现场施工管理中BIM技术的应用

文｜福州市万科发展有限公司 林文宇

近年来，信息技术的不断发展为建设项目作业管理创新出大量先进技术，作为备受青睐的技术形式，BIM 技术在工程现场组织、日常施工等环节中均起着可视化监管的作用。将其应用于工程项目中，充分发挥技术在节约施工成本、提高施工质量、确保施工安全方面的应用优势，从而达到对现场作业动态化监管效果，促使现场施工管理水平大幅提升。

1 BIM 技术在建设项目中的应用现状

中国建筑业协会与广联达科技股份有限公司联合主编、42 家地方协会联合会与建设行业组织、6 家建设企业联合参与的《中国建筑业BIM 应用分析报告（2021）》已正式出版。报告中共涉及有50 余组数据，通过对2017 ～2021 五年内建设行业发展期间重要数据的比对，了解行业革新情况的同时反映BIM 应用现状。数据如下：BIM 技术常被作为现代化管理技术应用于各类房建工程中，其中，约85%的企业将BIM 技术贯彻于公用建筑建设全过程中，约63%的建设单位则在居住建筑工程中使用，且随着技术的不断完善，2021年这一技术在工业建筑、基础设施建设工程管理中的应用频率显著提升，应用数据见表1。2020年技术在这两类工程中对应使用数据为27.75%、34.24%。

表1 2021年调研对象应用BIM 技术的项目类型

站在非业主方的角度分析，BIM 技术的应用通常集中在建设单位有BIM 技术使用要求、需利用技术强化企业品牌影响力、涉及到认证或评奖、建筑结构复杂等项目中。但值得注意的是，对于因建设需要提升作业期间多方参与主体协同能力、强化工程精细化管理程度、项目预算少与工期紧的项目，更多建设企业选择使用BIM 技术，如图1所示。

图1 2021年非业主方应用BIM 技术项目情况

2 BIM 技术管理特征分析

2.1 可视化

图纸是项目有序推进的重要参考。BIM技术未应用前，设计的图纸多为二维形式，需进行面对面技术交底，细致讲解图纸内容，具体施工时也会因细节问题而影响施工质量。BIM 软件的使用可实现三维化设计，以三维实体图形的方式直观呈现，即使施工人员的图纸识别能力较差，也能在短时间内了解图纸设计意图，规避图纸细节不清晰引发的施工矛盾，导致项目返工，实现对施工成本的有效管控[1]。

2.2 协同性

建设项目属于复杂综合体，施工流程包含多个学科与领域，作业期间，会遇到众多交叉工程，如动静设备、电气设备、管线等专业；在管理时，还需多方主体协同工作，包括设计、业主、监理、施工等。BIM 技术能够防范问题的发生，依托于可视化模型可增强各专业设计时的清晰度，便于施工人员对现存专业协调问题的把握，以保证施工顺利与安全。施工碰撞监管模型如图2所示。

图2 BIM 碰撞检查

2.3 模拟性

BIM 技术模拟性特点表现在两方面即建筑模型实物模拟、现场操作模拟。具体来说，设计时，可以模拟更多施工场景，如将施工作业设置在虚拟的阴天、雨天、晴天下进行，以此明确天气对施工进度的影响。同时，还可模拟建筑建成后的紧急疏散、节能等情况，为施工方案的调整提供参考，有益于后期施工对接工作顺利进行。

3 BIM 技术在施工现场管理中的现实运用

某厂房扩建项目位于上海市，建筑安全等级设置为二级，地上、地下建筑面积分别为1679m2、9074m2，使用筏板、承台作为建筑的基础结构。为保证改建后的厂房达到设计要求，施工团队决定运用BIM技术对汇总得到的各类建筑信息进行模拟，打造立体模型，增强建筑实际情况的直观性，促使建设项目管理功能性、服务性得以彰显。

3.1 施工组织管理

现场施工组织环节应积极落实管理工作，结合项目实际情况优化设计施工流程，并细致说明施工方法与组织技术，同时，还应对多种影响因素加以考量，包括人员、交通、地质条件等，避免突发性事件引发施工事故。对此，本工程借助BIM 技术，预测、模拟、分析各环节可能存在的施工问题，编制科学管理计划，以此降低施工风险系数。施工组织的技术管理内容主要有两点：

