基于BIM技术的建筑施工现场管理研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 17 日 作者简介：陈曦（1991），男，汉族，浙江海宁人，本科。-163-基于 BIM 技术的建筑施工现场管理研究 陈 曦 浙江海宁鹃湖科技城开发投资有限责任公司，浙江 嘉兴 314400 摘要：摘要：基于 BIM 技术的建筑施工现场管理是当前研究的热点之一。为了提升建筑施工现场管理质量，优化质量管理体系，形成一体化的建筑施工管理机制，文章从 BIM 技术实施入手，就建筑施工现场管理存在的相关问题进行分析，提炼优化和落实机制，从设计、施工、验收等方面进行全流程的现场管理，这对于提升施工现场效率、促进和优化施工质量管理体系具有积极意义。基于以上内容，基于 BIM 技术的施工现场管理研究还包括对施工过程的可视化与仿真，以及施工项目数据的分析与决策支持等方面。这些研究成果为建筑行业提供了新的思路和方法，有望为施工现场管理带来显著的改进和提升。关键词：关键词：BIM 技术；建筑施工；现场管理 中图分类号：中图分类号：TU17 BIM 技术主要应用于建筑设计领域，在施工现场的管理环节应用相对较少，但随着建筑工程施工质量管理体系的优化为核心，从设计、施工、验收等环节，全流程的实现现场施工管理体系和质量的不断优化，这对于促进和完善建筑施工现场管理体系，优化现场管理流程等都具有积极意义，正逐渐在建筑行业得到广泛应用。在建筑施工阶段，施工现场管理是确保项目质量、进度和安全的关键环节。然而，传统的施工现场管理方法存在信息不对称、效率低下、沟通不畅等问题，难以满足现代建筑施工对高效、精确和可持续发展的要求。结合现有 BIM 技术实施的相关流程，要切实的和建筑工程施工管理的体系、管理的流程和管理的机制等进行优化，从设计初，就可实现施工现场管理机制、管理体系及管理目标的完善，从可行性的角度、集成化、可视化和协同化的特点，有望为提高施工效率、优化施工流程、降低施工风险等方面带来显著的改进。通过对 BIM 技术在施工现场管理中的应用和研究成果进行总结和分析，可以为建筑行业的数字化转型和智能化发展提供指导和借鉴。1 工程简介 某建筑项目包含了21座高层住宅楼和一个庞大的地下停车场。这些建筑物的楼层数介于 9 层到 24 层之间，其中最高建筑达到了 74.55 米。整个项目的总建筑面积大约为 141,288.4 平方米。项目细节如下：住宅楼：共 21 座，总建筑面积约 107,801 平方米（包括地下部分），结构为框架与剪力墙的组合。地下停车场：面积大约 33,487.4 平方米，也采用框架-剪力墙结构。工程高程：控制在0.000，相对于黄海高程为4.900。室外地面：高程为-0.30。在基础工程中，使用了钢筋混凝土的钻孔灌注桩，包括600 和500 两种类型，桩身和试桩混凝土均为C30 等级。钢筋包括 HPB300 和 HRB400 两种。剪力墙的厚度为 200mm，采用了多种型号的钢筋（8、10、12 和14 号），构成双层双向钢筋网。墙体混凝土标号从底部到顶部依次降低，从 C45 降到 C25，并在墙内设置了钢筋混凝土暗柱。外墙使用 200mm 厚页岩多孔砖和 M7.5 混合砂浆砌筑；内墙则用 200mm 厚蒸压砂加气混凝土砌块(A5.0，B06)和 Ma5.0 专用砂浆。接触土体的地下墙体采用MU20 混凝土实心砖和 Mb10 水泥砂浆。地下室内隔墙同样采用 200mm 厚的烧结页岩多孔砖和 M7.5 混合砂浆。项目还结合了 BIM 技术进行施工，以优化建筑过程和设计。2 BIM 技术在建筑施工现场管理中的应用 2.1 BIM 技术在建筑施工现场布置的应用 2.1.1 传统施工现场布置特征 中国科技期刊数据库 工业 A-164-传统施工现场通常会将不同工程任务划分为不同的区域，例如混凝土浇筑区、钢筋加工区、木工区等。这些施工区域通常是分散的，各自独立进行施工。这种布置特征可能导致物料、工人和设备之间的相对分散，需要更多的空间来容纳不同的施工活动。这种布置方式可能会增加现场的混乱度和管理难度。传统施工现场通常需要搭建各种临时设施，如工棚、临时办公室、材料堆放区等，以支持施工活动1。这些临时设施在施工过程中是必需的，但它们通常需要占用额外的空间和资源。此外，这些临时设施可能会在项目结束后被拆除，产生一定的环境影响和资源浪费。综合来看，传统施工现场的布置特征倾向于将不同的施工活动分隔开来，这可能导致资源的相对分散利用和空间的临时占用。随着现代建筑技术的发展，一些项目开始采用模块化建筑、预制构件等方法，以改善施工现场的布置，提高施工效率并减少资源浪费。