基于BIM技术高层建筑的质量控制与安全管理

闫兰蔼

（广西圣泰建设工程有限公司，广西 北海 536000）

0 引言

高层建筑与普通建筑相比，在施工质量方面提出的要求更高。因此，在施工全过程中，要加强对质量以及安全管理工作的重视，否则势必会对施工效果造成不良影响。同时，施工企业要根据高层建筑建设现状，合理应用BIM技术，实现对项目施工质量的合理管控。

1 BIM技术简介

BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过整合建筑的数据化、信息化模型，在项目策划、运行和维护的全生命周期中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供支持，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥着重要作用[1]。BIM技术的应用模块如图1所示。

图1 BIM技术的应用模块

2 高层建筑质量管理和控制的现存问题

2.1 监控不到位

在建筑工程项目建设过程中，监督管理部门缺乏对人员安全防护的重视，也没有监控施工人员在进入施工现场之前是否按照要求佩戴安全防护工具。因此，监督管理人员要加大检查力度，一旦发现隐患，必须立即采取有针对性的对策进行处理，避免造成更加严重的后果。同时，相关人员还要对现有的法律法规以及规章制度进行完善和优化，以此来保证整个施工过程的安全性。

2.2 先进技术应用程度不高

结合目前部分施工现场情况展开深入分析，部分施工单位并没有意识到应用先进技术的重要性，导致施工质量以及安全管理的效率普遍比较低。另外，虽然部分施工单位意识到BIM技术等先进技术应用的重要性，但是在施工质量管理中的应用效果并不是很理想，无法充分发挥技术的优势[2-4]。

2.3 施工人员安全防范意识低

施工团队一般由数名施工人员组成，经常会出现施工人员的专业技能水平以及专业素质参差不齐等问题，原因是施工人员自身的安全防范意识低，无法落实安全防护措施，更为重要的是各部门相互之间很难实现有效协调和沟通，机械设备也无法得到有效调控。

3 工程概况

某建筑工程项目分为地下和地上两个部分，地下有2层，总面积为75 740 m2，基坑开挖平均深度控制在9 m左右；其中地上的34层为五星级办公酒店，24层则为酒店公寓，会展中心的配套建筑为商业类建筑分别有4层，总建筑面积为230 690 m2。该工程项目自身抗震设防等级为乙类，安全等级可以达到二级，屋面与地下室的防水功能可以达到I级。由于该项目涉及的专业内容比较多，同时节点施工难度过大，为保证项目质量达到标准要求，需要在质量控制与安全管理中合理应用BIM技术，为施工现场的质量管控效果提供保证。

4 基于BIM技术的高层建筑质量控制要点与措施

4.1 基于BIM技术的质量控制要点

4.1.1 人员控制

为充分发挥BIM技术的作用，需要提高现场作业人员的专业能力，增强其安全防范意识以及质量管控意识，为项目整体建设质量提供保证。在构建BIM模型时，要保证工作人员具备一定的计算机基础，积极组织施工现场工作人员参与BIM专项技能培训活动，从而提升其实践操作能力[5-8]。

4.1.2 机械设备控制

通过应用BIM技术，有利于实现对机械设备的监督和管理，并且可以根据BIM技术的3D应用效果，绘制施工现场平面图。在施工过程中，还需要保证机械碰撞检查等工作的有序开展，同时对施工机械组合方案进行完善和优化，保证方案落实到实处。例如，对运输装置的数量、位置等进行确定，同时还要在施工现场确定混凝土搅拌装置的位置以及基础规格等[4]。

4.1.3 材料控制

材料是建筑施工的重要组成部分，为了从根本上实现对建筑工程项目整体建设质量的有效管理和控制，要有效控制各种施工材料的质量。在材料管理和控制过程中，可以通过BIM技术制订材料库存计划和材料供应计划，避免出现材料存货量过多或材料浪费等问题。

