盧蘊(yùn)華

（徐匯區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，上海 200233）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)著國民生活質(zhì)量的不斷提升，對(duì)于建筑工程施工企業(yè)而言，也在一定程度上促進(jìn)了企業(yè)數(shù)量和能力水平的增長。但與此同時(shí)，建筑行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇[1]。因此，若想促進(jìn)企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步提升，必須強(qiáng)化施工過程中的管理，并提升控制能力。在當(dāng)前新形勢(shì)背景下，若仍然采用以往的管理模式，不僅會(huì)在市場(chǎng)中缺少競(jìng)爭(zhēng)力，還會(huì)對(duì)企業(yè)發(fā)展造成嚴(yán)重阻礙[2]。因此，針對(duì)這一問題，下述將開展對(duì)建筑工程施工管理模式創(chuàng)新的相關(guān)研究。

1 建筑工程背景

以某建筑工程施工項(xiàng)目作為工程背景，該工程項(xiàng)目總建筑面積超過40萬m2，工程共分為三個(gè)標(biāo)段，其中本文后續(xù)提出的管理模式主要應(yīng)用于第III標(biāo)段當(dāng)中，其建筑面積為14萬m2。該建筑工程項(xiàng)目的規(guī)模為：地下20000m2，1層建筑，地上120000m2，共6層結(jié)構(gòu)，建筑總高度為42m。本工程為一類公共建筑，其防火等級(jí)為1級(jí)，抗震設(shè)防烈度為8度?？紤]到安全問題，該工程在完成施工后的使用年限設(shè)置為50年。表1中記錄了該項(xiàng)目的工程特點(diǎn)。

表1 建筑工程施工項(xiàng)目特點(diǎn)記錄表

根據(jù)該工程項(xiàng)目的基本特點(diǎn)，下述針對(duì)其管理模型進(jìn)行創(chuàng)新研究。

2 建筑工程施工管理

2.1 基于BIM技術(shù)的建筑工程施工建模

為滿足建筑工程的精細(xì)化管理需求，使用Autodesk作業(yè)工具中的Revit軟件，創(chuàng)建工程模板，此軟件具有較強(qiáng)的建模能力，可滿足建模中構(gòu)件的自由度需求，從而生成精確的三維立體實(shí)體結(jié)構(gòu)模型。

建模中，根據(jù)施工圖紙、特殊施工方案等信息，通過引入?yún)?shù)化模型，建立一個(gè)多元化的建筑構(gòu)件族庫，如圖1所示。

圖1 多元化建筑構(gòu)件族庫

通過工人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘察，建立現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型，通過此模型可以進(jìn)行后續(xù)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理。

將所有構(gòu)建的模型通過集成的方式聚合在一起，形成完整的建筑工程模型。建模過程見式（1）。

式中K-建筑工程模型構(gòu)件；

a-工程模板；

V-構(gòu)件自由度；

α-構(gòu)件參數(shù)；

f(D)-建筑構(gòu)件族庫。

2.2 施工場(chǎng)地布置與管理過程模擬

為了使施工場(chǎng)地得到最大限度利用，對(duì)施工場(chǎng)地的布局進(jìn)行了仿真。采用三維立體布局的方法，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的功能分區(qū)、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)道路進(jìn)行規(guī)劃，并對(duì)車輛的進(jìn)出路徑進(jìn)行安排[3]。

同時(shí)，應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)布局進(jìn)行仿真，使現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況直觀，確保材料、設(shè)備等在施工過程中的使用效率和利用率。

結(jié)合BIM信息的整合特性，進(jìn)行建筑施工中現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控測(cè)點(diǎn)布置方案的設(shè)計(jì)，見式（2）。

