劉兆興，張琪新，陳金

（中核華辰建筑工程有限公司，西安 710000)

1 引言

數(shù)字化項目管理正在逐步進(jìn)入建筑市場，在項目施工過程中，針對鋼筋、砌體、模板等主要材料進(jìn)行數(shù)字精細(xì)化管理，對以BIM作為項目數(shù)字化管理的核心內(nèi)容進(jìn)行研究，可以使項目在材料精細(xì)化管理過程中獲得更加精確的管理數(shù)據(jù)，提供項目在數(shù)字化轉(zhuǎn)型及項目BIM技術(shù)融入項目日常管理工作中的突破點，為BIM技術(shù)作為項目數(shù)字管理核心模式提供管理思路?，F(xiàn)針對BIM技術(shù)在項目施工過程中的材料管理問題進(jìn)行論證說明。

2 BIM模型數(shù)據(jù)的來源

2.1 模型創(chuàng)建

數(shù)字化材料管理主要依托于BIM信息模型，在模型的建立過程中，應(yīng)充分考慮現(xiàn)場施工過程中存在的問題，使模型與現(xiàn)場施工成品符合1∶1的比例。模型建立后，可以針對施工節(jié)點內(nèi)容、實際排布內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化模擬，使模型在模擬過程中最大限度地還原現(xiàn)場鋼筋綁扎過程、模板鋪設(shè)與模板排布、砌體裁切、砌體皮數(shù)桿排磚等情況，通過項目BIM模型，使模型完全還原現(xiàn)場施工現(xiàn)場所需要的內(nèi)容。

2.2 數(shù)據(jù)提取

完成建模后，針對鋼筋、砌體排布、模板排布需求，可對軟件中的相關(guān)計算內(nèi)容進(jìn)行計算調(diào)整，使其能夠滿足現(xiàn)場加工、安裝的需求，例如，鋼筋下料、鋼筋安裝排布模式，砌體排磚、馬牙槎留置，模板裁切拼裝方式等，細(xì)化BIM模型中對應(yīng)材料的出量內(nèi)容，從而獲取更加貼近項目所需的實物工程量，根據(jù)BIM模型中的實物材料數(shù)據(jù)進(jìn)行材料量提取，將材料量與造價進(jìn)行校核，取造價管控的最小量，分析造價最小量能否滿足項目施工的全部需求，最終確定模型實物量的取值范圍，明確BIM模型實物量的工程量清單。

3 技術(shù)管理

BIM項目材料管理的核心管理內(nèi)容為技術(shù)管理，模型中的圖紙問題篩查、排布模擬、排布優(yōu)化、交底等內(nèi)容均由技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)校核。項目模型策劃準(zhǔn)備階段，由技術(shù)專業(yè)人員參與BIM模型的建立與優(yōu)化過程，同時根據(jù)項目的實際進(jìn)度情況，制訂項目整體材料使用計劃，并根據(jù)模型相關(guān)內(nèi)容編制對應(yīng)的材料管理紅線，將現(xiàn)場的實際材料用量以模型實物量作為管理的上限量進(jìn)行控制，通過模型模擬項目的穿插施工，對施工節(jié)奏進(jìn)行整體調(diào)節(jié)，從而提供更加準(zhǔn)確的材料需求計劃。在材料需求計劃中，針對材料加工、材料管理、材料使用、廢料出廠等相關(guān)管理內(nèi)容整體結(jié)合項目施工節(jié)奏，利用BIM技術(shù)對材料計劃與模型進(jìn)度進(jìn)行模擬，校核相關(guān)材料進(jìn)場計劃與實際材料進(jìn)場的材料量差[1]。

4 材料進(jìn)出場管控

4.1 原材管理

材料管理過程中，嚴(yán)格按照材料管理實施方案與材料管理紅線，對進(jìn)場材料量進(jìn)行控制。

鋼筋原材管理：針對進(jìn)場鋼筋的質(zhì)量、長度等，嚴(yán)格按照鋼筋材料的驗收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料驗收。再對照相關(guān)工期節(jié)點進(jìn)度，比算模型提取的實際工程量與當(dāng)前進(jìn)度的匹配情況，同時對照未使用模型的項目單體材料進(jìn)場數(shù)據(jù)，整體分析材料用量情況，對材料用量進(jìn)行更精細(xì)的管理。

模板原材料管理：嚴(yán)格按照模板需求尺寸、張數(shù)進(jìn)行數(shù)量驗收，保證原材料的質(zhì)量，對變形或受潮嚴(yán)重的模板進(jìn)行退場處理。

砌體原材料管理：嚴(yán)格按照材料驗收標(biāo)準(zhǔn)對砌塊進(jìn)場的數(shù)量、材料尺寸、材料強度進(jìn)行驗收及管控。針對質(zhì)量不佳、強度不足的砌塊不予以驗收，并要求廠家對相關(guān)數(shù)量進(jìn)行補充。

4.2 廢料管理

在BIM材料管理整體環(huán)節(jié)中，材料的進(jìn)場管理、廢料的出場管理會影響材料加工過程的損耗比例，在進(jìn)場質(zhì)量控制的前提下，應(yīng)對進(jìn)場材料的外觀、物理性質(zhì)進(jìn)行驗收管理，加工過程按照BIM模型提供的加工數(shù)據(jù)、加工參數(shù)進(jìn)行。

鋼筋管理：按照模型出具的鋼筋用量噸數(shù)，加工后的廢料評估重量，對施工段的鋼筋廢料進(jìn)行綜合管理。

模板管理：按照配圖優(yōu)化的裁板率進(jìn)行控制，在整體裁切率為60%的情況下規(guī)定勞務(wù)可自由調(diào)整裁切率20%～30%。

砌體管理：在裁切過程中，對良品率較低的材料進(jìn)行統(tǒng)計并進(jìn)行材料清退，通過模型出具的排布圖對砌體進(jìn)行裁切，將材料浪費率控制在1%～1.5%。

