BIM技术在建筑工程施工质量管理中的运用研究
摘要
关键词
BIM技术;建筑工程;施工质量管理
正文
0 引言
在当前的建筑行业,BIM技术的广泛应用已经成为一种趋势。这种技术以其独特的优势,即通过三维立体模型展示建筑物,赢得了广泛的赞誉。然而,传统的工作模式要求员工依赖于各种专业施工图纸以及他们的想象力和实践经验来构思建筑的三维模型,以便推进项目进程。然而,随着社会的进步,建筑物的设计变得越来越复杂,仅凭个人想象力已无法描绘出完整的建筑形态。BIM技术具备可视化和模拟等特性,它能够生成建筑物各个部分之间的立体模型,从而让所有参与者都能全面且直接地理解整个建筑的构造,增强了他们对施工过程中的质量控制能力。
1 BIM技术下的质量控制体系应用框架
尽管BIM技术在建筑施工领域已经得到广泛应用,BIM技术的引入为工程信息在整个项目生命周期内提供了一个平台,使得各个参与方可以在不同阶段之间共享和交流信息,从而提高了信息利用率和沟通效率。在施工质量管理方面,必须充分利用相关的技术信息,将质量控制系统细化并实施,以解决传统施工质量控制过程中信息技术所带来的问题[1]。因此,构建一个基于BIM技术的质量控制体系是必要的,它可以确保信息在施工质量控制过程中得以生成、管理和分享,从而实现施工质量控制过程的信息化。
传统的项目质量管理体系主要依赖于人工执行,这意味着相关人员需要独立地更新数据并发布信息。这种方式不仅加大了人力投入,同时也降低了工作效率。由于每个参与者都独立处理项目信息,可能会导致项目管理的延迟和信息共享的问题,从而引发信息孤立的现象。这种现象会降低项目各阶段参与者的质量信息获取速度,进而影响其效果。因此,本研究提出了一种新的解决方案,即结合3D BIM和时间、成本以及质量信息,构建一个6D BIM模型,这个模型可以快速查找和控制项目的各种质量信息。经过深入研究和探讨关于工程项目施工过程中质量控制的相关理论和技术发现,结合了6D BIM技术的特性,可以构建一个以BIM为基础的质量控制系统[2]。该系统的实施框架如图1所示,它充分利用了BIM技术的独特优势及其衍生的功能,以此来弥补传统质量控制手段和流程的缺陷。其目标是全面提升BIM技术与现有的质量控制理论和方法的整合应用效果,从而优化整个施工过程中的质量控制流程。
图1 基于BIM技术的质量控制体系应用框架
2 BIM技术在施工过程复杂节点控制图纸的深化设计
利用BIM技术来监控施工过程中的关键环节,其主要目的是在项目开始前就明确出哪些环节是需要重点关注的。这一步骤的关键在于充分了解项目的构造特质、材料属性以及工艺需求,从而为后续的施工阶段提供指导。以下是详细步骤:
首先,通过运用BIM技术,可以创建出精确的三维模型,并对这些模型进行深度优化。这个过程的关键在于模型的品质,因为它直接关系到模拟施工以及实际操作的结果。例如,如图2所示,一个幕墙工程的深度模型部分,需要考虑到幕墙与土建、钢结构之间预先设定的空间安排。如果忽略了这一点,可能会导致施工方案的调整,从而拖慢整个项目的进度,并且无法保证最终的质量。
图2某项目幕墙工程的局部三维模型图
其次,通过将BIM的视觉表现力与传统的二维图纸相结合,能够根据工程项目的独特构造、选用的建筑材料特性以及施工过程中的特定需求,来识别出关键的施工环节(如图3所示,这是针对一个复杂的幕墙工程的节点模型,用于验证这些节点的有效性)。然后,可以对这些特定的区域进行虚拟施工,以制定详细的项目施工计划和施工策略。
图3某幕墙工程的复杂节点模型
第三,在BIM的环境中,首先需要对复杂的节点进行模拟施工,这包括预测可能出现的挑战,识别潜在问题的根源,并对这些问题进行深入研究和调整。然后,将根据这些反馈来优化原始的施工计划和方案,这个过程会持续进行,直到找到最佳的施工策略。
最后,在实际工程建设过程中,应充分利用最佳施工策略(即在模拟环境中最优化的方案),并借助BIM的可视化和信息检索功能来提供实时的施工指导。通过对已修改过的施工计划进行整合,可以设定明确的目标和预期结果,然后按照"执行-审查-处理-计划"的流程进行反复操作,直至项目的最终成果满足既定的目标和计划要求[3]。
3基于BIM技术的建筑项目施工过程碰撞检查
在建筑项目的实施过程中,各个子系统和专业领域之间不可避免地会产生交互影响。因此,项目管理必须确保这些子系统之间的协同发展。BIM技术具备这种协调能力,它能够在建设过程中的每个阶段提供一个稳定且高效的沟通桥梁,从而帮助各专业领域识别并解决潜在的问题。通过及时的干预和解决方案,可以提高工作效率并提升施工品质。
