建筑工程施工管理模式创新研究

卢蕴华

（徐汇区建设工程质量监督站，上海 200233）

社会经济的快速发展推动着国民生活质量的不断提升，对于建筑工程施工企业而言，也在一定程度上促进了企业数量和能力水平的增长。但与此同时，建筑行业之间的竞争逐渐加剧[1]。因此，若想促进企业在市场中的竞争力进一步提升，必须强化施工过程中的管理，并提升控制能力。在当前新形势背景下，若仍然采用以往的管理模式，不仅会在市场中缺少竞争力，还会对企业发展造成严重阻碍[2]。因此，针对这一问题，下述将开展对建筑工程施工管理模式创新的相关研究。

1 建筑工程背景

以某建筑工程施工项目作为工程背景，该工程项目总建筑面积超过40万m2，工程共分为三个标段，其中本文后续提出的管理模式主要应用于第III标段当中，其建筑面积为14万m2。该建筑工程项目的规模为：地下20000m2，1层建筑，地上120000m2，共6层结构，建筑总高度为42m。本工程为一类公共建筑，其防火等级为1级，抗震设防烈度为8度。考虑到安全问题，该工程在完成施工后的使用年限设置为50年。表1中记录了该项目的工程特点。

表1 建筑工程施工项目特点记录表

根据该工程项目的基本特点，下述针对其管理模型进行创新研究。

2 建筑工程施工管理

2.1 基于BIM技术的建筑工程施工建模

为满足建筑工程的精细化管理需求，使用Autodesk作业工具中的Revit软件，创建工程模板，此软件具有较强的建模能力，可满足建模中构件的自由度需求，从而生成精确的三维立体实体结构模型。

建模中，根据施工图纸、特殊施工方案等信息，通过引入参数化模型，建立一个多元化的建筑构件族库，如图1所示。

图1 多元化建筑构件族库

通过工人对现场的勘察，建立现场结构模型，通过此模型可以进行后续施工现场的管理。

将所有构建的模型通过集成的方式聚合在一起，形成完整的建筑工程模型。建模过程见式（1）。

式中K-建筑工程模型构件；

a-工程模板；

V-构件自由度；

α-构件参数；

f(D)-建筑构件族库。

2.2 施工场地布置与管理过程模拟

为了使施工场地得到最大限度利用，对施工场地的布局进行了仿真。采用三维立体布局的方法，对施工现场进行合理的功能分区、对现场临时道路进行规划，并对车辆的进出路径进行安排[3]。

同时，应用BIM技术对项目的现场布局进行仿真，使现场的实际状况直观，确保材料、设备等在施工过程中的使用效率和利用率。

结合BIM信息的整合特性，进行建筑施工中现场监控测点布置方案的设计，见式（2）。

式中Q-现场监控测点对应的空间位置；

δ(t)-漫游范围；

△γ-局部空间模型。

通过上述方式，设计合理的施工场地布置方案，同时，布置传感器与工程作业面监控系统，对施工中的多种行为进行监测，保证施工过程的合理性与科学性，确保施工过程的可视化显示[4]。监测过程中，将各测量点与所获取的监测资料进行整合，既便于施工人员了解现场布置方案，又能更好地记录数据，方便工程技术人员以后调用监控数据。

2.3 施工过程中的碰撞管理

依靠传统的平面图施工，存在着返工率高的问题。为了在实际工程中正确引导工人正确下料与科学施工，通过对所建立的建筑模型进行碰撞检验，找出钢筋、管线、结构与预应力管道之间的碰撞交叉点，通过此种方式，进行施工中的碰撞管理[5]。

在NAVISWORKS软件中引入建筑构件及其构造位置，对其进行仿真和施工预演。通过对潜在的冲突目标的碰撞分析，产生分析报告，从而找出施工中存在的问题，深化工程设计工作，降低或消除工程返工造成的时间和材料损耗。