制定實際超出模型優(yōu)化廢料量的管理與獎懲制度，對材料的控制進(jìn)行更加合理的管理，從材料源頭與材料的加工階段對材料的使用情況進(jìn)行整體管理，利用BIM技術(shù)對材料進(jìn)行精細(xì)化管理，優(yōu)化材料加工與材料的進(jìn)場計劃，為現(xiàn)場實際加工、安裝提供最優(yōu)方案。

5 勞務(wù)管理

5.1 優(yōu)化溝通

將按BIM模型提取的材料量，按照施工工藝進(jìn)行區(qū)分，以鋼筋、模板、砌體為例進(jìn)行工藝分類。在材料管理過程中針對BIM模型提取的材料量，由項目管理人員與勞務(wù)人員進(jìn)行溝通，對模板優(yōu)化、裁切方案、鋼筋加工方案、砌體排布、裁切方案等進(jìn)行模擬，與技術(shù)人員充分溝通模擬施工過程中的技術(shù)難點，可操作性，要求施工人員按照對應(yīng)的材料管理方案，對項目施工過程的材料進(jìn)行合理使用，在管理方案中明確材料的加工用量與計劃用量，如模板裁板率、砌體裁切率等內(nèi)容，在完成模型內(nèi)容調(diào)整后，由分包方與項目管理人員確認(rèn)，確認(rèn)完畢后根據(jù)優(yōu)化后的模型出具對應(yīng)的施工圖紙，分包方嚴(yán)格按照優(yōu)化后的圖紙進(jìn)行施工。

5.2 分包管理

分包方需按照項目部提供的BIM模型工程量進(jìn)行現(xiàn)場施工，其中，砌體工程、模板工程出具對應(yīng)的排布優(yōu)化圖紙、對應(yīng)的砌體模板規(guī)格和尺寸，勞務(wù)在施工過程中根據(jù)提供的排布優(yōu)化圖紙直接進(jìn)行項目的現(xiàn)場施工，同時制定相關(guān)的獎懲機制，對勞務(wù)在施工過程中造成的材料浪費、未按圖施工等因素進(jìn)行相應(yīng)的扣款和處罰。

6 管理過程中的數(shù)據(jù)對比

某項目通過BIM材料管理相關(guān)應(yīng)用，分別對鋼筋、砌體、模板3個項目主材進(jìn)行材料管理對比，其中，18#樓采用BIM技術(shù)及配套施工工藝，17#樓使用傳統(tǒng)施工工藝，通過在BIM技術(shù)的模擬排布、數(shù)據(jù)提取等功能，對材料進(jìn)行用量對比管理后，分別形成鋼筋、砌體、模板的材料用量對比分析數(shù)據(jù)，見表1。

根據(jù)表1可知，使用BIM模型管控現(xiàn)場減少了因為鋼筋制作過程和綁扎過程中浪費的鋼筋量共計2.308 t，鋼筋按照5 500元/t計算，共計節(jié)約2.308×5 500=12 694元。

表1 鋼筋材料對比表

通過表2數(shù)據(jù)分析比較得出，相比傳統(tǒng)工藝施工，運用BIM技術(shù)對砌體工程進(jìn)行模擬排布，以直觀的三維模型，減少了排磚過程中的空間想象成本，有效降低了因排布不合理而導(dǎo)致的返工，本層砌筑工效提高10%～12.5%，節(jié)省人工費800元。利用模型導(dǎo)出的二維白圖進(jìn)行施工，確保砌筑質(zhì)量的同時以便施工班組能夠?qū)⒏嗑Ｗ⒂谔嵘鲋^感。

表2 砌體管理整體數(shù)據(jù)

通過表3數(shù)據(jù)對比分析，18#樓2層計算量與實際量對比，現(xiàn)場實際用量略大于計算用量，主要是由于建立的模型是基于理想狀態(tài)下的排版，未能考慮現(xiàn)場模板切割的施工誤差以及施工過程中的損耗，造成實際用量略微偏大；而對比在利用BIM技術(shù)管控下的18#樓2層實際模板使用量與非BIM技術(shù)管控下17#樓2層實際使用量，基于BIM技術(shù)的過程管理下模板用量降低了52.6 m2，材料費節(jié)省2 900元，仍能有效降低模板的損耗率，實現(xiàn)模板高效利用。

表3 模板材料管理

統(tǒng)計18#樓2層及18層，17#樓2層及18層整體采用新板進(jìn)行配板、安裝所需時間，各投入17名木工（300元/d）及4名雜工（200元/d），其中，18#樓2層及17#樓18層利用BIM技術(shù)模擬排版圖指導(dǎo)施工，18#樓18層及17#樓2層采用傳統(tǒng)施工工藝施工。

通過表4數(shù)據(jù)對比分析，采用BIM模擬排布圖指導(dǎo)現(xiàn)場進(jìn)行切割板材及安裝，相比較傳統(tǒng)工藝，能有效地縮短模板工程施工時間，減少人工測量及空間想象成本，避免因計算錯誤導(dǎo)致模板無法使用的情況，本次配板及安裝工效提高20%，人工費節(jié)省8 850元。

表4 完成情況

7 結(jié)語

通過BIM材料管理的整體實現(xiàn)了對項目工期，成本的節(jié)約管理，并對項目精細(xì)化材料管理提供了相關(guān)的管理依據(jù)與參考模式，為BIM技術(shù)的應(yīng)用落地提供了新的管理思路，為BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)與項目結(jié)合提供了應(yīng)用思路。