式中Q-現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空間位置；

δ(t)-漫游范圍；

△γ-局部空間模型。

通過上述方式，設(shè)計(jì)合理的施工場(chǎng)地布置方案，同時(shí)，布置傳感器與工程作業(yè)面監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)施工中的多種行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證施工過程的合理性與科學(xué)性，確保施工過程的可視化顯示[4]。監(jiān)測(cè)過程中，將各測(cè)量點(diǎn)與所獲取的監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行整合，既便于施工人員了解現(xiàn)場(chǎng)布置方案，又能更好地記錄數(shù)據(jù)，方便工程技術(shù)人員以后調(diào)用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

2.3 施工過程中的碰撞管理

依靠傳統(tǒng)的平面圖施工，存在著返工率高的問題。為了在實(shí)際工程中正確引導(dǎo)工人正確下料與科學(xué)施工，通過對(duì)所建立的建筑模型進(jìn)行碰撞檢驗(yàn)，找出鋼筋、管線、結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力管道之間的碰撞交叉點(diǎn)，通過此種方式，進(jìn)行施工中的碰撞管理[5]。

在NAVISWORKS軟件中引入建筑構(gòu)件及其構(gòu)造位置，對(duì)其進(jìn)行仿真和施工預(yù)演。通過對(duì)潛在的沖突目標(biāo)的碰撞分析，產(chǎn)生分析報(bào)告，從而找出施工中存在的問題，深化工程設(shè)計(jì)工作，降低或消除工程返工造成的時(shí)間和材料損耗。

為了解決工程施工中的矛盾，提出了以下步驟的解決方案：

（1）對(duì)工程中可能發(fā)生的碰撞點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行定位和三維建模；

（2）對(duì)可能發(fā)生碰撞的原因和結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與分析，并制訂相應(yīng)的檢測(cè)方法；

（3）向碰撞檢查集合中單獨(dú)增加可能的沖突物體；

（4）工程中涉及的機(jī)械運(yùn)行、吊裝路徑等動(dòng)態(tài)施工行為，應(yīng)在NAVISWORKS軟件中建立建筑動(dòng)畫，并在具體工藝過程中進(jìn)行碰撞檢測(cè)；

（5）根據(jù)NAVISWORKS的“Clash Detective”特性，設(shè)定檢測(cè)規(guī)則和檢測(cè)類型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)碰撞的檢測(cè)；

（6）生成測(cè)試報(bào)告，對(duì)節(jié)點(diǎn)發(fā)生碰撞的原因進(jìn)行分析，并與有關(guān)部門負(fù)責(zé)人協(xié)商解決辦法

2.4 施工進(jìn)度4D管理

將BIM與工程進(jìn)度規(guī)劃進(jìn)行結(jié)合，以三維建模為基礎(chǔ)，加入時(shí)間維度，進(jìn)行建筑連續(xù)施工的4D進(jìn)度仿真。

施工進(jìn)度4D管理步驟見表2。

表2 施工進(jìn)度4D管理步驟

通過對(duì)物料的搬運(yùn)和進(jìn)場(chǎng)的模擬，了解材料的進(jìn)場(chǎng)、占用、車輛安排等工作內(nèi)容，便于管理部門的安排和資源的供給。

通過對(duì)BIM模型的實(shí)時(shí)信息（規(guī)劃與實(shí)際）匹配，可以直觀地顯示工程的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工中工期與進(jìn)度的宏觀調(diào)控。

2.5 施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源管理

危險(xiǎn)源識(shí)別工作并非只存在于工程開始，風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別包括施工前、施工中、事故后、施工后4個(gè)階段，每個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生新的危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)，因此，需要由管理者隨時(shí)將產(chǎn)生的危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫[6]。同時(shí)，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫與建筑管理模型之間的交互，通過模型查看有關(guān)的危險(xiǎn)源。

管理中，利用NAVISWORKS軟件進(jìn)行建筑組件模型與文字文檔的超鏈接，管理者可以利用該模型查找專用的建筑項(xiàng)目文檔，從而使施工過程中危險(xiǎn)源的管理工作更為具體。管理的具體步驟如圖2所示。

