浅谈BIM技术用于工程质量系统化管控的方法

摘要：随着工程行业对BIM技术越来越重视，利用BIM处理了工程的各类复杂问题，BIM技术用于深化设计、三维可视化交底、碰撞检查等方面，间接辅助项目质量管理，提高了工程的品质。BIM技术利用建模软件面对对象构建建筑实体模型，便于现场作业人员理解，方便图纸会审、技术交底。文章研究了BIM技术用于工程质量系统化管控的方法。

关键词：工程质量；系统化管控；BIM技术；材料设备管控；项目管理 文献标识码：A

中图分类号：TU919 文章编号：1009-2374（2017）02-0053-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.025

1 概述

在BIM技术不断发展的今天，其应用一直是一个热门话题。然而目前BIM技术停留于技术应用层面，在项目质量管理中缺乏系统化应用。基于BIM技术的质量信息共享、现场数据采集、质量管理系统化等方面，仍处于探索阶段。除了目前开展较多的用BIM进行优化设计和碰撞检测等应用外，如何在建造阶段通过BIM的引入，推动工程的系统化管理，将是BIM应用的又一个发展领域。

2 BIM技术的质量管控概念及特征

2.1 概念

BIM技术的项目质量管控是指基于BIM模型对项目质量实施情况的监督和管理。这项工作的主要内容包括项目质量实际情况的度量、项目质量实际与项目质量标准的比较、项目质量误差与问题的确认、项目质量问题的原因分析和采取纠偏施以消除项目质量差距与问题等一系列活动。建造阶段主要从技术交底的管控、质量预设点的设置、施工机械设备性能及工作状态的控制、材料的控制、施工工序质量控制等方面进行质量管控。

2.2 BIM质量管控方法的特征

2.2.1 该方法使参建各方质量管理更高效。施工方依托BIM能有效提升现场工况记录的准确度，结合模型、文字、图片等，及时传递给工程监理工程师、业主。监理方作为质量监督者，监理工程师需要从全方位角度对质量情况进行核查，在BIM的辅助下，可通过颜色标记或图标标签等方式，在三维模型中准确直观地指出质量管理的对象，大大提升了信息传递互动的准确性和效率。业主方在三维模型中一目了然地了解质量情况，能全面有效地把控质量。依托BIM技术能使质量信息的流转更为有效，与纯粹的文档叙述相比，将质量信息加载在BIM模型之上，通过模型的浏览，摆脱文字的抽象，让质量问题能在各个层面上高效地流转、辐射，从而使各方质量问题的协调工作更易展开。

2.2.2 该方法使质量责任人更易追溯。BIM工作平台将全面、详尽地记录质量问题的检查情况，如果监理和第三方在规定的时间未检查预设的检查点，则系统会预警，建设单位总部质量管理部门会及时督促整改。建设单位总部质量管理部门现场抽查到的质量问题，通过BIM平台立刻调取相应部位的质量标准、定位监理和第三方责任人，追究责任。基于BIM的质量责任就是在项目的每个构件上打上设计人员和施工人员的质量终身烙印，在项目设计寿命期内的责任可准确追溯。

2.2.3 该方法使现场质量信息采集更准确。逐步推行BIM与智能型终端设备集成应用，通过对软件、硬件进行整合，将BIM模型带入施工现场，利用模型中的属性数据驱动智能型终端进行监测，并将采集的原始数据实时发送到数据中心，采集的重要监测数据出现异常时第一时间发出预警。

