基于BIM技术的高支模施工安全管理

胡溶川

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 高支模施工安全管理中存在的问题

1.1 施工方案设计计算过程中存在的问题

随着当前建筑项目逐渐向大型化、异型化特征转变，极大的增加高支模工程施工复杂性，而高支模工程安全专项方案编制人员在进行工程分析计算中存在问题，导致施工安全事故的发生。具体包括以下几个方面：

①计算方法具有滞后性，过于依赖于传统经验办法，并且对高支模承载力设计计算不足，增加安全隐患；

②荷载组合合理性较差，在实际设计计算过程中，对施工堆积荷载、动力荷载的冲击系数、荷载最大处支撑部位受力情况分析等荷载组合因素考虑不到位；

③存在将荷载简化为均布荷载进行计算的情况，脱离施工实际，与荷载实际分布情况不相符。

1.2 现场施工方面存在的问题

高支模工程施工方面存在的问题主要是支撑体系的搭建与质量标准要求不符。具体来说有以下几方面：

①没有对地基进行处理，出现地基沉降现象导致支撑体系局部丧失稳定性；

②没有按照规定进行剪力撑体系设置，或是剪力撑设计数量没有达到要求，在架体较高的高支模中没有设置横向剪力撑，导致架体稳定性不足；

③已经搭建完成的支撑体系与建筑物的连接不可靠，施工人员在操作平台施工，再加上施工材料堆积，导致高支模受力偏心，导致支撑体系不稳；

④未严格按照规范进行立杆横杆搭设，导致立杆间距、纵深行数，横杆步距未达标准，支撑体系承载力不能达到预期要求，出现失衡、塌陷等情况。

1.3 现场管理方面存在的问题

1）安全系统不全面

现场施工人员与技术人员过多依赖于施工经验，缺乏科学系统的安全施工指导。同时，受限于施工与技术人员自身不足，对高支模体系周围环境影响考虑不全面，增加施工安全隐患，并且面对突发事故的及时补救措施不足[1]。

2）安全意识淡薄

部分建筑单位由于在施工中没有发生过安全事故，因此不重视高支模施工安全管理，忽视现场施工安全隐患；同时还有部分施工人员认为自身经验丰富，对施工安全麻痹大意，不注重自我安全防护，安全意识薄弱，甚至在施工中以经验为主，忽视施工规范。这些问题都对施工安全造成严重威胁。

3）现场监管不到位

现阶段，我国针对高支模施工方面的法律法规尚不完善。而相较于普通模板支撑体系，高支模施工难度更高，从而对监管提出了更高的要求。但是，一些施工单位在现场监管过程中，由于没有强制规范要求，仅采取普通监管措施，导致现场监管不到位。

2 基于BIM的高支模施工安全管理

建筑信息模型BIM技术的出现，为建筑行业信息化、科技化发展打开通道。BIM技术在建筑工程安全管理中的应用，在三维模型可视化基础上，通过设置相应规则对模型进行分析检验，对工程存在的安全隐患进行全面分析排查，同时通过碰撞检测进行安全事故模拟、自检，并提出相应的防护措施，从而实现精准化、规范化的安全管理[2]。高支模工程施工安全管理中，应用BIM技术构建安全管理系统，能够有效解决高支模工程施工计算难、算量难、施工交底难、效率低等问题，为高支模施工安全管理提供新思路、新方向。本文以某综合性电商物流园区工程施工为例，对BIM技术在高支模施工安全管理中的应用进行了分析。

2.1 项目概况

某综合性电商物流园区由1#～3#库房，4#分拣中心、食宿中心及其他附属建筑组成，总建筑面积约为22万m2，总高度24m，库房结构均为钢筋混凝土框排架结构，地上三层。工程施工高支模施工面积较大，主要选取3#库房高支模区域进行详细分析，工程量如表1所示。

2.2 3#仓库建筑结构模型构建

采用BIM技术进行3#仓库高支模施工安全管理，构建3#仓库建筑结构模型，对施工方案难点查找、施工指导，模拟解决措施、合理安排现场施工、结合模型对现场施工隐患部位进行实时监测等，保障施工安全，顺利完成项目施工。成4D动态画面，对整体施工进行展示和技术交底。借助4D模型不仅可以对杆件搭设距离进行直观展示，还可以指导细节部位施工工艺，并与现场施工相结合，随时随地进行观看，对施工现场及时进行指导。

2）受力分析计算

在BIM模型中具有检查计算、设计计算功能，可以对支撑体系整体进行准确的受力计算，分析其是否满足相关施工安全要求。同时，根据工程实际情况，结合相关规范要求，在软件中对相关参数进行调整确保支撑体系实际受力情况与实际工程要求相符。

3）安全检查

在BIM模型中，通过在Naviswork软件中进行现场漫游模拟，对高支模模型进行漫游、碰撞冲突检测、虚拟检查。通过设置相应的碰撞规则，对建筑、解耦股、支撑架进行了碰撞检测，对碰撞结果进行分析，避免高支模支撑体系与墙体或柱子产生冲突的情况发生，确保高支模现场施工的正确性和安全性。

4 隐患部位参数化建模

根据常见高支模施工安全详列隐患清单，并与安全检查规范相结合，建立安全隐患数据库列表。在高支模BIM模型建模后，将高支模事故安全隐患部位检查要点与实际工程相结合，在Revit Naviswork中建立标准模型。以连接件设置为例，为提高建筑物与支模架结构的稳定性，提高架体刚度，通常将连接件与周围结构用钢管套箍连起来。图1为连墙杆件设置。

5 安全管理系统应用

1）隐患部位信息采集

在高支模支撑体系中布设监控装置，由现场安全管理人员检查重点部位工艺与变形情况，一旦发现存在安全风险，则及时上传至BIM安全隐患数据库中。同时，还可以将采集照片与模型信息进行对比分析，及时发展施工中安全隐患。

表1 3#仓库高支模工程量表

图1 连墙件（左）、连接件设置（右）

2）隐患信息处理

根据创建完成的3#仓库高支模安全隐患数据库，对所有隐患部位进行编码以便于识别，同时将安全隐患数据库与高支模BIM模型连接，将数据库信息添加绑定到模型构建当中，在模型中可以对数据库内容进行显示。将施工现场安全检查信息相关记录整理至数据库，并通过Naviswork软件连接到模型相应位置，通过点击构件，既可以显示其相应的安全信息。

3 高支模BIM建模

BIM高支模模型构建主要是根据施工方案要求，结合脚手架施工相关规范要求，对整体支模过程进行构建，展示隐患部位BIM支模细节，对施工安全的复杂节点进行提前预知，对施工中可能会出现的安全事故进行预警，并通过软件模拟指导施工，确保施工安全[3]。高支模BIM建模具体包括架体飙高、轴网、钢管族、连接件族等，以及支模纵横间距搭设参数及逻辑关系。同时，模型中还应当包括工程详细信息、构建材料详细信息等。

1）可视化技术交底

高支模BIM建模完成后，通过Naviswork的Timeliner和Animator选项卡，进行施工工序大街顺序设置，并形

6 结语

高支模施工范围越来越广泛，传统高支模施工安全管理模式存在较大的缺陷，施工安全隐患多，安全事故频发。基于BIM技术的高支模施工安全管理，能够充分利用BIM技术构建高支模BIM模型，建立安全管理系统，可以对现场施工安全实施事前预防、事中控制管理，结合模型与现场施工，及时发现隐患部位并进行实时监测，从而确保施工安全。