4.2 基于BIM技术的高层建筑质量控制措施

4.2.1 根据质量管理需求构建BIM模型

在高层建筑质量控制工作中，为充分发挥出BIM技术的功能和作用，需要先根据质量管理需求构建BIM模型（图2），如质量管理人员的工作职责和流程、机械设备的排布与使用、施工材料质量的监督与管理以及各分项工程的施工节点、质量的控制等。通过对信息的集成，实现对施工技术指标数据库科学合理的构建和落实，促使数据库与BIM模型之间建立良好的连接关系。这样不仅能够实现对现有信息数据的整合和对比分析，而且能够为工程项目建设质量提供可靠依据。例如，在高层建筑基础施工中，由于高层建筑自身基础结构需要承载的荷载比较大，所以必须要加强对质量的管控，否则势必会留下隐患。尤其是在基坑开挖施工环节，为保证施工质量，需要提前对混凝土桩的强度进行预设，将参数应用在BIM模型中，为构建BIM模型提供参考依据。

图2 BIM模型的构建流程

4.2.2 基于BIM技术实行协同管理

针对高层建筑工程项目进行质量管理和控制时，要结合项目的一系列要求，对施工材料、施工技术等因素展开有针对性的管理和控制，促使质量控制体系能够在实践中得到有效落实。利用BIM技术对高层建筑具体建设情况进行模拟，加强对钢结构、混凝土等材料的管理，进而实现项目的协同管理。BIM模型构建效果如图3所示。

图3 BIM模型构建效果

5 基于BIM技术的高层建筑安全管理要点与措施

5.1 基于BIM技术的安全管理要点

5.1.1 冲突碰撞检查

由于施工现场包含各种不同类型的机械设备和模板，容易导致施工机械出现碰撞等情况。例如，在具体施工过程中，若未经过有效协调和管理，不同施工单位在同一工作面进行施工时难免会出现交叉作业的情况，进而引发冲突与碰撞[9]。通过构建BIM模型，对项目整体进行信息化管理，这样不仅可以深化现有设计方案的内容，而且还可以保证建筑冲突碰撞检查工作的有序开展。因此，需要针对现有的诸多问题进行客观分析，得出最终的优化方案，为后续设备安装以及施工提供可靠依据。

5.1.2 危险区域划分

通过应用BIM技术，有利于识别各种不同类型的危险源。根据危险程度等级的不同，可以在项目各个阶段实现区分管理，保证相关评价结果的准确性和有效性。将相关评价结果直接储存到综合平台后，可以利用不同颜色来区分危险等级，进而构建合理的危险防范体系，避免各类危险源造成更加严重的事故。

5.2 基于BIM技术的安全管理措施

5.2.1 基于BIM技术实现网络化监控

施工安全管理一直以来都是高层建筑工程项目管理的重要组成部分，为充分发挥管理制度的作用，需要对网络监控管理体系进行完善和优化。在施工现场合理设置监控设备，能够全方位收集和整理各环节的信息，为安全管理工作的有序开展奠定基础。同时，以建筑工程的安全需求为出发点，梳理安全预警的监控对象，针对各监控对象可能会出现的隐患进行分析和参数化处理，形成参数化指标，并以Microsoft Office Access数据库管理系统为基础，构建和完善建筑工程施工安全指标数据库。另外，在BIM模型中增加与施工机械有关联的图元信息，将施工安全指标一并融入其中，以此来实现网络化监控，为高层建筑施工安全提供保证。基于BIM技术的网络化监控如图4所示。

图4 基于BIM技术的网络化监控

5.2.2 基于BIM技术构建报警系统

为保证BIM模型的作用得到充分发挥，工作人员需要将建筑全生命周期的数据信息融入BIM模型。同时，工作人员还可以合理利用火灾探测器等设备，以此实现对火灾事故的预警和规避。将火灾自动报警以及联动控制系统融入BIM模型，经过碰撞检测后可以发现隐藏在其中的问题，工作人员应定期检查和维修设备，为系统的正常稳定运行提供保证。当发生火灾时，火灾探测器可以快速发现火情，并将信号传递到智能系统中，智能系统通过中央处理器确认火情并采取联动指令处理，从而降低火灾造成的影响[10]。

6 结语

在高层建筑的建设过程中，由于监控不到位、先进技术应用水平低等问题，容易导致高层建筑施工质量管理水平停滞不前。因此，通过合理利用BIM技术，可以保证高层建筑施工安全措施落实到实处，为施工质量提升提供保证。