2.2.4 该方法全面实现质量管理经验的共享和提升。以BIM为载体，使记录质量问题并进行横纵向分析成为可能。通过不断积累的模型质量数据，采用了机器学习的大数据分析平台将对质量分析模型进行不断的修正，让预测结果越来越准确。结合BIM可视化技术，让可视化分析结果而非原始数据呈现在决策者面前，让质量监管更加可靠。项目的质量管理的过程数据均可通过大数据的方式收集和分析，为后续项目提供事前质量分析模型，预测可能发生的质量问题，提前跟踪和消除质量隐患。质量大数据分析工作的实施，将促使质量管理进入一个良性循环，让BIM质量模型具备了学习的能力，下一个BIM质量管控循环将更上一个台阶，不仅单纯地针对固定的标准规范，而是吸收前期的统计、分析、检查验收结果、隐患分布、出现概率及整改通过率，针对不同的施工类型、施工方法、管理人员、施工队伍精准地进行质量预警、过程管理，消除质量隐患，指导后续施工持续改进。

3 具体措施

3.1 基于BIM技术的材料设备管控

项目应用的材料设备较多，材料设备的质量直接影响到项目的最终质量，前期没有良好的材料设备质量控制，后期施工质量再好，也很难生产出合格的最终产品。而饱含质量验收标准的BIM模型，就极大地提高了各验收方对材料设备的检查效率。

3.1.1 监理单位BIM质量管控实施流程。在施工准备阶段，监理和施工方应该认真审阅BIM模型，熟悉设计模型中所采用的材料設备型号、规格以及应用部位周边情况，监理方要根据模型质量属性，熟练掌握设备材料的性能参数和安装方法，逐步将各类试验报告、材料设备进场验收单、材料设备进场清单等成果文件挂接到BIM模型上，监理方应自查，确保检测结果与BIM模型质量属性要求不矛盾。

3.1.2 建设单位指挥部BIM质量管控实施流程。建设单位指挥部应该认真审阅BIM模型，熟悉设计模型中所采用的材料设备型号、规格以及应用部位周边情况，建设单位指挥部要根据模型质量属性，熟练掌握设备材料的性能参数和安装方法，并熟悉建设单位总部质量管理部门预设的强制检查部位。

与监理单位、总包单位共同验收进场材料设备，过程拍照并记录，验收不合格，监督退场，拍照记录，所有结果均通过BIM信息化系统上传，对不合格材料设备，按合同对相关单位进行处罚，逐项审查各类成果文件。

3.1.3 第三方质量检测单位BIM质量管控实施流程。第三方应该认真审阅BIM模型，熟悉设计模型中所采用的材料设备型号、规格以及应用部位周边情况，第三方要根据模型质量属性，熟练掌握设备材料的性能参数和安装方法，并熟悉建设单位总部质量管理部门预设的强制检查部位。对建设单位指挥部、监理单位的质量管理成果进行检查，对隐患整改完成情况进行现场复查，在BIM信息化系统填报检查结果，并复核整改回复。检查区域内，BIM模型中设置的强制检查部位的复查要100%覆盖。

3.1.4 建设单位总部质量管理部门BIM质量管控实施流程。质量管理部门应该认真审阅BIM模型，熟悉设计模型中预设的强制检查部位。在BIM信息化系统提取消防安全类材料的进场验收记录、见证取样记录、使用审批表、复试报告、型式检验报告并审核。对现场使用的消防安全材料进行现场抽查、复核，必要时取样送检，在BIM信息化系统中填报检查情况。

3.2 基于BIM技术的现场质量检查

现场检验是通过BIM质量标准实事求是的检查过程的质量、验收实体交付物体。

3.2.1 监理单位。在BIM信息化系统中对基坑、重点部位全部进行标记。对计划进行工程抽查的部位进行标记，比例为在施工程50%。对以上标记部位和BIM模型中设置的强制检查部位进行检查，确保100%覆盖，对建设单位总部质量管理部门、第三方质量检测单位、建设单位指挥部检查发现的问题，下发监理通知，并督办整改回复。

3.2.2 建设单位指挥部。在BIM信息化系统中对基坑、对重点部位全部进行标记、对计划抽检的其他部位施工进行标记，比例为在施工程20%。对以上标记部位和BIM模型中设置的强制检查部位进行检查，确保100%覆盖。对建设单位总部质量管理部门、第三方质量检测单位检查发现的问题，下发监理通知，并督办整改回复。在BIM信息化系统标记项目质量安全周/月度检查部位，并完成质量闭环管理。

