徐鑫乾，陳 磊，許 奇

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我國(guó)建筑行業(yè)正處于新興技術(shù)蓬勃發(fā)展時(shí)期，同時(shí)，項(xiàng)目前期研究和設(shè)計(jì)深度不夠等情況大量存在，加上參與主體對(duì)工程目標(biāo)的預(yù)期差異，以及一系列復(fù)雜的外部環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量缺陷[1]。建筑工程質(zhì)量控制是針對(duì)建設(shè)施工階段，以項(xiàng)目質(zhì)量需求為標(biāo)準(zhǔn)，在工程合同的約束下，通過(guò)一系列技術(shù)作業(yè)、現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)、措施方法等，使工程質(zhì)量達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程。

1 BIM技術(shù)在施工階段的價(jià)值體現(xiàn)

隨著建筑業(yè)信息化技術(shù)的發(fā)展，建筑信息模型技術(shù)（Building Information Modeling,BIM）逐步在行業(yè)中受到關(guān)注。目前BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)施工階段的應(yīng)用的主要價(jià)值體現(xiàn)在以下方面：（1）在施工前的準(zhǔn)備階段，通過(guò)BIM技術(shù)的模型檢測(cè)和碰撞功能等進(jìn)行合規(guī)性、合理性分析；（2）在施工設(shè)計(jì)階段，通過(guò)BIM技術(shù)的可視化、可量化、數(shù)據(jù)量表可導(dǎo)出性等功能進(jìn)行全專業(yè)建模、參數(shù)化加工、圖紙深化設(shè)計(jì)、施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置及工藝和施工進(jìn)度動(dòng)畫(huà)模擬；（3）在現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)施階段，通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度、成本和安全等方面的輔助管理。

文章對(duì)比了應(yīng)用BIM技術(shù)的質(zhì)量控制與傳統(tǒng)質(zhì)量控制的不同，凸顯了BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提出了BIM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用于施工過(guò)程的方法。

2 應(yīng)用BIM技術(shù)的質(zhì)量控制與傳統(tǒng)質(zhì)量控制比較

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量控制的時(shí)間位置

傳統(tǒng)質(zhì)量控制更加注重對(duì)產(chǎn)品的事后控制，把重心放在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的檢查上。事實(shí)上，由于建筑產(chǎn)品具有復(fù)雜性及不可逆性的特征，同時(shí)，復(fù)雜多變的施工環(huán)境也會(huì)引發(fā)很多質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于事后檢查控制中發(fā)現(xiàn)的不合格產(chǎn)品，往往需要返工，甚至可能會(huì)破壞質(zhì)量合格的其他產(chǎn)品。因此，質(zhì)量控制的重心應(yīng)轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品形成過(guò)程中的工序質(zhì)量控制上。BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地解決這一問(wèn)題[2]。根據(jù)存儲(chǔ)了豐富信息的BIM模型，相關(guān)人員可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的材料等進(jìn)行追蹤，通過(guò)可視化技術(shù)及模擬技術(shù)，對(duì)每道工序的質(zhì)量進(jìn)行有效的管理，同時(shí)更要強(qiáng)調(diào)事前及事中控制，降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量[3]。

2.2 責(zé)任主體間的協(xié)作關(guān)系

建筑工程質(zhì)量問(wèn)題的形成通常需要考慮多主體性的影響，通過(guò)多主體的協(xié)作關(guān)系保障工程質(zhì)量的完善，這一過(guò)程涉及的責(zé)任主體包括建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位及質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)等。傳統(tǒng)的質(zhì)量控制中，施工單位往往是質(zhì)量責(zé)任的主要承擔(dān)方，由監(jiān)理單位對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，而其他如建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位等，其本身對(duì)質(zhì)量也負(fù)有不可推卸的責(zé)任。然而在實(shí)際的過(guò)程中，各個(gè)責(zé)任主體之間缺乏相應(yīng)的支持與協(xié)調(diào)，在信息的溝通方面不夠全面及時(shí)，信息資源共享程度較低。BIM則提供了一種集成化的質(zhì)量控制模式，能夠?qū)崿F(xiàn)各參與方的有效協(xié)調(diào)[4]。通過(guò)BIM技術(shù)，各個(gè)責(zé)任主體可以將自己的需求匯總上傳到統(tǒng)一的信息平臺(tái)上，并根據(jù)各方需要來(lái)接收、處理信息。

