BIM技术在建筑工程施工过程中的质量控制应用

2021-03-30方晓东余梅波

智能建筑与智慧城市 2021年11期

方晓东，余梅波

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 引言

BIM 技术主要通过对建筑工程建立参数化模型，并通过模型对施工过程进行模拟预演，及时发现并改进施工过程的不合理环节，施工管理人员可以进一步熟悉施工过程，掌握施工质量控制的重点和难点，对施工作业进度和规划做到统筹安排，实现项目的质量管控目标。

2 BIM技术概述

BIM技术的本质是一种信息模型，通过将传统的二维建筑图纸转化为三维建模，三维模型搭载了与建筑工程相关的各类参数和构件信息，并且可以实现可视化展示功能，可以对建筑工程施工全过程进行动态模拟演示，项目参建方可以更加直观的熟悉工程相关参数和数据，促进工程施工质量的提高。建筑工程结构复杂、施工作业面广，因此工程相关的图纸复杂、信息繁琐，施工管理难度较大，BIM 技术建立的三维立体模型可以将工程数据变为直观的数据模型，工程管理人员可以结合三维动态模型合理安排施工计划，随时随地查询工程相关数据，掌握施工过程重点难点，提高工程高危作业项目的安全管控措施和复杂施工环节的质量控制，保障施工质量符合要求。BIM 技术建立的三维参数模型可以实现工程的成本、进度、质量和安全的管理，尤其是对于大型复杂的建筑工程，可以提高施工管理效率，降低质量管理工作难度。目前，BIM技术已经被广泛应用到建筑工程管理中，为了更好地发挥BIM技术的质量管理优点，结合BIM 技术的优势和建筑工程的特点进行定制化项目管理工作，可以确保项目施工质量可靠达标。

3 BIM的特征

基于BIM 技术的建筑参数模型可以对施工现场进行动态模拟和演示，管理人员可以直观观测动态模型演示过程中各种细节和参数的变化，及时发现施工过程中的重点和难点，并根据这些核心要素进行施工方案布置和质量管控方案制定，进一步提高施工质量管理效果。相较传统的施工方法，BIM技术具一些优点。

1）三维信息模型可视化

传统的建筑施工采用CAD二维平面图纸，图纸上参数信息较少且图纸绘制比较专业，查阅图纸需要一定的专业知识。基于BIM技术搭建的信息参数模型，融合了建筑的所有构件和参数信息，通过三维立体模型的展示，项目参建人员可以更加直观详细透彻地对项目进行研究，在项目设计阶段及时发现图形设计存在的问题。

2）三维信息模型可优化

基于BIM 技术搭建的三维参数模型涵盖了工程项目的所有参数信息，参建单位可以在权限范围内进行工程数据的修改和查阅，实现工程数据的实时共享。设计单位、建设单位、施工和监理单位都可以查阅工程相关数据，核对各自施工环节的数据合理性，及时发现并更改工程设计当中的不合理之处，对方案进行优化。

3）三维信息模型可模拟

基于BIM 技术搭建的参数模型不仅可以实现对三维模型的立体展示，还可以对整个工程进行施工模拟演示，直观分析和研究项目施工方案的科学性，施工过程机械设备、物料管理、人工管理等各环节的合理性，同时，对管线施工、安装作业的工序进行碰撞检测，及时发现并调整工序冲突问题。对于施工过程中的难点、危险点等提前做好施工计划和风险预案，确保施工计划安全稳定的执行。

4 基于BIM 技术的建筑项目质量控制优势

建筑工程中传统的质量控制方法一般为质量控制工具，控制手段和方法较少，随着软件信息技术的不断发展，控制方式逐渐多样化，目前，BIM 技术已经广泛应用到建筑工程中，并且取得了良好的社会效益和经济效益。通过导入建筑项目详细的数据参数建立起BIM模型，将建筑实物模型数字化，更加精确的表达建筑施工计划。与传统的建筑控制手段相比，BIM 技术模型具有可视化、协调性、可优化的特点，更适宜对建筑工程质量进行控制。BIM 技术在建筑工程中的应用能够满足建筑质量控制要求，可以进一步开发和拓展，具有广阔的应用空间[1]。

