建筑工程施工管理模式創(chuàng)新研究

盧蘊華

（徐匯區(qū)建設工程質(zhì)量監(jiān)督站，上海 200233）

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展推動著國民生活質(zhì)量的不斷提升，對于建筑工程施工企業(yè)而言，也在一定程度上促進了企業(yè)數(shù)量和能力水平的增長。但與此同時，建筑行業(yè)之間的競爭逐漸加劇[1]。因此，若想促進企業(yè)在市場中的競爭力進一步提升，必須強化施工過程中的管理，并提升控制能力。在當前新形勢背景下，若仍然采用以往的管理模式，不僅會在市場中缺少競爭力，還會對企業(yè)發(fā)展造成嚴重阻礙[2]。因此，針對這一問題，下述將開展對建筑工程施工管理模式創(chuàng)新的相關研究。

1 建筑工程背景

以某建筑工程施工項目作為工程背景，該工程項目總建筑面積超過40萬m2，工程共分為三個標段，其中本文后續(xù)提出的管理模式主要應用于第III標段當中，其建筑面積為14萬m2。該建筑工程項目的規(guī)模為：地下20000m2，1層建筑，地上120000m2，共6層結構，建筑總高度為42m。本工程為一類公共建筑，其防火等級為1級，抗震設防烈度為8度?？紤]到安全問題，該工程在完成施工后的使用年限設置為50年。表1中記錄了該項目的工程特點。

表1 建筑工程施工項目特點記錄表

根據(jù)該工程項目的基本特點，下述針對其管理模型進行創(chuàng)新研究。

2 建筑工程施工管理

2.1 基于BIM技術的建筑工程施工建模

為滿足建筑工程的精細化管理需求，使用Autodesk作業(yè)工具中的Revit軟件，創(chuàng)建工程模板，此軟件具有較強的建模能力，可滿足建模中構件的自由度需求，從而生成精確的三維立體實體結構模型。

建模中，根據(jù)施工圖紙、特殊施工方案等信息，通過引入?yún)?shù)化模型，建立一個多元化的建筑構件族庫，如圖1所示。

圖1 多元化建筑構件族庫

通過工人對現(xiàn)場的勘察，建立現(xiàn)場結構模型，通過此模型可以進行后續(xù)施工現(xiàn)場的管理。

將所有構建的模型通過集成的方式聚合在一起，形成完整的建筑工程模型。建模過程見式（1）。

式中K-建筑工程模型構件；

a-工程模板；

V-構件自由度；

α-構件參數(shù)；

f(D)-建筑構件族庫。

2.2 施工場地布置與管理過程模擬

為了使施工場地得到最大限度利用，對施工場地的布局進行了仿真。采用三維立體布局的方法，對施工現(xiàn)場進行合理的功能分區(qū)、對現(xiàn)場臨時道路進行規(guī)劃，并對車輛的進出路徑進行安排[3]。

同時，應用BIM技術對項目的現(xiàn)場布局進行仿真，使現(xiàn)場的實際狀況直觀，確保材料、設備等在施工過程中的使用效率和利用率。

結合BIM信息的整合特性，進行建筑施工中現(xiàn)場監(jiān)控測點布置方案的設計，見式（2）。

式中Q-現(xiàn)場監(jiān)控測點對應的空間位置；

δ(t)-漫游范圍；

△γ-局部空間模型。

通過上述方式，設計合理的施工場地布置方案，同時，布置傳感器與工程作業(yè)面監(jiān)控系統(tǒng)，對施工中的多種行為進行監(jiān)測，保證施工過程的合理性與科學性，確保施工過程的可視化顯示[4]。監(jiān)測過程中，將各測量點與所獲取的監(jiān)測資料進行整合，既便于施工人員了解現(xiàn)場布置方案，又能更好地記錄數(shù)據(jù)，方便工程技術人員以后調(diào)用監(jiān)控數(shù)據(jù)。

2.3 施工過程中的碰撞管理

依靠傳統(tǒng)的平面圖施工，存在著返工率高的問題。為了在實際工程中正確引導工人正確下料與科學施工，通過對所建立的建筑模型進行碰撞檢驗，找出鋼筋、管線、結構與預應力管道之間的碰撞交叉點，通過此種方式，進行施工中的碰撞管理[5]。

在NAVISWORKS軟件中引入建筑構件及其構造位置，對其進行仿真和施工預演。通過對潛在的沖突目標的碰撞分析，產(chǎn)生分析報告，從而找出施工中存在的問題，深化工程設計工作，降低或消除工程返工造成的時間和材料損耗。