2.3 質(zhì)量信息的管理和傳遞

現(xiàn)代建設(shè)項(xiàng)目往往規(guī)模較大，其涉及的與質(zhì)量相關(guān)的文件繁多，信息量巨大。質(zhì)量信息多以文檔形式存儲(chǔ)，查詢參考及調(diào)用不便。在信息傳遞的過(guò)程中，往往因項(xiàng)目的復(fù)雜性，各參與主體對(duì)項(xiàng)目的理解深度不一致，而造成信息流失、失真等問(wèn)題。時(shí)間屬性、空間屬性和構(gòu)件幾何信息屬性是BIM技術(shù)在質(zhì)量管控方面所提供的核心要素，相關(guān)屬性信息通過(guò)與質(zhì)量信息的映射關(guān)系進(jìn)行匯總，并在BIM模型或者協(xié)同管理平臺(tái)中存儲(chǔ)，將質(zhì)量控制規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求整合在一個(gè)可視化三維數(shù)據(jù)庫(kù)中，使結(jié)構(gòu)化的信息便于調(diào)用。質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)與BIM模型的有機(jī)結(jié)合可以使項(xiàng)目各參與方對(duì)具有質(zhì)量屬性的BIM模型進(jìn)行統(tǒng)一的查詢，避免了信息傳遞的失真，同時(shí)也避免了各參與方對(duì)質(zhì)量要求理解不一致而產(chǎn)生的問(wèn)題。

2.4 技術(shù)質(zhì)量控制

建筑產(chǎn)品的合格合規(guī)性判斷首先取決于施工技術(shù)的正確性和合規(guī)性，這其中需要考慮到的問(wèn)題包括施工工序與施工工藝、建筑施工材料的配比、施工機(jī)械的型號(hào)選擇等，這些問(wèn)題對(duì)施工技術(shù)的實(shí)施都具有重要的影響。這一過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工操作人員由于經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)和個(gè)人素質(zhì)的不同會(huì)形成施工水平的個(gè)體性差異，進(jìn)而對(duì)施工圖的理解也會(huì)有所偏差，因此受技術(shù)水平的影響，施工作業(yè)質(zhì)量和水平是不完全相同的。對(duì)于管理人員而言，其自身對(duì)具體施工技術(shù)不完全了解，對(duì)工藝流程實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的訴求也日益增強(qiáng)。在施工作業(yè)實(shí)施之前，管理人員可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行事先的現(xiàn)場(chǎng)模擬和施工方案可行性仿真，進(jìn)一步根據(jù)模擬仿真分析給予一線施工作業(yè)人員標(biāo)準(zhǔn)化、指導(dǎo)性的作業(yè)意見(jiàn)，以確保施工流程、施工工藝、作業(yè)技術(shù)等方面的準(zhǔn)確性，從而防止在施工作業(yè)信息的共享和傳達(dá)過(guò)程中出現(xiàn)理解性或者流程性誤差，確保計(jì)劃與實(shí)施過(guò)程一致。在施工的過(guò)程中，施工人員及質(zhì)量檢查人員可以通過(guò)BIM技術(shù)與AR技術(shù)的結(jié)合，在真實(shí)的環(huán)境中呈現(xiàn)三維模型或施工動(dòng)畫(huà)等，對(duì)重難點(diǎn)項(xiàng)目施工進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的指導(dǎo)，避免因技術(shù)上的失誤而影響施工質(zhì)量。

3 BIM技術(shù)在施工過(guò)程質(zhì)量控制中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 三維技術(shù)交底

三維技術(shù)交底的管控節(jié)點(diǎn)主要針對(duì)工程復(fù)雜及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，包括隱蔽工程、防水工程等重點(diǎn)難點(diǎn)的環(huán)節(jié)和部位。三維技術(shù)交底環(huán)節(jié)需要責(zé)任主體協(xié)作單位包括建設(shè)單位、施工單位和監(jiān)理單位協(xié)同建立具有質(zhì)量控制屬性的BIM模型。通過(guò)施工過(guò)程模擬，對(duì)重難點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)交底，使質(zhì)量管理的各參與人員對(duì)建筑質(zhì)量要求有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。

3.2 基于構(gòu)件的質(zhì)量監(jiān)控

（1）構(gòu)件材料的質(zhì)量監(jiān)控。對(duì)構(gòu)件材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保其質(zhì)量符合要求，BIM可以按照時(shí)間維度、空間維度及構(gòu)件分類等對(duì)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。時(shí)間維度及空間維度的監(jiān)控方法需要進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，在構(gòu)件維度上，通過(guò)在建筑信息模型中添加相關(guān)構(gòu)件的質(zhì)量信息，如規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材質(zhì)要求、構(gòu)件產(chǎn)品合格證書(shū)等信息，在材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收的過(guò)程中保證材料的質(zhì)量要求。同時(shí)，可將材料的相關(guān)質(zhì)量信息上傳到質(zhì)量管理平臺(tái)，以便驗(yàn)收時(shí)可以及時(shí)查看與調(diào)用。

