BIM技术在建筑工程施工过程中的质量控制应用

张丽珊

广东省第一建筑工程有限公司 广东 广州 510000

引言

在建筑项目实际施工过程中，运用BIM技术构建参数化模型，模拟预演施工过程，一旦在实际管理过程中出现问题，能够第一时间发现问题并解决问题，让施工管理工作人员对施工过程有进一步的了解以及策划，提前把控施工质量重点难点，实现统筹安排施工进度以及施工规划目的。

1 概述BIM技术

BIM技术的本质是信息管理技术，由于建筑工程具备结构复杂以及施工作业面较广的特征，在实际施工过程中科学合理的利用BIM技术，构建三维立体模型，把工程数据演变成为数据模型，施工管理工作人员根据三维动态模型科学合理安排施工管理，并对工程相关数据随时随地的查询，对施工过程的难点以及重点进行更深层次的了解。构建信息化管理，管理人员对工程的施工成本、进度、安全及质量进行严格把控。特别是针对异形建筑体来讲，使得施工管理提效增质，管理工作难度得到降低[1]。

1.1 三维信息模型可视化

通过BIM技术构建信息参数模型，可以与建筑的所有参考信息以及构建科学合理的结合，把建筑的所有构件以及参数信息利用三维立体模型完全显示出来。

1.2 三维信息模型可优化

由于BIM技术所构建的三维参数模型包括了工程项目参数信息，施工单位在权限范围以内实施工程数据的查阅以及整改作业，并且达到实时共享工程数据的目的。监理单位、建设单位以及设计单位都能对工程相关数据实时协调管理，并且对施工环节的数据给予合理有效的实时反馈。

1.3 三维信息模型可模拟

通过BIM技术模拟演示整个工程施工过程，对项目施工方案的科学性及有效性进行直观分析研究，对安装作业管线施工的施工工序实施碰撞检验，一旦在过程中出现问题，可根据实际情况提出有效解决方案。

2 BIM技术施工过程质量把控具体方案

2.1 事前质量把控

在项目施工前期阶段，BIM技术提前预演模拟施工过程，项目技术人员以及管理人员能够利用动态演示的施工过程，在第一时间发现施工方案的冲突以及问题，并且结合各参建方演示过程实施研究以及探讨作业，相关方根据实际情况采用优化方案解决，并对潜在问题进行纠偏，让施工方案优化效率得到一定程度的提升。通过智能化动态演示，把工程设计缺陷完全暴露出来，如在安装管线以及设计装饰过程中出现交叉碰撞，由于现场管理人员素质参差不齐，不一定及时发现问题。除此之外，把施工过程中的协同作业完全展现出来，把构件的具体位置直观表现出来。各专业施工方结合模型实施设计方案编制作业，在实施时科学合理的协调各专业交叉综合施工，不仅可以有效防止出现施工过程中技术方案的频繁变更现象，还能够使得施工质量把控的精准性得到有效提升。

2.2 事中质量把控

在实际施工过程中运用BIM技术，主要把控以下几个方面。第一，动态模拟施工过程，管理人员及时发现施工时的关键节点，并根据关键节点安排落实施工现场，使得施工质量得到一定程度的提升。第二，结合现场实际状况构建施工把控平台，运用智能设备，对施工现场状况进行实时监控反馈，并将施工过程中的实施数据迅速录入管理平台，达到管控施工全过程目的。

2.3 事后质量控制

通过BIM技术搭建的数据信息平台结合项目参数实施建模作业，分类归档施工过程中的信息资料。在现场验收过程中，验收责任单位可根据数据库实施验收作业，验收可能的存在的隐患以及缺陷，通过数据库迅速查找照片和文件资料。

3 BIM技术在建筑工程施工中的应用实例分析

3.1 项目概况

广州无限极广场项目总建筑面积约185643m2，地上8层，地下两层。A、B座地下室处在广州地铁2号线隧道两侧，塔楼之间设有大跨度钢结构斜交连廊。三层钢结构连廊跨度77.9m，宽度17m，六、七层钢结构连廊跨度86.4m，连廊宽度20.5m。项目外部环境复杂，基坑开挖深度约8.60~10.60m，施工工期紧，结构涉及专业多，场地狭小，作业面复杂等特点[2]。

项目质量要求高，质量目标为广东省优质工程，同时争创国家级质量奖。安全文明生产目标为“AA级安全文明标准化工地”，绿色施工目标为“广东省建筑业绿色施工示范工程”、“绿建三星和LEED-NC金级认证”。

图1 项目整体效果图

图2 项目施工图3.2施工重点及难点

针对项目的重点难点和关键控制点采用BIM技术进行过程把关，具体如下：

3.2.1 项目结构变截面多，建筑外围幕墙采用特征钢网架+特征铝板幕墙的形式，立面造型奇特，空间构造复杂，曲面弧线多向，特征网架立面呈螺旋上升状，大部分穿孔铝板采用飞翼造型。空间测量定位、网架及铝板制作安装精度要求高，施工及变形控制难度大，技术交底抽象，幕墙的施工质量直接关系到建筑师的设计理念能否实现。施工过程中采用BIM模型建立全高三维架体，并对特殊位置进行逐步剖切，生成关键节点大样图360°全景对工人进行技术交底，更直观清晰。通过BIM技术对架体悬挑阳角危险部位进行安全复核，提高质量的同时确保安全。