5 BIM 的施工过程质量控制实施策略

积极探索和应用BIM 技术在控制建筑工程的施工质量方面应用，提高建筑工程质量，在工程施工阶段，工程项目管理人员要利用好BIM 的三维建模技术。BIM 技术的优势之一就是可以进行可视化、动态化的展示各参数内容以及施工过程，项目管理人员根据项目数据信息、施工环节重难点提前做好各项准备和计划。结合BIM 技术对项目数据的分析可以使施工方案更加科学化、合理化，便于项目施工的顺利实施和质量控制。

5.1 建立建筑工程BIM 模型

BIM 技术的本质是一个数据处理软件，通过对项目数据的智能分析和处理进行模型搭建并实现施工过程模拟演示。因此，搭建工程项目的第一步就是要输入格式正确的参数，利用某些插件可以实现自动导入数据模板和快速建模。然后对BIM软件中的数据参数进行修改和调整，不断对参数模型进行优化调整，实现对施工质量的动态控制。

5.2 施工过程事前质量控制

基于BIM 技术模型搭建的三维模型可以对施工过程进行模拟演示，项目技术和管理人员可以通过对施工过程的动态演示快速进行碰撞检查及时发现施工方案的问题和冲突，各参建方根据演示过程进行探讨和研究，及时解决相关技术难题和施工方案不合理之处，提高施工方案优化效率；智能化动态演示可以暴露工程设计缺陷，例如，管线安装与装饰设计之间的矛盾，非专业人士不能及时发现这类专业性较强的问题。BIM 技术可以实现施工质量的事前控制，BIM技术模型可以展示施工过程中的专业协同作业，三维模型可以直观展示各个构件的实际位置，各专业施工方可以根据模型进行设计方案编制，相较于二维图纸的抽象性，避免了施工过程中各类设计的频繁变更，影响施工进度质量的精确性[2]。

5.3 施工过程事中质量控制

建筑工程施工中，现场施工面较多、工序复杂，施工机械设备、施工材料、施工工艺和现场管理措施等都会影响施工质量，非常容易出现质量隐患或通病。施工过程中的事中控制是解决施工质量问题的主要途径。BIM 技术搭建的项目模型对施工质量控制管理主要是两个方面的内容：

①模型具有可视化的动态演示功能，可以实现对施工过程的动态模拟，及时发掘施工过程中的关键节点，并据此合理安排施工方案和计划，实现施工的质量控制；②通过BIM技术可以建立施工管控平台，采用各种智能设备实现现场施工情况监控，及时将现场施工实施数据输入管控平台，实现对施工作业的实时管控。通过与三维模型进行对比分析，及时发现和解决现场施工问题，实现对现场的质量管控。在施工过程中合理应用BIM 技术可以有效提高施工质量，在现场施工技术交底环节，采用BIM技术的三维模型进行动态视频交底可以更加清楚明了，提高交底双方对施工技术的理解效率，确保施工过程的质量可靠性。

5.4 施工过程事后质量控制

基于BIM 技术搭建的数据信息平台不仅可以根据项目参数进行建模，还可以对施工过程中各类信息资料进行分类归档，施工现场的各种影像数据资料和BIM三维模型构建项目数据库。现场验收阶段可以根据该数据库进行验收活动，验收过程中对可能的隐患和缺陷需要验证时，在数据库中快速查阅文件和照片资料以及与三维模型对比，进一步核实施工问题，确保项目质量。

6 基于BIM 技术的建筑项目质量控制发展

进入信息时代，BIM技术在项目施工质量方面的应用将随着各种高新技术的发展不断深入。当前BIM 技术在建筑领域的应用还处于发展阶段，该技术也是当前建筑管理和技术的研究重点，目前定性研究较多，但是缺乏量化和具体化研究。BIM 技术在建筑施工中的应用已经取得了较好的社会效益和经济效益，但是尚未取得大面积、普及化应用，随着技术不断发展和成熟，BIM技术在建筑工程应用方面的一些问题将会得到解决，更好地发挥应用价值[3]。