BIM技术在某工程施工管理中的应用

张彦坤（东营金宇建安有限责任公司，山东 东营 257000）

尽管我国在建筑领域取得了巨大的发展，无论是建筑规模还是投资强度，但是，不可否认的是在建筑施工管理方面，仍盛行经验主义，存在混乱无序、主观意识等现象，粗放的管模式给建筑业带来极大的伤害，表现为资源浪费、建设工期拖沓、劳动力资源损耗、环境不友好、投资收益低下等。随着我国建筑业向高质量发展阶段的时代背景，信息化、智能化、数字化建设成为智慧化城市建设、基础设施建设转型升级大势所趋[1]。作为建筑信息化的载体，BIM技术受到了高度重视，甚至政府层面也在推动其普及应用。但目前BIM技术介入工程项目尚处于初级阶段，局限于工程设计阶段，而非项目全生命周期[2-3]。因此，作为设计、施工、运维多专业信息集成平台的BIM，其技术所带来的行业发展红利还没有得到充分开发[4]。

1 BIM技术应用于施工管理的优点

近年来，随着国家政策的导向，绿色建造和智能建造是建筑行业的发展趋势。由于BIM技术在建设过程中与绿色施工、信息化施工、装配化施工相关联，因此能够发挥其极大的优势，进而资源节约，发挥资源的精细化调配，同时又能够满足建筑的高质量发展。BIM技术在发展理念上与国家提出的可持续发展，既要金山银山又要绿水青山的理念是相符合的。因此，BIM技术在现实工程中能够极大地推动建筑业的良性发展，做到高质量、环境友好、人工智能等，实现建筑工程项目全生命周期的信息共享。与传统的二维图纸或者线性管理思维相比，BIM技术在工程施工管理中的应用优势具体表现为以下几个方面。

（1）三维属性提供管理的可视化能力。与传统的CAD图纸相比，BIM模型具有三维可视化效果，管理者可以通过浏览、查询或者访问模型中任意构件的属性，也可以采用动态浏览的方式观看施工建造过程，为管理者理解复杂的建造过程提供一个通俗易懂的途径。

（2）多管理部门的信息联动能力。BIM技术可以将BIM模型、现场建造实际、管理流程信息进行集成，形成BIM管理平台，各个建设参与方均可将信息进行上传，在BIM管理平台上实现实时更新。管理人员在权限范围内可对BIM模型的信息进行查询和访问，并借助管理平台实现上下层级之间、部门之间的相互沟通交流，提高工作效率，降低沟通成本，节约时间。

（3）BIM模型的参数化和施工模拟。BIM模型具有强大的族库，通过对构件的参数化可以对构件的属性进行修改以适应建造过程不同材质、不同尺寸的材料和构件，减少由于管理不当造成的资源浪费[5]。另一方面，BIM技术可以实现工程进度、施工成本、设备进出场安排等各个复杂施工流程的模拟，管理人员可以通过施工模拟对施工错误纠偏，以保障工程施工的高效高质量。

（4）目标管理的动态化。BIM技术可以克服传统管理模式中单一的、机械的任务传递缺点，实现动态上传建造质量、施工进度以及工程成本信息，让管理者能够动态浏览相关数据信息，掌握偏差趋势，对每周、每月和每季度建设情况进行的精细化管理，可以进行多方比对和方案的选择，规避建设过程中各种潜在的风险，从而实现决策的合理、高效。

2 BIM技术在施工管理中的应用

2.1 施工进度管理

传统的施工管理模式中，工程管理者通过编制现场施作任务书，并给施工人员做出施工交底后，依赖现场进度记录进行施工情况的掌握，数据成果的表现形式也为二维，各种工序的调配、协调以及人员的安排上属于事前控制行为，缺乏跨部门的协调沟通机制，对施工进度造成延误[6]。

基于BIM的施工进度管理可以实现项目的三维可视化全方位动态图模拟，实现精细化的施工进程控制，在参数的记录、跟踪和分析方面可以做到多部门、跨专业的联动和协同，如图1所示，实现信息共享与进度修正，真正达到事前、事中和事后全流程进度控制，进而缩短工期，高效率地推进项目建造。

图1 工程项目跨部门管理

2.2 施工质量管理

大量工程建设经验表明，工程质量的风险措施费用在总造价中占有相当大的比例，这相当一部分是由于管理方面不足造成的。传统的施工质量管理中，一般采用会议、图纸会审、技术交底的方式作为质量控制的沟通渠道，信息的准确性和即时性难于保证，因此给管理人员和技术人员都带来沉重的管理负担。

基于BIM技术的施工质量管理，能够以BIM集成平台为基础，实现虚拟数据与实际建造的相融合，每个构件的参数化、标准化以及与现场的相互对应，能够良好地实现质量管理的即时沟通，上级传达的质量管理指令能够以可视化的数值模拟，在现场的施工人员出现质量问题时，能够在BIM集成平台上跟踪质量信息。

2.3 施工成本控制

在施工成本控制方面，传统的管理方式一般是依靠成本测算和编制成本计划来实现，然而工程项目的单一性以及不可复制性，导致编制的成本测算大都是依赖造价人员的工程经验，没有技术上的可推广性，同时，由于统计数据大，成本管理在数据收集和分析过程中极易产生数据信息缺失，不利于成本的精细化管理。

基于BIM技术的施工成本控制，可利用其集成平台强大的协同功能，对成本造价信息的存储、调用进行全过程监控，实现数据的完整、实时和准确，参建各方单位都可以看到工程成本与建造进度的实时对比，有利于各方协同信息、协调资源，展开成本偏差分析，达到动态控制成本的目的。