3.2.2 项目两栋塔楼的体型、刚度差异较大，地铁2号线从双塔楼之间穿过，塔楼之间6～7层钢结构连廊，跨度86.4m，总重约1450t；三层连廊跨度77.9m，总重约860t。连廊采用空腹钢桁架结构，由两榀非对称立面桁架及桁架间主次梁、撑杆、边梁等组成，在施工前通过BIM技术建立钢结构三维示意图，对钢柱安装进行三维可视化交底，结合场地策划，为保护浅埋式地铁隧道，地面限荷≤2.0t/m2，综合考虑钢连廊实际施工需求，最后采用“卧拼+翻转+液压整体同步提升”的安装方案。

先将连廊两侧的主桁架平卧拼装，将结构自重分摊到最大的面积上，支护桩上设置提升架，利用提升架提升翻转后，拼装横向杆件，整体提升到位。最大限度地减轻对地铁隧道的不利影响，且安全、经济。

3.2.3 采用BIM 技术对建筑主体进行扫描，在Cyclone软件中实现拼接、对比检测等，根据对比检测三维色谱图查看施工精度，确保立柱安装达到规范要求，若施工精度超过允许阈值，则在Revit中基于点云数据实现模型修改，调整现场立柱位置从而指导幕墙施工。

3.2.4 采用BIM技术积极配合项目完成安全生产月、市优、省优等工作，包括场地规划、模型二维码制作、BIM信息化展示等，为项目增项增分。

3.2.5 采用BIM技术进行精装修策划，提前对外墙饰面砖进行精心排版策划。尽量采用整砖模数，在无法避免非整砖的情况下，采用大于2/3非整砖的排布方式，两边对称均分粘贴，对走廊、楼梯地砖提前进行模型排版优化，更好地从多个方案选择最优方案，避免影响装修整体效果。同时对屋面进行细部策划，优化分格缝设置，排水沟设置美观、大方。指导机电专业管线末端位置，解决设备间外墙砖非整砖的问题，根据设备基础规格采用合适模数墙砖铺贴，确保工程关键细部部位规范、美观。

3.2.6 利用BIM技术对地下室水泵房基础排水方案进行细部策划，优化排水沟排水，暗藏排水管，形成有组织排水，确保地下室排水畅通、规整。

3.2.7 当本本工程主体结构的砌筑抹灰工作完成时，全面进入装饰装修施工阶段，在实施层间办公玻璃幕墙系统及内庭院标准层幕墙系统，外立面特征装饰板系统开始进行网架安装等阶段。运用BIM模型对关键部位进行重点质量管控，实施创优深化设计，缓解安装过程中存在各专业管线安装标高重叠、位置冲突等问题。进行装饰放样模拟，与幕墙、机电、钢结构等专业协同解决相关测量放线、节点深化、碰撞等难题。

3.2.8 现场开展BIM模型综合深化与实际施工对比管理工作。实行样板先行制度，首样自检及外部验收通过后开始下一道工序安装，且要有样板验收记录，图片及视频资料。对现场施工人员进行技术交底，现场质量检查发现的通病缺陷及时整改。

3.2.9 推进精装修专业创优工作，完成创优方案编制、创优深化设计、质量整改和施工样板段验收。为更好落实项目现场质量创优，定期将屋面构筑图深化设计、地下室走道及设备间深化设计、地下室楼梯装修深化设计、精装修二次机电深化设计、造型天花装饰模型设计等工作进行BIM技术施工交底。

3.3 应用成果及社会经济效益

广州无限极广场项目实施阶段，通过科学运用BIM技术管理，严格控制建筑工程质量，减少施工管理成本；节省人工成本，降低材料损耗，节省混凝土面的人工清凿费或拉毛费用，最大限度地节约砂土资源和减少对环境负面影响，符合绿色施工要求。通过创新的施工和合理的统筹，实现设计理念，大大减少施工工序及各工种之间复杂的工序搭接，取得良好的经济效益和社会效益，同时确保现场施工质量。减少施工时间，降低工人的施工难度，确保施工安全。本工程属于市属重点项目，建成之后将成为广州市白云区CBD中心地标性建筑，数次成功举办广东省建筑工程新技术交流及现场观摩会，目前已获得省（市、区）级工程奖项17项，已获得广东省（市）房屋市政工程安全生产文明施工示范工地、广东省建设工程优质结构奖、广州市建设工程结构优质奖、广东钢结构金奖“粤钢奖”等奖项[3]。

4 结束语

在新时代背景下，随着社会经济的不断发展，人们对建筑质量以及功能也提出了更高的需求，异形特色建筑项目将成为城市建筑的地标亮点。现场施工管理人员根据建筑项目特征，将BIM技术在建筑工程施工管理过程中的优点完全发挥出来，利用科学合理的技术手段，确保所建立的质量把控体系更加具备科学性以及时效性，把控建筑工程质量，促进建筑行业的迅速发展奠定扎实基础。