BIM 技术在建筑工程施工质量管理工作中的应用

张素萍

（山西三建集团有限公司，山西长治 046000）

0 引言

利用BIM 技术不仅能够帮助建筑工程中的管理人员编制更合理的施工质量管理计划，同时也能够为建筑单位以及企业提供更完善的决策支持。另外，借助BIM 技术，建筑单位与企业之间可进行多专业化协同作业，并施工虚拟化建筑工程，且建筑施工全过程建筑施工方可通过建立建筑信息模型来控制施工工程数据，从而使施工管理工作变得更为精细。为了更好地进行建设项目的质量管理，促进建设项目的发展，必须把BIM 技术应用到建设项目中去。

1 BIM 技术的概念、性质及功能

1.1 BIM 技术的概念

BIM 技术是以3D 可视化建筑信息模型为基础，应用于建设项目生命周期中的规划、设计、施工、运营维护等全过程，能够在工程项目决策阶段、设计阶段、施工阶段和运营维护阶段提供建筑信息模型，并能够对这些数据进行交换和共享的技术。BIM 技术的核心意义至少包括3 层。

（1）BIM 是建立在3D 技术基础上的建筑数字信息整合，它主要融合了关于建筑的几何与非几何数据。

（2）BIM 就是用3D 对建筑施工进行可视化模拟，能够对建筑施工全周期进行分析的模型化流程，主要包括施工方案模拟，可视化交底和3D 动态进度监测系统。

（3）BIM 作为管理工具的核心技术，也能够实现对建筑施工信息进行规范和整理，也就是通过平台系统来实现对建筑信息进行管理[1]。

1.2 BIM 技术的性质

BIM 技术是一种具有可视化，可模拟，可优化等特征的综合性的信息集成和管理技术，它是以建筑工程项目为载体，将建筑工程项目中的各项信息整合，形成一种信息共享的平台。这一平台能够将工程项目中的施工质量管理工作中的设计、施工等环节进行有效地融合和整合。在建筑工程施工过程中，以BIM 模型为核心的信息化技术，通过建立虚拟建筑模型，达到在整个建筑施工过程中实时监控，实时优化的目的。这一平台能够对整个施工过程中的各种建筑信息进行有效地整合和处理，并在工程项目施工全过程中进行实时的监控和优化，从而实现了对工程项目施工质量管理工作中的各个环节进行有效地控制和管理。

1.3 BIM 技术的功能

BIM 模型以可视化模拟为核心功能，它能把建筑数据转化为可直观认知的可视化立体影像视频信息。传统的建筑工程将建筑数据信息通过平面图形的形式展现于工程图纸之上，为施工提供参考依据。传统的建筑图纸在帮助施工方理清设计师意图的同时，仍然存在较大局限，需要相关工作人员有空间想象力和丰富经验。特别是随着现代建筑形式设计越来越注重艺术性、新颖性和独特性，仅凭平面图难以完整地表达设计意图。BIM 模型通过三维图形和视频图像，不但能展示平面数据，还能通过多维度、全视角三维图像仿真设计，实现对建筑施工全过程的三维展示。正由于BIM 模型能够让施工过程中的每一个环节变得清晰可辨，从而有效地杜绝施工方由于缺乏想象力而造成与设计要求不统一等众多问题，极大地促进建筑施工效率及精度的提高[2]。

2 BIM 技术在建筑施工质量管理中的重要性

2.1 有助于优化建筑的构件设计

为确保工程质量，在施工之前通常要分析工程施工全过程的可行性，精确地计算建筑构件是否合理合格。而BIM 技术的运用，可以在建筑物的设计阶段，对建筑物的各个部分进行模拟实验，以确保建筑物的质量。与此同时，在BIM 技术的基础上，也能够分析出建筑中每一个组件的合理性，预先找出问题所在，然后不断地调整设计，筛选出最佳建筑组件，优化整体建筑设计方案。另外，BIM 技术的运用，能够对建筑物的施工图纸进行分析，了解施工过程中可能会出现的问题，避免出现“错漏碰缺”的现象，提高施工图纸设计的质量和效率，优化建筑设计方案，保证建筑物施工的质量。

