期處理得以順利開展。

在硬件的選擇上，常規(guī)的筆記本電腦和攝像機(jī)即可滿足施工現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化管理需要，攝像機(jī)需要擁有360°視角和至少1 080 P 的分辨率，同時(shí)需要配備便于攝像頭固定和使用的安全帽，保證人員行走便利和拍攝穩(wěn)定，技術(shù)人員的安全使用可得到保障，施工現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化管理基礎(chǔ)可順利夯實(shí)。

2.3 技術(shù)選用

2.3.1 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在機(jī)器人、自動(dòng)化以及無(wú)人駕駛等領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，在建筑領(lǐng)域同樣具備較高的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在集成場(chǎng)景中自動(dòng)排列圖片，即可通過(guò)空間和圖片追蹤，明確施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，為施工現(xiàn)場(chǎng)管理和技術(shù)交底等工作提供充足依據(jù)。

2.3.2 機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)

機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)能夠在缺乏具體指令的前提下自動(dòng)查找模型并確定解決方案。在案例建筑工程中，通過(guò)針對(duì)性開展數(shù)學(xué)模型創(chuàng)建，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)能夠?qū)κ┕づc管理的未來(lái)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。該技術(shù)應(yīng)用中訓(xùn)練用的數(shù)據(jù)集為數(shù)據(jù)引擎整理的每次巡檢和每個(gè)拍攝結(jié)果，針對(duì)性追蹤可順利實(shí)現(xiàn)。

2.3.3 3D 重建技術(shù)

在3D 重建技術(shù)支持下，視覺(jué)引擎可對(duì)空間特征進(jìn)行定位，進(jìn)而完成3D 環(huán)境創(chuàng)建。通過(guò)對(duì)比圖片特征，對(duì)相機(jī)位置進(jìn)行計(jì)算，特征的最佳排列可順利實(shí)現(xiàn)。在數(shù)字孿生系統(tǒng)支持下，重復(fù)框架圖視頻拍攝，即可完成3D 點(diǎn)云創(chuàng)建，基于直接方式的點(diǎn)云可連接空間中的3D 位置和圖片特征，更好地為施工現(xiàn)場(chǎng)管理提供支持。

2.3.4 同步定位與建圖技術(shù)

在未知環(huán)境中，同步定位與建圖技術(shù)可在移動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)地圖構(gòu)建，該技術(shù)廣泛用于無(wú)人駕駛領(lǐng)域。在案例建筑工程中的應(yīng)用需要通過(guò)感應(yīng)器進(jìn)行持續(xù)的照片拍攝，通過(guò)對(duì)序列數(shù)據(jù)進(jìn)行算法排列，完成行走路徑估算，基于后續(xù)拍攝可通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行估值優(yōu)化，有效提升行走精確度。

2.3.5 圖像分割技術(shù)

圍繞分到一組的同類像素，圖像分割技術(shù)能夠組成邏輯塊，具體可按照特征進(jìn)行邏輯塊分組，也可以按照預(yù)設(shè)標(biāo)簽或類別進(jìn)行邏輯塊關(guān)聯(lián)。在案例建筑工程中，圖像分割技術(shù)需要用于數(shù)字化記錄平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)原圖的邏輯分割轉(zhuǎn)化，滿足計(jì)算和追蹤需要。

2.3.6 云平臺(tái)技術(shù)

案例建筑工程應(yīng)用的云平臺(tái)技術(shù)同樣具備較高借鑒價(jià)值，在云平臺(tái)引擎AutodeskFroge 支持下，云平臺(tái)技術(shù)能夠聚焦“數(shù)據(jù)”，提供網(wǎng)絡(luò)API 體系，案例工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理可在該技術(shù)支持下實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提升，該技術(shù)在便捷性、實(shí)用性、使用效果等方面表現(xiàn)突出。

2.3.7 無(wú)人機(jī)技術(shù)