為了解決工程施工中的矛盾，提出了以下步驟的解決方案：

（1）對工程中可能發(fā)生的碰撞點進行預測，并對各個部件進行定位和三維建模；

（2）對可能發(fā)生碰撞的原因和結果進行總結與分析，并制訂相應的檢測方法；

（3）向碰撞檢查集合中單獨增加可能的沖突物體；

（4）工程中涉及的機械運行、吊裝路徑等動態(tài)施工行為，應在NAVISWORKS軟件中建立建筑動畫，并在具體工藝過程中進行碰撞檢測；

（5）根據(jù)NAVISWORKS的“Clash Detective”特性，設定檢測規(guī)則和檢測類型，以實現(xiàn)對碰撞的檢測；

（6）生成測試報告，對節(jié)點發(fā)生碰撞的原因進行分析，并與有關部門負責人協(xié)商解決辦法

2.4 施工進度4D管理

將BIM與工程進度規(guī)劃進行結合，以三維建模為基礎，加入時間維度，進行建筑連續(xù)施工的4D進度仿真。

施工進度4D管理步驟見表2。

表2 施工進度4D管理步驟

通過對物料的搬運和進場的模擬，了解材料的進場、占用、車輛安排等工作內(nèi)容，便于管理部門的安排和資源的供給。

通過對BIM模型的實時信息（規(guī)劃與實際）匹配，可以直觀地顯示工程的進展，實現(xiàn)對施工中工期與進度的宏觀調(diào)控。

2.5 施工現(xiàn)場危險源管理

危險源識別工作并非只存在于工程開始，風險識別包括施工前、施工中、事故后、施工后4個階段，每個階段都會產(chǎn)生新的危險源數(shù)據(jù)，因此，需要由管理者隨時將產(chǎn)生的危險源數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫[6]。同時，保持數(shù)據(jù)庫與建筑管理模型之間的交互，通過模型查看有關的危險源。

管理中，利用NAVISWORKS軟件進行建筑組件模型與文字文檔的超鏈接，管理者可以利用該模型查找專用的建筑項目文檔，從而使施工過程中危險源的管理工作更為具體。管理的具體步驟如圖2所示。

圖2 建筑工程施工中危險源管理步驟

管理中，對相關的構件進行風險識別（例如腳手架、建筑升降機等），識別后，將識別結果進行歸類，并按指定的資料庫輸入數(shù)據(jù)庫[7]。后續(xù)工作中，管理人員可以直接在施工中通過調(diào)用該環(huán)節(jié)工程數(shù)據(jù)的方式，進行現(xiàn)場危險源的辨識與針對性管理。

3 創(chuàng)新施工管理模式的應用

將上述創(chuàng)新后的施工管理模式應用到上述工程項目當中，為實現(xiàn)對該模式管理效果的檢驗，以上述進度管理為例，將該工程項目應用創(chuàng)新管理模式的第III標段與應用傳統(tǒng)管理模式的第I標段和第II標段施工進度進行對比。已知第I標段、第II標段和第III標段當中均包含施工準備、資料準備、材料進場檢驗、鋼架安裝及防銹處理、包邊和排水槽安裝、滴灌安裝和工程施工驗收等環(huán)節(jié)，對上述七個環(huán)節(jié)分別編號為Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7。針對上述七個環(huán)節(jié)，對比第I標段、第II標段和第III標段的進度，并將各環(huán)節(jié)的耗時進行記錄，得到表3的記錄內(nèi)容。

表3 不同管理模式應用中施工各環(huán)節(jié)耗時對比

針對表3中記錄的信息進行分析，采用傳統(tǒng)管理模式的第I標段和第II標段與采用創(chuàng)新管理模式的第III標段相比，明顯后者各個環(huán)節(jié)的耗時更短。從總體耗時可以看出，第I標段施工總進度為115d；第II標段施工總進度為130d；第III標段施工總進度為38d。采用創(chuàng)新管理模式后，施工總工程進度與第I標段相比縮短了77d；與第II標段相比縮短了92d。由此可以看出，通過以上分析，提出了一種新型的施工管理模式，在確保工程質(zhì)量與安全的前提下，提高了工程效率，加速了工程建設進程，建筑工程建設能夠在規(guī)定要求時間內(nèi)完成。

4 結語

基于BIM技術的應用優(yōu)勢，針對當前建筑工程施工管理中存在的問題，對管理模式進行了創(chuàng)新研究。通過研究，得出下述幾點結論。

（1）針對當前施工管理模式在場地布置、碰撞檢驗、進度管理和危險源管理等方面存在的不足，分別提出了對應的管理方法；

（2）通過對BIM技術在施工管理模式中的應用，從安全、進度、質(zhì)量等方面實現(xiàn)了對建筑工程的完善；

（3）在實際開展建筑工程項目時，若能夠合理運用創(chuàng)新后的施工管理模式，則能夠?qū)崿F(xiàn)資源的優(yōu)化，促進施工質(zhì)量、安全和進度管理水平的提升，進一步降低施工成本；

（4）除此之外，上述提出的施工管理模式創(chuàng)新思路也為其他建筑工程類型施工項目的管理方案制定提供思路和借鑒。BIM技術本身的適應性極強，因此可將其在更多類型工程管理中進行實踐應用，促進工程施工信息化和智能化不斷提升。