2.2 实现了对工程的进度监控

通过BIM 技术，能够实现对施工进度的管理。首先，在对BIM 模型进行建立后，利用软件对工程实施进度进行模拟，根据工程的实际情况，将进度计划和实际实施进度进行对比，实现了对施工进度的动态管理。其次，在BIM 模型的基础上，通过对施工图纸、施工材料、施工人员、施工机械等方面的信息进行提取，利用数据库建立工程进度管理模型。最后，通过BIM 软件可以实现工程进度的控制。在工程实施过程中，如果发现了施工的错误或者是由于外界因素导致的工程延期等情况，可通过BIM 模型进行记录并将数据反馈到系统中[3]。

3 建筑工程施工质量管理工作中应用BIM 技术的方法

3.1 施工方案模拟应用

在城市化进程不断加快的背景下，建筑行业也经历着翻天覆地的变化，超高层和大跨度结构建筑表现得更加丰富，不管是在结构上还是在技术方面都变得更加复杂，过去二维模式下的图纸已经无法满足现在建筑设计师、造价师和技术人员的要求。所以采用BIM技术来数字化模拟建筑的构造与过程，为相关工作人员呈现出较为直观的结果，以免由于认识上的失误而导致建筑工程质量受到影响，进而确保建筑工程的安全性。例如，在超高层建筑的施工过程中，要使用BIM技术来构建建筑物模型，再通过对模型进行分析与处理，对相关数据进行收集、整理和处理，使之能够作为建筑工程施工的依据。在BIM 技术的作用下，整个建筑物模型会呈现出立体的效果，在利用三维动画模拟建筑物施工过程时，可以充分地展示出建筑物的施工工艺流程和施工要点。在通过三维动画模拟完成建筑工程的施工方案之后，需要将这些数据转换成BIM 数据信息，通过这些信息能够对整个建筑工程进行模拟和分析，有利于提高整个建筑工程的设计水平和质量，同时还可以为后续工作提供相应的依据。

3.2 结合现场实际管理施工

建筑工程项目在进行过程当中，经常会涉及材料的运输，有些设备等都属于大型作业，运输时工作量很大。并且BIM 技术中，甚至对不同施工环节中机具倒运操作，均可通过建立场地模型，对整个倒运过程进行仿真，该仿真能一定程度确保倒运方案制定科学，避免二次倒运，浪费人力和物力等问题，使场地内各设备、物料空间配置更加合理，从而使场地内各资源均能被高效利用。BIM 技术具有协调性的特点，它可以让各项目参与方及部门均可在BIM 模型中，实现相应施工协同管理，从而可以对现场施工情况有一个直观实时的掌握。同时，还可以通过三维施工图技术交底，解决了各专业间所面对的各种协调困难的问题，使现场施工作业严格按照进度计划和施工方案展开，从而避免了由于前期审核管理不到位而导致的更改及返工。在确定了施工组织方案之后，可以将时间节点直接添加到BIM 模型中，同时还可以构建出一个完整的四维BIM施工进度模型，通过这个模型，可以更好地达到进度管理的目的，让项目现场的所有施工人员都能按照进度计划，严格执行各项施工操作。模拟性特性让项目现场的施工操作变得更加有序，可以更有效避免施工冲突[4]。

3.3 建筑过程的质量管理

为了提升项目整体管理水准，BIM 技术被运用到建筑施工过程当中，不仅能够对施工成本进行合理有效控制，而且能够确保施工期间建筑的质量，同时也能够确保项目根据合同约定日期完成交付任务。BIM 技术的运用，对项目的施工有两个方面的好处：①运用BIM 技术，在项目的管线布设过程中，利用BIM 技术的自动定位，预先确定线路、管道的尺寸、排布顺序、安装位置，从而确保预留孔的精确性和合理性，例如，在排布线材料时，利用BIM 技术，模拟出孔的位置，以便于施工人员对布线进行精确的定位。②利用BIM 可视化功能，对施工过程中的节点进行可视化仿真，将节点的建造过程以透明的方式展现在建筑工人的眼前，帮助建筑工人合理使用建筑材料和建造过程。另外，通过BIM 技术在建筑工程施工过程中的应用，能够有效提升工程施工现场管理的质量。例如，在工程施工之前，通过BIM 技术的应用对施工现场进行模拟和规划，使施工现场管理变得更加有条理，从而在保证工程建设质量的基础上减少出现质量问题的概率。通过BIM 技术对工程施工过程进行模拟和规划，能够在一定程度上提升工作人员的工作效率和工作质量，为建筑企业带来更多效益。

