BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)安全和質(zhì)量控制中的運(yùn)用分析

楊浩，胡仲偉，莫江衛(wèi)

(中建七局安裝工程有限公司，鄭州 450000)

1 引言

在以往施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理和質(zhì)量控制過程中，存在交流溝通不暢、信息同步不及時(shí)以及管理精細(xì)化程度不夠等各種問題，嚴(yán)重影響了現(xiàn)場(chǎng)施工的順利推進(jìn)，甚至出現(xiàn)各種安全隱患和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，給建筑工程帶來不良影響。而BIM 技術(shù)基于其自身可視化、信息共享等方面的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用于建筑工程中極大地增加了人們對(duì)于建筑施工質(zhì)量控制以及現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控的強(qiáng)度，在保障施工質(zhì)量安全方面有著重要作用。因此，加強(qiáng)BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)安全和質(zhì)量控制中的應(yīng)用研究是十分有必要的。

2 BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)安全和質(zhì)量控制中的應(yīng)用途徑

BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)安全和質(zhì)量控制中的應(yīng)用途徑主要包括以下5 個(gè)方面：(1）協(xié)同管理。BIM 技術(shù)能夠提供信息共享平臺(tái)，形成項(xiàng)目信息交流樞紐，以便各參與方能夠根據(jù)自身工作展開高效溝通，打破信息壁壘問題。(2）碰撞檢查。建筑施工過程中，經(jīng)常會(huì)存在各種管線碰撞問題，以及交叉施工之下各種施工工序互相影響，借助BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于實(shí)際施工過程中的模擬，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)碰撞檢查，以此實(shí)現(xiàn)施工優(yōu)化，保障施工順利推進(jìn)，減少施工質(zhì)量問題。(3）深化設(shè)計(jì)。BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ο鄳?yīng)施工方案、措施以及結(jié)構(gòu)偏差等進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，并對(duì)相應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋進(jìn)行設(shè)計(jì)指導(dǎo)，還可以自動(dòng)生成相應(yīng)施工平面圖以及剖面圖等。(4）可視化、虛擬建造。BIM技術(shù)融合了3D、4D 虛擬建造技術(shù)，能夠通過動(dòng)畫模擬實(shí)際施工過程以及相應(yīng)安全措施。此外，應(yīng)用BIM 技術(shù)還能夠進(jìn)行可視化交底。(5）工程檔案信息的集成管理。建筑工程實(shí)施的過程中會(huì)出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)、文件以及圖片視頻信息資料，BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于工程資料的集成管理，為相關(guān)管理工作提供完善、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息[1]。

3 BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)管當(dāng)中的應(yīng)用

3.1 可視化施工現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建及安全設(shè)計(jì)

保障施工現(xiàn)場(chǎng)安全是建筑施工過程中的基礎(chǔ)要求。對(duì)于不同施工階段而言，存在的安全問題、隱患和風(fēng)險(xiǎn)各不相同，借助BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的模擬分析，以此在施工前及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)以及施工過程中存在的各種隱患問題，展開相應(yīng)安全防護(hù)設(shè)計(jì)，全面保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全。BIM技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建以及安全設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用主要包括以下內(nèi)容。

第一，施工現(xiàn)場(chǎng)布置。建筑工程通常工期較為緊張，而且施工場(chǎng)地有限，存在多專業(yè)、單位同時(shí)施工的情況，對(duì)此，需要借助BIM 技術(shù)對(duì)施工場(chǎng)地布置進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和動(dòng)態(tài)管理，以此降低施工場(chǎng)地、生活區(qū)、辦公區(qū)以及材料區(qū)等不同區(qū)域之間的矛盾和沖突，同時(shí)提高場(chǎng)地使用率。對(duì)此，可以利用BIM 技術(shù)創(chuàng)建三維模型，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)圍擋設(shè)施、大型設(shè)備、運(yùn)輸?shù)缆芬约凹庸づ锏鹊牟荚O(shè)進(jìn)行優(yōu)化，以此保障場(chǎng)地布置的合理性。