（2）構(gòu)件施工的質(zhì)量監(jiān)控。通過(guò)在建筑信息模型中添加規(guī)范等標(biāo)注的施工質(zhì)量要求信息，使一線操作人員能隨時(shí)查看施工質(zhì)量要求，尤其是對(duì)尺寸偏差的判定方面。由于規(guī)范規(guī)定的尺寸偏差往往比較復(fù)雜，如果只在最后的驗(yàn)收階段進(jìn)行測(cè)量檢驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)不合格的構(gòu)件就需要重新返工整改，這樣會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)時(shí)間，降低施工效率，且有可能因此影響到下一道工序的施工。同時(shí)，在構(gòu)件施工的過(guò)程中，對(duì)關(guān)鍵工序可進(jìn)行三維可視化模擬，方便一線工作人員熟悉施工工藝及流程，避免因出現(xiàn)技術(shù)性的失誤而降低工程質(zhì)量。通過(guò)建立構(gòu)件的質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)，可以形成工程所涉及構(gòu)件的數(shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)庫(kù)與BIM模型中對(duì)應(yīng)的構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，能夠更好地達(dá)到質(zhì)量監(jiān)控的目的。

3.3 質(zhì)量偏差對(duì)比

在現(xiàn)場(chǎng)管理的過(guò)程中，需要針對(duì)施工現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)模型對(duì)比，檢查施工偏差，如存在不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的允許偏差，則要進(jìn)行改動(dòng)及修正，督促責(zé)任人進(jìn)行整改，再根據(jù)整改結(jié)果核對(duì)質(zhì)量目標(biāo)，并存檔管理。通過(guò)BIM技術(shù)與AR技術(shù)的結(jié)合，可以進(jìn)行有效的質(zhì)量偏差判定[5]。施工后質(zhì)量檢查主要包括施工人員自檢、質(zhì)檢員和管理人員的檢驗(yàn)審核。工人可以在完工之后先進(jìn)行自檢，以便主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和消除缺陷和錯(cuò)誤。將BIM技術(shù)與AR技術(shù)進(jìn)行施工偏差判定的主要步驟如下：將BIM模型作為質(zhì)量檢查的依據(jù)，通過(guò)AR程序?qū)⒛Ｐ团c標(biāo)識(shí)按對(duì)應(yīng)關(guān)系匹配成功，在說(shuō)明標(biāo)識(shí)和實(shí)體構(gòu)件的位置信息之后，工人可將相應(yīng)標(biāo)識(shí)放置到已完成工程的指定位置，AR程序與BIM模型進(jìn)行對(duì)比之后可以很快識(shí)別其中的缺陷，將這些缺陷信息通過(guò)系統(tǒng)和平臺(tái)傳回管理人員的手中，管理人員可對(duì)其發(fā)布整改的指令，通過(guò)重復(fù)的檢查直至合格。這樣一來(lái)管理人員可以在施工的過(guò)程中隨時(shí)對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制，而不必等到工程結(jié)束之后到工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.4 質(zhì)量信息整理與反饋

在施工過(guò)程中，及時(shí)收集在質(zhì)量檢查過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，形成大數(shù)據(jù)的平臺(tái)。施工單位可主要關(guān)注材料、設(shè)備質(zhì)量及施工記錄的信息；監(jiān)理單位主要關(guān)注驗(yàn)收質(zhì)量信息的整理與統(tǒng)計(jì)；建設(shè)單位從整體關(guān)注工程質(zhì)量。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的不斷更新，使與之相關(guān)聯(lián)的BIM模型中的信息也不斷得到處理與更新。通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)，提供精準(zhǔn)的質(zhì)量分析報(bào)告，監(jiān)督質(zhì)量問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)應(yīng)用BIM技術(shù)的質(zhì)量管理全過(guò)程節(jié)點(diǎn)的細(xì)節(jié)分析，強(qiáng)調(diào)和總結(jié)了BIM技術(shù)在工程質(zhì)量管理中的優(yōu)越性，分析了BIM技術(shù)對(duì)各主要環(huán)節(jié)作業(yè)實(shí)施的影響，以及對(duì)工程項(xiàng)目最終質(zhì)量的影響，并分析了BIM技術(shù)在施工過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用，為BIM技術(shù)應(yīng)用于施工過(guò)程質(zhì)量管理提供了相關(guān)參考。