3.4 对施工质量进行安全管控

建设单位，施工单位和监理单位可借助BIM 技术来强化建设工程安全监管，可借助BIM 技术对比分析数据，及时发现建设过程中潜在或容易产生的问题并及时处理，规避由于工作不细致，交流不及时等影响建设安全因素。前期采用BIM 技术对施工图进行一一核对，消除了方案设计时图纸存在的误差，也解决了施工中由于各方面因素导致的丢项和错项而影响工程进度的情况。同时运用这一技术，对施工单位安全月活动起着重要保证作用，对施工现场人员出入及时把控，对施工现场危险区域发出警告，始终没有确保施工单位安全月和安全年活动顺利进行。此外，针对安全管理信息化不足的情况，通过BIM 技术可以实现多个专业间的协同工作，在项目实施过程中，可实现各专业施工作业人员的安全交底、安全培训、安全检查、安全记录等数据采集和处理，利用BIM 技术可以将相关数据在三维虚拟环境下呈现，使施工现场和周边环境一目了然，同时也能让所有施工人员、管理人员对整个项目的施工情况进行全面掌握，有利于项目建设过程中各参与方的有效沟通与协作。而通过BIM 技术所建立起来的模型，可以直观地将施工现场中存在的隐患和问题进行反映和分析，为制定施工方案提供了可靠依据。

3.5 解决施工碰撞问题，做好预防措施

施工单位在进行安全管理工作中，可采用BIM 技术对模型进行构建，对易受撞击的地方进行排查，以确保施工内容和设计图纸之间的高度一致。针对管道碰撞和结构不稳定的情况，施工单位可以通过BIM 技术解决。此外，施工单位也可将这些技术应用于各类风险的防范和应对中，并制定出完善的应急管理措施以避免工期延误，同时提升房屋建筑工程施工可靠性和安全性。在房屋建筑工程施工过程中，BIM 技术可通过施工图纸和实际情况的对比，及时发现设计方面存在的问题，并针对这些问题进行调整和改进。此外，BIM 技术还可以对整个施工过程进行模拟，使建筑工程施工过程更加顺畅，避免因为设计不合理而造成的浪费和损失[5]。

3.6 信息共享

尽管以BIM 技术为核心的信息共享技术并非BIM技术直接运用于建筑工程质量管理，但是它对于建筑工程质量管理具有举足轻重的意义。建立在BIM 技术上的信息共享，不仅使信息得到高效，可视化地分享与交流，而且它还是场地布置，技术交底，碰撞检测，施工模拟以及BIM 5D 平台等功能得以实现的基础，还为建筑工程管理工作提供一种创新的工作与协同方式。以BIM 技术为核心的信息共享技术一改传统模式下“点对点”的沟通模式，提升信息沟通效率与一致性，能够有效保障施工质量。BIM 技术不仅能对项目质量进行有效管理，而且其所具有的可视化，可协调性，可模拟性等特点可以为项目质量管理提供强有力的技术支持。因此，以BIM 技术为核心的信息共享技术是建筑工程施工质量管理过程中必不可少的一项内容。

4 结语

综上所述，建筑工程施工质量管理是一项复杂而系统的工作，其涉及多个环节和众多参与方。在实际施工过程中，因为受到时间、资金等因素的影响，其所运用的管理手段也是多种多样的。BIM 技术在建筑工程项目中的运用可以有效地弥补传统建筑工程管理存在的缺陷，从整体上提高管理效率，促进建筑项目管理水准的提高，还可以使建筑行业紧跟时代步伐，逐步向智能化、现代化迈进。BIM 技术正在带动建筑行业发生着改变。将BIM 技术合理高效地应用于建筑施工中，能够极大地促进施工项目质量的提高，降低资源成本浪费。在项目执行的过程中，可以将所构建的资源数据平台与BIM 技术进行有效地融合，从而可以实现建设工程的全过程的信息化、可视化、智能化的动态管理。随着BIM 技术的不断发展与成熟，其在建筑工程施工质量管理中运用也越来越广泛，因此，有必要对其进行深入研究。