第二，基坑開挖臨時(shí)防護(hù)。在此階段，為保障基坑開挖施工安全，需要先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)與模型進(jìn)行比對(duì)，確保二者保持高度的一致性。以某青年公寓建設(shè)項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目中模型的邊坡防護(hù)桿高度為1.3 m，下桿離地高度為0.3 m，立桿之間的距離為1.4 m，并將防護(hù)設(shè)施與開挖邊坡之間的距離控制在1 m。該模型的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，有效提升了安全設(shè)施設(shè)置的合理性，而且還實(shí)現(xiàn)了安全信息的高效錄入，以及邊坡防護(hù)的可視化轉(zhuǎn)換。

第三，施工安全空間檢查。對(duì)此，可以將現(xiàn)場(chǎng)模型導(dǎo)入Navisworks 軟件當(dāng)中，并將帶有安全帽的施工人員高度設(shè)置為1.9 m，碰撞距離為1 m，在實(shí)際施工過程中，若施工人員在蹲伏狀態(tài)下，施工空間不足1 m 則容易引發(fā)安全問題，需要采取相應(yīng)優(yōu)化措施。

第四，懸挑腳手架設(shè)計(jì)。懸挑腳手架是建筑施工過程中的常用設(shè)施。腳手架設(shè)計(jì)的合理性以及安裝施工的安全性，對(duì)于整個(gè)建筑施工有著直接的影響。BIM 技術(shù)在此環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要包括以下內(nèi)容：首先，通過建筑結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，明確懸挑結(jié)構(gòu)；其次，根據(jù)懸挑腳手架設(shè)計(jì)方案，對(duì)施工過程展開動(dòng)畫模擬，以此排除腳手架搭設(shè)、拆除過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)；最后，在腳手架驗(yàn)收過程中，通過將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息錄入系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)方案模型之間的對(duì)比，保障二者同步。

3.2 施工現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控

一方面，在實(shí)際施工過程中，借助BIM 技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安全的有效排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種安全隱患問題，加強(qiáng)對(duì)施工過程的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種不安全施工行為，并展開施工指導(dǎo)，以此保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全。在此過程中，值得注意的是，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于高處作業(yè)的安全檢查和監(jiān)控，常見的危險(xiǎn)源、危險(xiǎn)問題以及相應(yīng)控制措施情況如表1所示。

表1 高處作業(yè)危險(xiǎn)源分析

另一方面，應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)安全信息采集和處理工作。相應(yīng)安全信息處理流程如圖1所示[2]。

4 BIM技術(shù)在施工質(zhì)量控制中的應(yīng)用

4.1 施工方案深化

第一，圖紙審查。通過BIM 技術(shù)，進(jìn)行精細(xì)化建模，以此及時(shí)發(fā)現(xiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)當(dāng)中的各種錯(cuò)誤、缺漏以及碰撞問題等，實(shí)現(xiàn)提前進(jìn)行方案變更調(diào)整，以此避免施工過程中發(fā)現(xiàn)問題，再進(jìn)行設(shè)計(jì)變更或者返工等，延誤工期。BIM 技術(shù)在圖紙審查當(dāng)中的應(yīng)用，有著提升施工質(zhì)量，保障施工進(jìn)度的作用。

第二，結(jié)構(gòu)深化。在相應(yīng)工程模型的基礎(chǔ)上，BIM 技術(shù)可直接進(jìn)行結(jié)構(gòu)深化處理，并輸出相應(yīng)工程圖。在此過程中，可采用不同著色方式進(jìn)行管理，將圖中存在的設(shè)計(jì)問題或者發(fā)生變更的構(gòu)件突出顯示出來，以此幫助相應(yīng)技術(shù)人員以及施工人員明確施工要點(diǎn)，并在實(shí)際施工前，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行重點(diǎn)核實(shí)，以此保障相應(yīng)施工技術(shù)措施應(yīng)用的有效性和合理性。與傳統(tǒng)二維深化方式相比，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高深化工作的質(zhì)量和效率。

