林 浩,陳 鵬,管 戈(.深圳市前海開發(fā)投資控股有限公司, 廣東 深圳 5807;.上海建科工程咨詢有限公司, 上海 0003)
深圳前??毓纱髲B項(xiàng)目地塊范圍包括深圳前海深港現(xiàn)代服務(wù)業(yè)合作區(qū)二單元 02-05-03 至 02-05-08 地塊(見圖1),項(xiàng)目總建筑面積約 20 萬 m2,分為Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)區(qū)域。其中:Ⅰ區(qū)用地面積約 1.67 萬 m2,總建筑面積約 14.6 萬m2,為商業(yè)用地,設(shè)有 1 棟全國(guó)首創(chuàng)的嵌入式變電站;Ⅱ區(qū)用地面積約 2.25 萬 m2,總建筑面積約 5.4 萬m2,為公共開放空間,并設(shè)有 1 處公交首末站。
圖1 項(xiàng)目平面概況
(1)定位高,涉及面廣。本項(xiàng)目定位為高端甲級(jí)寫字樓,在設(shè)計(jì)中將城市公共綠地及其地下空間、公交首末站、桂灣河公園、周邊地塊項(xiàng)目納入統(tǒng)籌考慮中,旨在建造一個(gè)生態(tài)綠能、智能科技、管理完善、配套豐富的“立體雅趣空間”。如何提升項(xiàng)目檔次,塑造優(yōu)秀的辦公品質(zhì)是本項(xiàng)目的難點(diǎn)。
(2)體量大,場(chǎng)地空間小。本項(xiàng)目總建筑面積約 20 萬 m2,工程體量大,工期僅為 609 日歷天,施工場(chǎng)地狹小,東西側(cè)均與其他在建項(xiàng)目相鄰,南側(cè)圍擋緊挨基坑支護(hù)。因此,必須有效提升施工管理質(zhì)量,合理利用有限的平面空間。
(3)專業(yè)眾多,協(xié)調(diào)管理難度大。本項(xiàng)目中后期,特別是機(jī)電安裝和二次裝修階段,幕墻、消防、給排水、電氣、通風(fēng)與空調(diào)等專業(yè)按計(jì)劃插入施工,具有多專業(yè)平行交叉施工的特點(diǎn)。各專業(yè)緊密配合、穿插施工的協(xié)調(diào)管理質(zhì)量是本項(xiàng)目管理工作的重難點(diǎn)。
項(xiàng)目工程實(shí)體的質(zhì)量最終是由施工作業(yè)過程決定的,因此,施工質(zhì)量控制是項(xiàng)目質(zhì)量控制的重點(diǎn)。筆者主要從工程質(zhì)量管理的角度淺談如何利用新方法和新技術(shù)提升項(xiàng)目質(zhì)量管理效率。
建筑業(yè)經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展已經(jīng)積累了豐富的質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)與方法。但是,工程實(shí)踐表明,由于實(shí)際施工和操作方法的局限,這些管理方法無法完全發(fā)揮作用,影響了工程質(zhì)量管理的工作效率,從而衍生出傳統(tǒng)工程質(zhì)量管理中的一些局限性問題[1]。
2.1.1 施工人員專業(yè)技能有限
隨著工程難度的日益加大,施工復(fù)雜節(jié)點(diǎn)難以通過二維圖紙表達(dá)設(shè)計(jì)和施工意圖,從而增加了施工作業(yè)人員對(duì)傳統(tǒng)的二維圖紙讀圖和理解的難度,在施工過程中不僅造成因?qū)D紙理解錯(cuò)誤而導(dǎo)致的施工質(zhì)量問題和隱患,還大大增加了現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理的難度。
2.1.2 材料管理問題
個(gè)別施工單位在工程項(xiàng)目的建設(shè)過程中會(huì)使用一些不規(guī)范的工程材料,而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理和建設(shè)單位管理人員在材料質(zhì)量管理環(huán)節(jié)上因缺乏足夠的人力和材料信息管理手段,無法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管,從而導(dǎo)致監(jiān)管力度不足而出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。
2.1.3 無法預(yù)測(cè)施工過程問題
在施工過程中,施工工序和施工方案沒有經(jīng)過預(yù)判和論證,常常導(dǎo)致工程過程中出現(xiàn)各種施工質(zhì)量問題,最終在施工過程中不僅增加工程造價(jià)和拖延工期,還容易引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)施工安全事故,從而導(dǎo)致工程質(zhì)量大打折扣。
2.1.4 各專業(yè)工作相互影響
各專業(yè)由于在進(jìn)場(chǎng)施工前沒有統(tǒng)一籌劃,造成作業(yè)過程中各專業(yè)工種相互碰撞和干擾。例如:機(jī)電各專業(yè)單位因進(jìn)場(chǎng)時(shí)間不同而相互“打架”,造成管線布置雜亂無序,降低凈高品質(zhì),且沒有足夠的維修空間會(huì)直接影響后期物業(yè)運(yùn)維,最終嚴(yán)重影響整體施工質(zhì)量。