3 工程案例

山东省某市安置房项目位于城区东北角区域核心商圈范围，附近已有配套公用设施，交通便利。项目包含4栋住宅楼，均为混凝土框架结构。以9#为例，地上建设15层，地下建设1层地下车库，采用筏板加浅基础的基础形式，建立BIM模型如图2所示。建筑总面积为18000m2，工期为38个月。

图2 工程项目BIM模型效果图

项目借助AutodeskRevit三维BIM软件，对建筑结构各个分部分项工程进行三维实体建模，在模型族库中可定义材料的属性、尺寸以及功能等，并提供跨站接口关联项目的机电工程、工程进度，采用广联达BIM-5D软件对项目的成本信息进行创建，进而接到BIM集成平台，实现项目工程质量、进度和成本的多目标、信息化管理。

3.1 施工进度管理对比

一般而言，现场施工设置在施工图设计阶段之后，设计和施工之间的环节相互割离，信息沟通不畅。基于传统二维图纸的局限性，施工人员在施工前需要花费大量时间在熟悉图纸上，导致在施工进度编排上出现偏差，项目进度跟踪能力差，导致出现偏差后修改工期困难，增加工程进度管理协调的会议频次，决策效率低下。施工进度管理始终是一个动态的过程，在复杂的工程材料、设备、人员的安排上，获取准确的施工进程相关信息后，由于进度数据的数量巨大，工程进度的分析结果与管理者的工程经验和管理水平具有很大的关系，在编排和调整进度计划过程中，如果对施工流程中的节点没有考虑周全，极有可能引起施工节奏混乱，施工成本增加，同时导致工期延误。

因此，在引入BIM技术应用于工程施工管理后，可以实现施工、设计、监理、供应商、建设单位等各个参建方之间的沟通协调，达到并行开展，共同推进施工进度的目的。与传统的施工进度管理方法不同（甘特图和网络图），BIM技术中可以借助施工动态模拟（如图3所示），对施工过程和施工流水进行预先模拟，可视化地解决和分析关键线路，对不利施工节点进行调整和修正，在四维空间上对施工的逻辑关系进行核实，分析施工方案的可行性，进度计划的可实现性。

图3 基于BIM技术的工程项目施工进度模拟

3.2 施工质量管理对比

由于建筑工程项目涉及的专业众多，工艺流程复杂、施工节拍强、交叉专业的碰撞问题多等，施工质量管理就显得尤为重要。本项目管理在引入BIM技术前，管理人员、设计人员和施工技术人员间的沟通主要是基于CAD图纸、纸质资料和会议纪要，图纸中的错、缺、漏等问题无法得到可视化解决，导致复杂施工节点的施工交底难度大，或者交底深度不足，引起施工质量缺陷。在施工过程中的质量管控上，由于建筑工程涉及隐蔽工程如基础、基坑，也涉及地上结构的危大工程如模板工程、混凝土结构等，这些施工质量的控制主要由质量负责人确定、现场施工人员施作、现场监理进行过程监督，最后由质检人员检验检测，并验收归档。因此在管理流程和管理界面上具有相互交叉以及混乱现象，导致质量管理成本增加。

项目管理引进BIM技术后，施工质量控制得到高效和高质量地提高。在相同的施工条件下，对施工质量问题进行统计，分析表明出现质量问题的可能性和频次得到大幅度的降低。

表1为项目管理引进BIM技术前后的施工节点问题对比。可以看出，本工程在实际质量问题次数统计总数为76次，而采用BIM技术引入后可以得到大大降低，总数为15，下降幅度为80%。

表1 项目管理引进BIM技术前后的施工节点问题对比

3.3 施工成本控制对比

项目的成本控制涉及投入物资和投入成本，统计和分析施工中的物资消耗，是一项费事费力的工程管理事项。为了节省材料，同时满足资源配置优化的目的，施工前需要对各个环节的物资需求进行编制，然后才能安排物资部门进行采购，而在输出端，则需要建限额领料制度，严格控制领料的质量关，提高材料利用率，减少材料损耗。项目的成本管理过程往往关系到众多管理部门，部门之间的指令和信息传达都需要关联着进度与成本、质量与成本。

本建筑工程项目采用BIM技术应用于项目的工程成本管理后，实现了项目成本的精细化管理。借助BIM三维集成平台，将BIM三维模型与进度信息和成本信息相关联，依据模型的建设内容进行物资需求制定和编排物资采购计划，在资源用量上与清单文件实现过程控制、成本核算，也可以充分利用平台的高效协作能力，实现清单的数字化、可视化，为管理人员浏览和对比预算成本与实际发生成本提供有效途径。

表2为项目管理引进BIM技术前后的成本控制对比。可以看出，本工程采用BIM技术引入后可以对项目的钢筋和混凝土用量实现精细化控制。以C40混凝土为例，在BIM引入前的用量为2184m3，而实际发生量为2178m3，损耗率控制小于1%，大大提高了材料的利用率，创造了工程价值。

表2 项目管理引进BIM技术前后的成本控制对比表

4 结语

近年来，随着国家政策的导向，绿色建造和智能建造是建筑行业的发展趋势。由于BIM技术在建设过程中与绿色施工、信息化施工、装配化施工相关联，因此能够发挥极大的优势，进而资源节约，发挥资源的精细化调配，同时又能够满足建筑的高质量发展。BIM技术在发展理念上与国家提出的可持续发展，既要金山银山又要绿水青山的理念是相符合的。因此，BIM技术在现实工程中能够极大地推动建筑业的良性发展，做到高质量、环境友好、人工智能等，实现建筑工程项目全生命周期的信息共享。本文以某建筑工程为例，基于BIM技术对方案进行优化，实现了工程质量的控制，保障了施工安全，让项目的各个环节和参与各方的信息交流更加畅通，达到了命令的方便快捷传递，促进了整个项目的管理提升。