为了确保各个专业模块在工程实施过程中不会产生干扰,必须在项目启动前对预期的施工蓝图进行全面的审查,这被称为"碰撞检查"。其主要目的是找出各个专业,包括结构、电气、供暖与通风,以及给水与排水等领域,是否存在潜在的冲突和问题。一旦发现这些问题,将立即采取相应的措施进行调整和优化,以确保所有专业模块在项目执行过程中不会相互影响,从而实现项目的顺利推进。利用BIM技术进行碰撞检查,可以让在项目开始之前迅速识别出各个专业模块间的潜在冲突(如图4所示)。例如,它可以帮助识别出结构、建筑、供暖与通风、消防、电气等领域的潜在冲突。通过这种方式,可以提前发现二维设计图纸中的潜在问题,并对其进行优化,从而提高设计质量,减少施工过程中的返工风险,确保施工过程的顺畅进行,并确保施工质量得到保障。
图4 某项目基于BIM技术的碰撞检查结果
随着建筑行业自动化技术的迅猛进步,利用BIM技术在项目启动之前对各个专业领域进行精确的冲突检测,不仅能有效减少由于设计图纸错误引发的重复劳动和施工过程中的变革问题,而且还能优化资源分配,降低开支,并提升工作效能[4]。在实施工程项目时,采用BIM技术来执行碰撞检测任务。首先,基于二维施工图纸构建了建筑、结构和MEP等各个模块的BIM模型,并对这些模型进行了精细化处理。然后,利用集成的软件工具对每个模块的BIM模型进行初步筛选,接着将它们整合到一起,并将其导入到如Navisworks这样的专业软件中,以进行深入的碰撞检测。最后,根据每次碰撞检测的结果,将其与优化后的施工计划相结合,并在目标模型中进行反复迭代,从而得到最佳的BIM模型。
4基于BIM技术的建筑项目施工质量信息交底
在建筑项目实施阶段,BIM技术的运用不仅限于其原有的功能,还在工程质量监控方面发挥了关键作用。传统的质量信息收集方式依赖于人工的手工记录,然而,借助BIM技术,可以利用智能设备如手机和平板电脑来拍摄和获取施工过程中的质量数据,并将这些数据实时传输至云端数据库。同时,还可以将质量信息与BIM模型进行关联,以便对出现的问题进行比较和分析,从而保证工程质量信息的真实性和可操作性[5]。
利用BIM技术在施工质量监控中的运用,可以从现场拍摄照片、目测观察或者实测数据中获取质量信息,然后将这些数据与BIM模型进行比对以进行质量评估。此外,还可以借助BIM技术来核实施工过程中的钢筋切割尺寸,无需携带大量纸质图纸,即可实现对施工现场质量的实时监控。如图5所示,这种方式可以让在现场直接进行质量对比和复核工作,同时收集相关信息。当将BIM技术应用于质量控制时,会根据问题的严重程度,明确责任归属,并采取相应的措施进行修复,同时记录并追踪处理过程。这不仅提高了效率,也确保了质量问题得到及时解决。
图5 深化设计图与现场施工的对比
5 结语
随着社会的进步与科技的创新,建筑行业面临着日益增长的挑战,其中包括如何确保施工过程中的质量控制。本文主要针对当前建筑施工质量控制所面临的问题进行了深入研究,并进一步探讨了BIM技术在这一领域的潜在价值。通过BIM技术的运用,可以实现建筑设计的可视化,深化施工图纸,进行碰撞检测,以及模拟施工流程等功能。这些功能都有助于提升建筑工程的整体质量。此外,BIM模型不仅能提供建筑物的最终外观效果,还能让各个部门的施工人员通过这个平台进行实时的沟通和决策,从而更好地完成整个建筑项目。
【参考文献】
[1]王昊,粘海宁,于侃.BIM技术在建筑工程施工质量控制中的应用[J].技术与市场,2024,31(05):126-130.
[2]范巍.BIM技术在建筑工程施工现场管理中的应用[J].建筑科技,2024,8(02):57-58+75.
[3]魏菁华,裴羊羊.BIM技术在房屋建筑工程施工进度管理中的应用策略[J].产业创新研究,2024(02):112-114.
[4]钟巍健.BIM技术在大型公共建筑工程施工管理中的综合应用[J].工程建设与设计,2023(23):135-138.
[5]李晓阳,陈宇.基于BIM技术的智能建筑工程施工质量管理[J].工程技术研究,2023,8(13):144-146.
作者简介:冯安超(1990—),男,山东寿光人,大学本科,工程师,研究方向:建筑工程
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