通過上述現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)質(zhì)量管理手段和方法已無法滿足現(xiàn)代化工程項(xiàng)目質(zhì)量管理。BIM 作為工程項(xiàng)目管理信息化的重要手段,大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)質(zhì)量管理的不足,提升了施工質(zhì)量管理水平。其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面[2]。
2.2.1 優(yōu)化信息管理
在傳統(tǒng)質(zhì)量管理中,大多采用圖紙及其他紙質(zhì)記錄信息,不利于各方參與管理與交流。運(yùn)用 BIM 質(zhì)量管理方法則可以實(shí)現(xiàn)工程信息簡(jiǎn)潔表達(dá):對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員而言,運(yùn)用 BIM 的可視化,可降低識(shí)圖難度和縮短識(shí)圖時(shí)間,有利于保證施工質(zhì)量;對(duì)管理人員和業(yè)主而言,運(yùn)用 BIM 的質(zhì)量管理技術(shù),可以更好地參與現(xiàn)場(chǎng)管理,輔助業(yè)主決策,更好地實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)控制和過程控制。
2.2.2 信息集成管理
為了克服傳統(tǒng)材料質(zhì)量管理的缺陷,本項(xiàng)目應(yīng)用 BIM 技術(shù)可將工程材料、建筑設(shè)備、各類配件質(zhì)量信息錄入模型,跟蹤記錄現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品是否符合質(zhì)量要求,全面存儲(chǔ)管理信息,構(gòu)建質(zhì)量信息記錄,便于業(yè)主、管理人員及各單位參建方隨時(shí)查詢質(zhì)量信息和進(jìn)行質(zhì)量問題校核,加大管理力度和提升管理效率,有效避免和控制因材料原因而出現(xiàn)的質(zhì)量問題。
2.2.3 事先模擬推演施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
本項(xiàng)目在每個(gè)重要節(jié)點(diǎn)實(shí)施前,運(yùn)用 BIM 質(zhì)量管理技術(shù)及方法進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性論證。具體是在 BIM 模型中加入時(shí)間信息,構(gòu)建四維模型,模擬出施工順序、編制施工組織方案,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)施工過程中可能出現(xiàn)的問題,降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn),避免在施工過程中出現(xiàn)返工,以降低造價(jià)和減少工期。
2.2.4 實(shí)現(xiàn)各專業(yè)協(xié)調(diào)管理
通過 IPD 集成管理模式協(xié)同設(shè)計(jì)及管理,運(yùn)用 BIM 質(zhì)量管理手段和 BIM“可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、模擬性、可出圖性”的優(yōu)勢(shì),在計(jì)算機(jī)中預(yù)先進(jìn)行各專業(yè)的全面檢測(cè),確定管線間的相對(duì)位置關(guān)系,提前解決施工過程中存在的“軟硬”碰撞問題,提前干預(yù)各專業(yè)的進(jìn)場(chǎng)時(shí)間及施工順序,確保各專業(yè)工種的工作互不干擾,達(dá)到統(tǒng)籌整體施工、確保施工進(jìn)度和質(zhì)量的目標(biāo)。
基于 BIM 的質(zhì)量管理優(yōu)勢(shì)明顯,可有效提高工程項(xiàng)目質(zhì)量控制水平,科學(xué)系統(tǒng)地提升工作效率?;?BIM 施工質(zhì)量管理的技術(shù)路線,包括以下幾方面。
精準(zhǔn)的 BIM 模型是做好 BIM 質(zhì)量管理工作的重要工具。因此,在項(xiàng)目前期定制了本企業(yè)的 BIM 戰(zhàn)略規(guī)劃、BIM 管理指南,以及 BIM 模型、質(zhì)量和交付標(biāo)準(zhǔn)。本企業(yè)所有 BIM 項(xiàng)目均按 BIM 模型標(biāo)準(zhǔn)建立統(tǒng)一創(chuàng)建模型,并且在質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)模型問題按質(zhì)量劃分等級(jí)、制定模型質(zhì)量檢查手段(包括過程檢查、自查、審查機(jī)制)和 BIM 模型控制流程;最終按 BIM 模型成果質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)提交模型,在模型基本符合要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行 BIM 應(yīng)用,更好地把控 BIM 應(yīng)用的準(zhǔn)確性及質(zhì)量[3]。