第三，砌體排布深化。在結(jié)構(gòu)深化完成之后，還需要進(jìn)行砌體排布深化，在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求下，模擬不同構(gòu)造柱的位置，以達(dá)到減少碎磚數(shù)量，使整磚砌塊數(shù)量最多的目的，然后生成精細(xì)化砌塊排布圖，以此為砌塊的集中處理提供指導(dǎo)，提高現(xiàn)場(chǎng)砌塊處理效率，減少切割浪費(fèi)。

第四，機(jī)電深化。對(duì)于建筑工程而言，在實(shí)際施工的過程中，存在各種機(jī)電設(shè)備、管線等，而且涉及的專業(yè)相對(duì)較多。為保障機(jī)電施工的順利進(jìn)行，提升管線排布的合理性以及機(jī)電工程質(zhì)量，需要借助BIM 技術(shù)，將各專業(yè)模型進(jìn)行整合，并展開碰撞模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行碰撞檢查，并根據(jù)碰撞報(bào)告，對(duì)管線排布方式等進(jìn)行調(diào)整，保障機(jī)電管線凈空符合相關(guān)要求，然后出具深化后的圖紙，如圖2所示。

4.2 施工技術(shù)交底

借助BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)可視化交底，將相應(yīng)圖紙整合到BIM 模型當(dāng)中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于圖紙問題的調(diào)閱，便于圖紙講解，而且還能夠?qū)κ┕み^程中的重難點(diǎn)問題進(jìn)行可視化交底，幫助施工人員更好地理解施工圖紙，了解施工技術(shù)要點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)強(qiáng)化對(duì)于圖紙的印象，進(jìn)一步保障施工質(zhì)量。以鋼平臺(tái)施工技術(shù)交底為例，其施工技術(shù)要點(diǎn)如圖3所示。

4.3 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理

現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理主要包括以下兩個(gè)方面：一方面，強(qiáng)化質(zhì)量巡檢。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查的過程中，可借助相應(yīng)移動(dòng)設(shè)備，快速記錄施工質(zhì)量相關(guān)信息，包括數(shù)據(jù)錄入以及圖片錄入等多種方式，而且有助于明確相應(yīng)質(zhì)量責(zé)任，避免后期追責(zé)過程中出現(xiàn)推脫等不良情況，實(shí)現(xiàn)施工過程的動(dòng)態(tài)管理。另一方面，實(shí)現(xiàn)實(shí)測(cè)實(shí)量。根據(jù)BIM 系統(tǒng)當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量檢查模板和相應(yīng)要求，能夠在移動(dòng)端App 實(shí)時(shí)調(diào)取電子圖紙，并進(jìn)行點(diǎn)位數(shù)據(jù)信息的錄入，保障數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，避免由于各種問題，出現(xiàn)復(fù)測(cè)情況，以此提高質(zhì)量檢查效率。此外，還可以輸出施工質(zhì)量合格率，分析施工質(zhì)量情況，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工問題，并采取有效解決措施，保障施工質(zhì)量[3]。

5 結(jié)語

BIM 技術(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)安全以及質(zhì)量管控當(dāng)中有著十分重要的作用，不僅能夠用于前期安全設(shè)計(jì)、施工圖紙深化，而且還能夠借助模型實(shí)現(xiàn)施工過程動(dòng)態(tài)模擬，進(jìn)一步避免設(shè)計(jì)當(dāng)中的問題。此外，還能夠進(jìn)行可視化技術(shù)交底，促使施工人員明確施工要點(diǎn)，保障施工質(zhì)量和技術(shù)應(yīng)用效果，并實(shí)現(xiàn)對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)安全以及施工過程質(zhì)量的動(dòng)態(tài)監(jiān)管。相信隨著對(duì)BIM技術(shù)的深入研究和廣泛應(yīng)用，施工水平以及質(zhì)量安全都將會(huì)得到良好保障。