为了解决工程施工中的矛盾，提出了以下步骤的解决方案：

（1）对工程中可能发生的碰撞点进行预测，并对各个部件进行定位和三维建模；

（2）对可能发生碰撞的原因和结果进行总结与分析，并制订相应的检测方法；

（3）向碰撞检查集合中单独增加可能的冲突物体；

（4）工程中涉及的机械运行、吊装路径等动态施工行为，应在NAVISWORKS软件中建立建筑动画，并在具体工艺过程中进行碰撞检测；

（5）根据NAVISWORKS的“Clash Detective”特性，设定检测规则和检测类型，以实现对碰撞的检测；

（6）生成测试报告，对节点发生碰撞的原因进行分析，并与有关部门负责人协商解决办法

2.4 施工进度4D管理

将BIM与工程进度规划进行结合，以三维建模为基础，加入时间维度，进行建筑连续施工的4D进度仿真。

施工进度4D管理步骤见表2。

表2 施工进度4D管理步骤

通过对物料的搬运和进场的模拟，了解材料的进场、占用、车辆安排等工作内容，便于管理部门的安排和资源的供给。

通过对BIM模型的实时信息（规划与实际）匹配，可以直观地显示工程的进展，实现对施工中工期与进度的宏观调控。

2.5 施工现场危险源管理

危险源识别工作并非只存在于工程开始，风险识别包括施工前、施工中、事故后、施工后4个阶段，每个阶段都会产生新的危险源数据，因此，需要由管理者随时将产生的危险源数据录入数据库[6]。同时，保持数据库与建筑管理模型之间的交互，通过模型查看有关的危险源。

管理中，利用NAVISWORKS软件进行建筑组件模型与文字文档的超链接，管理者可以利用该模型查找专用的建筑项目文档，从而使施工过程中危险源的管理工作更为具体。管理的具体步骤如图2所示。

图2 建筑工程施工中危险源管理步骤

管理中，对相关的构件进行风险识别（例如脚手架、建筑升降机等），识别后，将识别结果进行归类，并按指定的资料库输入数据库[7]。后续工作中，管理人员可以直接在施工中通过调用该环节工程数据的方式，进行现场危险源的辨识与针对性管理。

3 创新施工管理模式的应用

将上述创新后的施工管理模式应用到上述工程项目当中，为实现对该模式管理效果的检验，以上述进度管理为例，将该工程项目应用创新管理模式的第III标段与应用传统管理模式的第I标段和第II标段施工进度进行对比。已知第I标段、第II标段和第III标段当中均包含施工准备、资料准备、材料进场检验、钢架安装及防锈处理、包边和排水槽安装、滴灌安装和工程施工验收等环节，对上述七个环节分别编号为Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7。针对上述七个环节，对比第I标段、第II标段和第III标段的进度，并将各环节的耗时进行记录，得到表3的记录内容。

表3 不同管理模式应用中施工各环节耗时对比

针对表3中记录的信息进行分析，采用传统管理模式的第I标段和第II标段与采用创新管理模式的第III标段相比，明显后者各个环节的耗时更短。从总体耗时可以看出，第I标段施工总进度为115d；第II标段施工总进度为130d；第III标段施工总进度为38d。采用创新管理模式后，施工总工程进度与第I标段相比缩短了77d；与第II标段相比缩短了92d。由此可以看出，通过以上分析，提出了一种新型的施工管理模式，在确保工程质量与安全的前提下，提高了工程效率，加速了工程建设进程，建筑工程建设能够在规定要求时间内完成。

4 结语

基于BIM技术的应用优势，针对当前建筑工程施工管理中存在的问题，对管理模式进行了创新研究。通过研究，得出下述几点结论。

（1）针对当前施工管理模式在场地布置、碰撞检验、进度管理和危险源管理等方面存在的不足，分别提出了对应的管理方法；

（2）通过对BIM技术在施工管理模式中的应用，从安全、进度、质量等方面实现了对建筑工程的完善；

（3）在实际开展建筑工程项目时，若能够合理运用创新后的施工管理模式，则能够实现资源的优化，促进施工质量、安全和进度管理水平的提升，进一步降低施工成本；

（4）除此之外，上述提出的施工管理模式创新思路也为其他建筑工程类型施工项目的管理方案制定提供思路和借鉴。BIM技术本身的适应性极强，因此可将其在更多类型工程管理中进行实践应用，促进工程施工信息化和智能化不断提升。