3.2.1 確定及測(cè)評(píng) BIM 應(yīng)用點(diǎn)
對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌C型、白色念珠菌、MRSA、MRSP殺滅試驗(yàn):將制備的菌斜面用氯化鈉蛋白胨緩沖液稀釋成含菌1×108~5×108 CFU/mL(白色念珠菌為1×107~5×107 CFU/mL)的試驗(yàn)菌液。吸取0.5 mL 試驗(yàn)菌液溶液于消毒劑溶液4.5 mL內(nèi),混勻,分別作用1、5、10 min。立即吸取上述菌液混合液0.5 mL,加入4.5 mL中和劑中混勻,作用10 min。吸取1 mL試驗(yàn)菌液和作用后的混合液進(jìn)行倒板培養(yǎng),計(jì)算消毒前、后菌落數(shù)。
各參建單位按照既定的工作任務(wù)和目標(biāo)確定各項(xiàng)施工 BIM 應(yīng)用點(diǎn),在施工節(jié)點(diǎn)前提前完成 BIM 應(yīng)用點(diǎn)成果模擬。通過協(xié)調(diào)會(huì)議從工程技術(shù)、工程實(shí)踐的角度,對(duì) BIM 應(yīng)用成果進(jìn)行審核與測(cè)評(píng),發(fā)現(xiàn)不合理之處則進(jìn)行調(diào)整和整改,在施工前各參建方進(jìn)行確認(rèn)和施工交底 BIM 應(yīng)用點(diǎn)成果[4]。
3.2.2 過程調(diào)整
在施工過程中,從工程實(shí)際出發(fā),對(duì) BIM 應(yīng)用點(diǎn)等進(jìn)行論證,在工程實(shí)踐中檢驗(yàn) BIM 應(yīng)用點(diǎn)的可行性與科學(xué)性,對(duì)影響施工質(zhì)量的 BIM 實(shí)施方案及時(shí)進(jìn)行階段性調(diào)整,明確原因及整改時(shí)間,確保施工質(zhì)量在可控范圍之內(nèi)。
3.2.3 總結(jié)完善
最后,總結(jié) BIM 應(yīng)用點(diǎn)并將其與實(shí)際施工質(zhì)量的效果進(jìn)行對(duì)比,評(píng)價(jià) BIM 運(yùn)用和質(zhì)量控制的情況,找出可調(diào)整范圍和空間,進(jìn)一步完善基于 BIM 的質(zhì)量管理控制總結(jié)工作,將最終總結(jié)成果資料備份并向業(yè)主進(jìn)行匯報(bào),為后期質(zhì)量管理工作儲(chǔ)備經(jīng)驗(yàn)。
本項(xiàng)目 BIM 工作依據(jù) BIM 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn),按照 BIM 應(yīng)用工作流程,在質(zhì)量管理方面做了以下具體工作。
本項(xiàng)目負(fù)一層停車場(chǎng)區(qū)域在施工階段由普通停車庫(kù)變更為 VIP 停車庫(kù),頂棚需增加格柵天花的設(shè)計(jì),而現(xiàn)場(chǎng)剪力墻和設(shè)備管線均已施工。在碰撞模擬中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)場(chǎng)靠近剪力墻一側(cè)的電纜橋架與擬建格柵天花發(fā)生碰撞。為隱蔽電纜橋架,確保 VIP 車庫(kù)精裝空間品質(zhì),各專業(yè)將問題匯總后召開 BIM 協(xié)調(diào)會(huì),運(yùn)用 BIM 可視化分析已有設(shè)備管線的情況,提出優(yōu)化意見并進(jìn)行管道優(yōu)化;最終決定在已施工完畢的剪力墻上增設(shè)洞口,調(diào)整已有電纜橋架路由,確保電纜橋架隱蔽于格柵天花之內(nèi)。最后根據(jù) BIM 的“可出圖性”特點(diǎn),將建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)預(yù)留洞口、預(yù)埋構(gòu)件、各專業(yè)設(shè)備管線進(jìn)行準(zhǔn)確定位,導(dǎo)出二維圖紙輔助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備精確安裝及施工。方案經(jīng)過論證后,保證了 VIP 車庫(kù)精裝修的效果與質(zhì)量。