3.2.3 第三方质量检测单位。在BIM信息化系统标记计划首次、月度检查部位，并完成质量闭环管理。

3.2.4 建设单位总部质量管理部门。在BIM信息化系统标记项目质量检查计划及检查内容，并完成质量闭环管理。

4 应用案例

沪通长江大桥位于长江澄通河段，在江阴长江大桥下游45km、苏通长江大桥上游40km，北岸为南通市，南岸为张家港。沪通长江大桥上层为公路，下层为铁路。沪通长江大桥集国铁、城际铁路和高速公路于一体，全长11.07km，采用公路和铁路合建，正桥为两塔五跨斜拉桥。沪通长江大桥是沪通铁路的关键性控制工程，大桥主塔高325m，采用钻石型混凝土结构，约100层楼房高，28号桥墩是大桥的主墩之一，底部为钢壳沉井，上部为混凝土沉井，总高105m，其中钢沉井高44m，将被永久打入江底。为方便吸泥下沉，沉井平面布置为24个12.8m×12.8m井孔。沪通长江大桥为世界最高公铁两用斜拉桥主塔，大桥主跨1092m，建成后将是世界上首座跨度超过1km的公铁两用斜拉桥，工程总投资约150亿元。

4.1 预设质量检查控制点

在112m钢结构简支梁质量控制重点部位预设检查点，并在模型上进行标记，将模型GUID编码与该部位钢结构质量检查验收标准建立映射关系表。

图1 预设检查点

4.2 自动提示检查

BIM管理系统根据工程进度情况，自动替建设单位、监理单位和施工单位对质量检查预设点进行检查，相关人员调取预设点对应的质量验收标准，逐条检查验收，拍照记录，并将验收结果上传系统。

4.3 问题整改

检查人员发起问题后，进入问题闭环处理流程，相关责任人按照检查人员要求进行整改，整改至达到质量标准要求后，拍照记录，说明整改方式及整改结果，并将整改结果上传系统，进入下一流程节点。

图2 质量问题处理过程流转

4.4 结果复查闭环

问题整改完毕后，问题发起人在BIM模型上收到相应提示进行复查，发起人根据BIM模型挂接的属性信息、质量检查标准信息、问题描述信息、过程检查信息等综合分析，判定合格则该问题处理完毕，问题闭环；否则将问题推送回相关责任人重新进行整改。

4.5 质量问题汇总分析

由于BIM模型本身具备多种分类方式，挂接在模型构件上的问题既可以按照不同的工程部位进行分析汇总，也可以按照不同的施工队伍进行分析归类，最终通过输出图表的方式，从不同维度分析质量问题发生的原因和倾向性，提前预警、提前控制，将质量風险降到

最低。

沪通长江大桥112m梁有近50片，通过收集、分析质量问题出现的概率、位置分布，采用大数据分析及数据挖掘相关理论不断分析，精准地进行了后续类似片梁的质量控制，很大程度上避免了因为质量问题而导致的返工、窝工等现象的发生，在一定程度上也起到了降本增效的作用。

5 结语

质量重于泰山，材料设备管控和现场质量检查等方面的应用仅仅是一个开始，未来BIM技术用于工程质量管控将进一步促进BIM技术的落地，也将使得质量管控更加严谨、更加高效、更加系统化。

参考文献

[1] 中国建筑业协会工程建设质量管理分会.施工企业BIM应用研究（一）[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[2] 张欣天.工程施工项目质量管理[M].北京：中国标准出版社，2006.

[3] 顾慰慈.工程项目质量管理[M].北京：机械工业出版社，2009.

作者简介：刘伟（1987-），男，内蒙古巴彦淖尔人，北京经纬信息技术公司中级工程师，研究方向：BIM技术。

（责任编辑：蒋建华）