圖2 建筑工程施工中危險(xiǎn)源管理步驟

管理中，對(duì)相關(guān)的構(gòu)件進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別（例如腳手架、建筑升降機(jī)等），識(shí)別后，將識(shí)別結(jié)果進(jìn)行歸類，并按指定的資料庫輸入數(shù)據(jù)庫[7]。后續(xù)工作中，管理人員可以直接在施工中通過調(diào)用該環(huán)節(jié)工程數(shù)據(jù)的方式，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源的辨識(shí)與針對(duì)性管理。

3 創(chuàng)新施工管理模式的應(yīng)用

將上述創(chuàng)新后的施工管理模式應(yīng)用到上述工程項(xiàng)目當(dāng)中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)該模式管理效果的檢驗(yàn)，以上述進(jìn)度管理為例，將該工程項(xiàng)目應(yīng)用創(chuàng)新管理模式的第III標(biāo)段與應(yīng)用傳統(tǒng)管理模式的第I標(biāo)段和第II標(biāo)段施工進(jìn)度進(jìn)行對(duì)比。已知第I標(biāo)段、第II標(biāo)段和第III標(biāo)段當(dāng)中均包含施工準(zhǔn)備、資料準(zhǔn)備、材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、鋼架安裝及防銹處理、包邊和排水槽安裝、滴灌安裝和工程施工驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，對(duì)上述七個(gè)環(huán)節(jié)分別編號(hào)為Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7。針對(duì)上述七個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)比第I標(biāo)段、第II標(biāo)段和第III標(biāo)段的進(jìn)度，并將各環(huán)節(jié)的耗時(shí)進(jìn)行記錄，得到表3的記錄內(nèi)容。

表3 不同管理模式應(yīng)用中施工各環(huán)節(jié)耗時(shí)對(duì)比

針對(duì)表3中記錄的信息進(jìn)行分析，采用傳統(tǒng)管理模式的第I標(biāo)段和第II標(biāo)段與采用創(chuàng)新管理模式的第III標(biāo)段相比，明顯后者各個(gè)環(huán)節(jié)的耗時(shí)更短。從總體耗時(shí)可以看出，第I標(biāo)段施工總進(jìn)度為115d；第II標(biāo)段施工總進(jìn)度為130d；第III標(biāo)段施工總進(jìn)度為38d。采用創(chuàng)新管理模式后，施工總工程進(jìn)度與第I標(biāo)段相比縮短了77d；與第II標(biāo)段相比縮短了92d。由此可以看出，通過以上分析，提出了一種新型的施工管理模式，在確保工程質(zhì)量與安全的前提下，提高了工程效率，加速了工程建設(shè)進(jìn)程，建筑工程建設(shè)能夠在規(guī)定要求時(shí)間內(nèi)完成。

4 結(jié)語

基于BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，針對(duì)當(dāng)前建筑工程施工管理中存在的問題，對(duì)管理模式進(jìn)行了創(chuàng)新研究。通過研究，得出下述幾點(diǎn)結(jié)論。

（1）針對(duì)當(dāng)前施工管理模式在場(chǎng)地布置、碰撞檢驗(yàn)、進(jìn)度管理和危險(xiǎn)源管理等方面存在的不足，分別提出了對(duì)應(yīng)的管理方法；

（2）通過對(duì)BIM技術(shù)在施工管理模式中的應(yīng)用，從安全、進(jìn)度、質(zhì)量等方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑工程的完善；

（3）在實(shí)際開展建筑工程項(xiàng)目時(shí)，若能夠合理運(yùn)用創(chuàng)新后的施工管理模式，則能夠?qū)崿F(xiàn)資源的優(yōu)化，促進(jìn)施工質(zhì)量、安全和進(jìn)度管理水平的提升，進(jìn)一步降低施工成本；

（4）除此之外，上述提出的施工管理模式創(chuàng)新思路也為其他建筑工程類型施工項(xiàng)目的管理方案制定提供思路和借鑒。BIM技術(shù)本身的適應(yīng)性極強(qiáng)，因此可將其在更多類型工程管理中進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，促進(jìn)工程施工信息化和智能化不斷提升。