業(yè)主方對(duì)樓層重點(diǎn)區(qū)域凈高提出嚴(yán)格要求,對(duì)建筑樓層中大堂、各層電梯廳及公區(qū)走道、VIP 車庫(kù)、地下室城市公共通道重點(diǎn)凈高區(qū)域需進(jìn)行凈高分析。例如:在地下室坡道入口處,施工圖設(shè)計(jì)汽車入口坡道凈高為 2.5 m。雖然滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求,但考慮到項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期需滿足貨車送貨搬貨功能,可能因坡道凈高不足導(dǎo)致貨車與坡道結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞,BIM 團(tuán)隊(duì)與設(shè)計(jì)方進(jìn)行多次凈高專題協(xié)調(diào)會(huì),配合室內(nèi)漫游、模型剖切進(jìn)行結(jié)構(gòu)及管線底標(biāo)高檢查,由最初階梯狀結(jié)構(gòu)坡道優(yōu)化成斜坡形結(jié)構(gòu)坡道,將凈高由 2.5 m 提升至 3.2 m,滿足貨車通行需求,有利于后期精裝修飾面改善的視覺效果。此處問題在施工準(zhǔn)備階段得到了完好解決,避免了后期的大量返工。
裝配式工程的大量工作在工廠內(nèi)通過流水線作業(yè)來進(jìn)行,具有模塊化設(shè)計(jì)、工業(yè)化設(shè)計(jì)、批量化生產(chǎn)、整體化安裝等優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目精裝修專業(yè)工程以標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件居多,為裝配式工程創(chuàng)造“天然”條件。在裝配式標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理中,首先根據(jù)施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu),建立與現(xiàn)場(chǎng)尺寸相匹配的 BIM 精裝修面材模型;進(jìn)而運(yùn)用模型優(yōu)化深化圖紙;再將優(yōu)化后的成果資料提供給材料加工廠,加工廠根據(jù)深化圖紙和模型,進(jìn)行分類管理,編制精裝修面材下料清單;最后將廠家、編號(hào)、尺寸、材質(zhì)、樓層位置等有用信息錄入二維碼。所有面材從下料、加工、運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝均采用二維碼技術(shù)進(jìn)行全程跟蹤及質(zhì)量監(jiān)控。裝配式工程標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量管理提高了生產(chǎn)效率,降低了人力成本,節(jié)能環(huán)保、減少污染,大大提高了工程質(zhì)量[5]。
本項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員應(yīng)用“BIM-5D”平臺(tái)管理和控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量。監(jiān)理人員在 1 號(hào)商業(yè)辦公樓 17 樓施工現(xiàn)場(chǎng),發(fā)現(xiàn)樓板上層部分鋼筋彎鉤朝上和水平布置錯(cuò)誤操作問題。于是將問題圖片及描述上傳至移動(dòng)端“BIM-5D”平臺(tái),并且掛接到 BIM 模型平面相應(yīng)位置,發(fā)起分析、處理質(zhì)量問題流程:指定相關(guān)責(zé)任人對(duì)質(zhì)量問題限期進(jìn)行整改形成記錄;對(duì)質(zhì)量問題進(jìn)行全程追蹤;確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)問題整改完畢后,最終在平臺(tái)將問題閉環(huán)。此舉提高了監(jiān)理人員的工作效率,形成高效的“PDCA”管理體制。
為了尋找最優(yōu)的施工方案,本項(xiàng)目采用了基于 BIM 技術(shù)的四維施工動(dòng)態(tài)模擬,對(duì)“土方開挖和內(nèi)支撐施工”測(cè)試比選不同的施工方案并進(jìn)行優(yōu)化,使得施工方案更具合理性和科學(xué)性。在土方開挖和內(nèi)支撐施工模擬中整合基坑支護(hù)樁與地下室結(jié)構(gòu),共計(jì)發(fā)現(xiàn) 34 處結(jié)構(gòu)梁與立柱樁的碰撞沖突,通過 BIM 協(xié)調(diào)會(huì)優(yōu)化解決了所有碰撞問題,最終土方開挖和內(nèi)支撐施工較計(jì)劃完成時(shí)間提前了 9 d,在地下室結(jié)構(gòu)施工中避免結(jié)構(gòu)梁與立柱樁的碰撞問題,有效縮短了工期、降低了成本、提高了施工質(zhì)量。