其一，总场平布置。建设事业的发展对项目组织与协调提出更高要求，施工期间现场环境复杂程度、地形高低差等都会影响施工进度，还会造成现场平面布置变化，本建设项目施工范围较大、作业现场空间有限、附近建设有大量设施，因此，需运用BIM 技术保障现场平面布置效果，通过打造建筑与现场模型，搭配资源模型与现代化施工设备，实现对现场组织设计与工程施工的可视化模拟。其中，设计方案中的模拟重点为不同区域的细致、合理划分，如生活场所、材料加工场所、不同专业施工场所等，以此增强组织设计、场地布置的科学性。同时，还应在模型中上传现场环境与周边建筑信息，实现场地布置的三维化呈现，再分析项目推行进度与规划，对各施工环节现场工况进行模拟，赋予现场平面布置更高灵活性、合理性[2]。

其二，施工方案与工艺模拟。充分考虑项目设计、施工、竣工等环节以及具体管理需要，基于BIM 技术打造3D 模型，实现施工准备、项目推进、工程验收不同阶段的模拟，为项目管理决策提供可视化支撑。比如，施工期间可借助BIM 技术模拟土方开挖、基坑围护施工行为，有助于施工方案的进一步优化。此外，也可借助BIM 技术 对多元施工工艺进行模拟，按照1 ∶1 尺寸加以可视化展示，可保证各项工艺操作的正确性，促使施工效率与精度的提升。

3.2 施工全过程管理

为达到对建设项目的集成化、全方位管控，需将BIM 技术应用于各施工环节中，推动现场管理信息化转型，从而达到跟踪管理施工质量、进度、安全的目的。

3.2.1 质量管理

施工期间，管理人员可通过移动端监测动态化模型，并完成施工信息的录入，还能够实时调取施工标准，审阅施工方案。借助分布式云平台技术，确保模型中信息变更后，管理人员可获取到已完成更新的模型，以此提高现场质量管理即时性。此外，管理人员应深入现场，做好全方位监管工作，应用移动设备对存在质量问题的部位进行取证，记录的信息形式较为多样，包括文字、录音、图像等，确保各类安全、质量问题的有效反馈，再自动建立同三维模型的链接，并利用任务传达平台将整改通知下达至施工单位。

3.2.2 进度管理

技术水平、天气环境、材料性能等因素都可影响施工进度，因此，需将各类因素作为管理重点。施工前，要求设计部门拟定的施工计划与进度符合实际情况，避免设计误差问题的存在引发设计变更风险、阻碍施工进程、增多工程造价。基于BIM技术的进度管理措施如下：打造BIM 模型，整合项目招标文件与图纸合理设置模型属性，以保证所有参数分析价值。深入分析、解读CAD 图纸与作业面彼此间关联，为工艺优化提供参考。在此基础上，依托技术模型施工面进行准确定位，有益于管理人员作业面的全过程把控，当发现施工问题可在第一时间对施工任务进行调整，以此减少施工周期。比如，借助移动端获取关键施工节点的形象进度照片，再基于施工进度计划打造的模型细致比对模拟信息与照片细节，及时发现潜在问题，组织所有参建部门负责人，结合现场实际与问题产生原因设计可视化应急方案，实现对工程的有效管控[3]。

3.2.3 安全管理

在BIM 技术的帮助下可引导现场管理人员识别危险因素，及时发现安全风险点。由于建设项目现场环境复杂，施工工序众多，还包括大量隐蔽性工程，因此施工现场的安全风险也呈现出随机性的特点，若监管工作不到位，将会预埋安全隐患。当前，最有效的施工风险控制方法是识别危险因素，再采取可行措施对安全风险点进行控制，实现安全问题的源头处理，规避安全事故。利用BIM 技术，模拟、展示现场作业情况，及时预警高风险施工细节，如支模架、洞口、管线等，确保隐蔽性工程建设安全（如图3所示）。还应加强碰撞检测，做到对现场潜在风险因素的发现与把控，再借助三维动态模型模拟风险防范措施，打造、推行风险防范机制，实现建设项目安全作业。

图3 工程走廊管综模型

此外，利用BIM 技术打造人材机成本管理数据库，做好设备、人工、材料清单的编制工作，整合数据搭建模型，帮助项目部门预算调整、成本分析工作顺利进行，以保证工程结算、项目工程量认定的精准性，从而实现对项目建设成本的有效控制。

4 结束语

为保证施工现场管理水平，提高管理效率，需重视起BIM 技术的科学运用，打造三维动态化管理模型，实现对施工现场情况的可视化分析，以保证施工方案调整的可行性。同时，还应将该技术落实到现场施工全过程中，达到跟踪、远程监管的目的，促使建设项目各项作业安全、高质量进行。