無(wú)人機(jī)技術(shù)在案例建筑工程中同樣得到深入應(yīng)用，通過(guò)配合人工巡視并應(yīng)用自主飛行技術(shù)，為施工現(xiàn)場(chǎng)管理優(yōu)化提供了有力支持，具備較高推廣價(jià)值。

2.4 細(xì)節(jié)管理要點(diǎn)

2.4.1 制定數(shù)字化記錄標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合施工前制定的施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化記錄方案。施工過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)管理需要嚴(yán)格開展數(shù)字化記錄，這一過(guò)程需要制定和明確施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化記錄平臺(tái)的使用細(xì)則，具體涉及硬件和軟件，包括組織架構(gòu)、管理流程、培訓(xùn)計(jì)劃、溝通制度以及職責(zé)權(quán)限等。為保證數(shù)字化管理在施工現(xiàn)場(chǎng)管理發(fā)揮預(yù)期效果，還需要編制數(shù)字化記錄交付標(biāo)準(zhǔn)，用于記錄的平臺(tái)也需要進(jìn)行管理和記錄，具體涉及工程進(jìn)度跟蹤分析報(bào)告、線上巡檢報(bào)告，完成建設(shè)后的記錄移交報(bào)告也不容忽視。

2.4.2 數(shù)字化記錄模塊

為保證施工現(xiàn)場(chǎng)管理優(yōu)化真正落到實(shí)處，案例建筑工程采用的虛擬巡檢模塊、巡檢記錄模塊、BIM 對(duì)比模塊以及進(jìn)度跟蹤模塊發(fā)揮著重要作用[5]。虛擬巡檢模塊需要通過(guò)定制化系統(tǒng)對(duì)建筑工程形象進(jìn)度進(jìn)行隨時(shí)查看，系統(tǒng)的分屏功能可直觀展示施工進(jìn)度變化情況。巡檢記錄模塊能夠在工程圖紙中自動(dòng)定位巡檢過(guò)程中手機(jī)拍攝的施工現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，通過(guò)平臺(tái)在線管理和記錄問(wèn)題，即可保證管理團(tuán)隊(duì)直觀了解施工現(xiàn)場(chǎng)情況。這樣針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的處理可順利實(shí)現(xiàn)，案例建筑工程的成本和風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制。

BIM 對(duì)比模塊需要基于綜合平臺(tái)，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境和BIM系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，BIM 模型與實(shí)際施工情況的快速比較可由此實(shí)現(xiàn)。進(jìn)度跟蹤模塊需要結(jié)合記錄，通過(guò)人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，形成立體模型和圖表，直觀展示施工現(xiàn)場(chǎng)完成的任務(wù)、施工團(tuán)隊(duì)的工作效率，施工現(xiàn)場(chǎng)管理也可由此獲得充足依據(jù)。

2.4.3 無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

考慮到案例工程屬于典型的超高層建筑工程，因此施工現(xiàn)場(chǎng)管理引入了無(wú)人機(jī)技術(shù)。該技術(shù)可進(jìn)一步優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理、安全管理監(jiān)測(cè)，并為建模等環(huán)節(jié)提供支持。

具體選擇大疆無(wú)人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，型號(hào)為Phantom 4 Professional，同時(shí)選擇平板電腦和智能手機(jī)分別作為核心移動(dòng)設(shè)備與輔助移動(dòng)設(shè)備。由此形成的無(wú)人機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用流程如圖1 所示。

圖1 無(wú)人機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用流程

3 結(jié)語(yǔ)

建筑工程項(xiàng)目管理中的施工現(xiàn)場(chǎng)管理需要關(guān)注多方面因素的影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的軟硬件選擇、技術(shù)選用以及細(xì)節(jié)管理等內(nèi)容提供了可行性較高的施工現(xiàn)場(chǎng)管理優(yōu)化路徑。為了更好地參與到建筑工程項(xiàng)目管控中，施工現(xiàn)場(chǎng)管理的優(yōu)化還應(yīng)聚焦在管理理念的更新、智能化技術(shù)引入、全面數(shù)字化探索等方面。