在現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)數(shù)個(gè)三維掃描儀,掃描站點(diǎn)后得出點(diǎn)云數(shù)據(jù),將拼接點(diǎn)云數(shù)據(jù)在 Scene 軟件中進(jìn)行拼接處理,并通過轉(zhuǎn)換格式導(dǎo)入到 Revit 軟件中。上述準(zhǔn)備工作完成后,與原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)線、BIM 模型和現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)云相比較,以了解各構(gòu)件平面位置、垂直、角度是否滿足要求,實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)土建結(jié)構(gòu)與原設(shè)計(jì)圖紙存在的施工誤差;為碰撞檢測(cè)、曲線優(yōu)化、模型深化及后期精裝修等提供依據(jù)?,F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明,點(diǎn)云數(shù)據(jù)與 BIM 模型相對(duì)比的誤差在 5 mm 范圍之內(nèi),準(zhǔn)確反映了整體混凝土澆筑工程質(zhì)量與圖紙平直度誤差情況。
項(xiàng)目質(zhì)量管理的實(shí)踐核心是質(zhì)量控制。BIM 技術(shù)在施工過程中的應(yīng)用,促進(jìn)了企業(yè)質(zhì)量管理水平的發(fā)展,有效解決了質(zhì)量管理信息的孤島和斷層問題,將項(xiàng)目實(shí)際情況與計(jì)劃作比較,分析質(zhì)量問題原因,便于各參建方協(xié)同解決工程問題,有利于業(yè)主正確決策,改變傳統(tǒng)的項(xiàng)目質(zhì)量管理理念,引領(lǐng)建筑信息技術(shù)走向更高層次,從而大大提高建筑質(zhì)量的集成化管理。
雖然 BIM 質(zhì)量管理相較于傳統(tǒng)質(zhì)量管理顯現(xiàn)出不同優(yōu)勢(shì),但在以下幾個(gè)方面仍需要得到改進(jìn)與思考[6]。
5.2.1 提高 BIM 的資源配置
本項(xiàng)目運(yùn)用 BIM 工具管理現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問題時(shí),也面臨著如下現(xiàn)象與問題:軟硬件設(shè)備配置低,無法運(yùn)行大型模型;管理人員無法操作運(yùn)用 BIM 各類軟件,技能有待提高;質(zhì)量管理流程一成不變,與 BIM 質(zhì)量管理方法不相匹配。這些因素在很大程度上影響了工程質(zhì)量管理水平,繼而失去基于 BIM 的質(zhì)量管理的初衷,因此本項(xiàng)目從軟硬件配置、人員技能、管理流程等角度不斷進(jìn)行調(diào)整,以適應(yīng)基于 BIM 的質(zhì)量管理手段。
5.2.2 提升對(duì) BIM 的重視程度
個(gè)別參建單位雖與業(yè)主簽定 BIM 相關(guān)服務(wù)協(xié)議,但在執(zhí)行過程中仍然缺乏重視,數(shù)據(jù)重復(fù)生產(chǎn)且錯(cuò)誤率高,主要應(yīng)用還停留在依靠模型可視化和碰撞檢查等比較低級(jí)層面的工作;對(duì)于模擬應(yīng)用未按施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考慮,機(jī)械式完成工作內(nèi)容,因而 BIM 價(jià)值的發(fā)揮有限。
針對(duì)上述情形,應(yīng)讓各參建方提高對(duì) BIM 的重視程度,轉(zhuǎn)變態(tài)度與觀念,以結(jié)果為導(dǎo)向,讓 BIM 真正融入到現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理中,最大限度地挖掘 BIM 的作用與價(jià)值,其回報(bào)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于投入。
5.2.3 提升 BIM 與設(shè)備安裝及施工工藝的融合度
一方面,BIM 人員因不熟悉現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況,對(duì)設(shè)備安裝順序要求缺乏深入了解,輸出的管綜成果無操作性,現(xiàn)場(chǎng)安裝人員則憑自身經(jīng)驗(yàn)安裝設(shè)備,失去 BIM 的指導(dǎo)意義;另一方面,BIM 人員未按施工工藝步驟要求創(chuàng)建施工模型,展示的成果不僅無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)度,甚至誤導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的作業(yè)施工要求和順序,造成質(zhì)量問題的隱患。
上述情形對(duì)施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響,圖紙、模型、現(xiàn)場(chǎng)施工不相一致的情況時(shí)有發(fā)生。因此,BIM 人員應(yīng)加強(qiáng)自身技能素質(zhì),熟悉設(shè)備安裝和施工工藝規(guī)范及要求,真正將 BIM 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝與施工工藝相融合,使制作的成果能切實(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確施工。只有這樣,BIM 才能真正體現(xiàn)其在工程項(xiàng)目管理上的應(yīng)用價(jià)值。