2.1.2 BIM 技术施工现场布置优势（1）提高设计与实施的准确性和效率 BIM 技术（建筑信息模型技术）在施工现场布置中的第一个显著优势是它显著提高了设计与实施的准确性和效率。BIM 不仅仅是一个三维设计工具；它是一个全方位的信息管理系统，包含了建筑项目的每一个细节和方面。通过 BIM，设计师和工程师能够在一个高度详细和精确的虚拟环境中进行工作，这有助于发现和解决潜在的设计问题，避免现场施工中的错误和延误。在传统的建筑设计方法中，二维图纸和简单的模型不能全面展示建筑的所有方面，尤其是复杂的系统如电气和管道网络。而BIM模型包含了这些所有信息，使得设计更加准确，减少了现场施工中因设计不清或误解而产生的错误。这种提前发现和解决问题的能力，不仅节省了时间，也降低了成本。（2）提升资源和材料的管理效率 BIM 技术在施工现场布置中的第二个优势是提升了资源和材料的管理效率。利用 BIM，项目管理者可以更精确地预测所需材料的数量，从而减少浪费并优化采购。BIM 模型能够自动计算所需材料的量，包括其尺寸、类型和数量。这种精确的预测不仅减少了材料的浪费，还帮助施工团队合理规划材料的购买和运输，进而优化成本和时间。此外，BIM 还允许项目经理有效地跟踪和管理施工现场的资源分配。例如，它可以帮助管理人员更好地计划机械和设备的使用，确保在需要时它们可以被高效利用，从而提高整体施工效率。（3）改善沟通和协作 BIM 技术在施工现场布置中的第三个优势是改善了项目团队之间的沟通和协作。BIM 提供了一个共享的信息平台，所有参与项目的人员都可以访问这个平台来获取更新的项目信息。这意味着设计师、承包商、工程师和项目管理者都可以在一个统一的系统中工作，实时共享和更新信息。这种透明和一致性的沟通大大减少了误解和信息滞后的问题，确保项目的每个成员都有最新的数据和信息。通过 BIM，项目团队可以在项目的早期阶段进行更有效的协作，以确保所有人对设计和建筑计划有共同的理解。这种早期的协作有助于发现和解决潜在的冲突，确保施工过程更加顺畅。（4）提升安全性和风险管理 BIM 技术的第四个优势是提高施工现场的安全性和风险管理。通过 BIM 模型，项目团队可以在施工开始之前进行详细的安全分析，识别和评估潜在的风险点。这种预先的风险评估和规划有助于制定更有效的安全策略和应急计划，从而减少现场事故的可能性。BIM 还提供了模拟施工过程的功能，使项目团队能够在虚拟环境中模拟各种施工情景。这种模拟不仅帮助团队成员更好地理解施工过程，还允许他们提前识别可能的安全隐患，制定相应的预防措施。通过这种方式，BIM 技术有助于创建一个更安全、更可控的施工环境。总结而言，BIM 技术在提高施工现场布置的准确性和效率、优化资源和材料管理、改善团队沟通与协作以及提升安全性和风险管理方面具有显著优势。这些优势共同作用，不仅提高了施工项目的整体质量和效率，还为项目管理者提供了强大的工具来优化建筑过程，确保项目成功。2.2 BIM 技术在施工现场质量控制中的应用（1）可视化质量控制：BIM 技术通过创建高度详细的三维模型，使施工团队能够可视化整个项目。这使得项目参与者能够更容易地检查和评估设计、施工和材料的质量。通过在 BIM 模型中标记和记录问题，例如不符合规范的构件、冲突或错误，团队可以迅速中国科技期刊数据库 工业 A-165-识别潜在的质量问题，并采取纠正措施，从而减少了后期返工的可能性。（2）冲突检测和解决：BIM 技术可以自动进行冲突检测，即在模型中识别构件之间的冲突或不匹配。这有助于避免在施工现场发现冲突或问题时导致延误和额外成本。通过提前在 BIM 模型中识别并解决这些问题，可以保证施工过程更加流畅，减少了质量问题的出现3。（3）材料和资源管理：BIM 技术可以与库存和供应链管理系统集成，帮助团队跟踪和管理材料的质量和来源。这有助于确保使用符合规范的材料，减少次品材料的使用，从而提高建筑质量。此外，BIM 还可以帮助优化资源分配，确保在需要时有足够的材料和工人，以保证施工的质量和进度。（4）实时监控和记录：BIM 技术可以在施工现场实时监测进展和质量。传感器和监控设备可以与 BIM系统集成，以监测结构的变化、材料的使用和施工的质量。这些数据可以用于自动化报告和记录，使团队能够迅速识别潜在的问题并采取行动。实时监控也有助于确保施工按计划进行，提高了质量控制的效率。2.3 协同功能 BIM 技术在建筑施工现场的协同管理方面发挥了关键作用。通过 BIM，不同领域的团队成员，如建筑师、结构工程师、机电工程师和施工管理人员，可以在一个集成的平台上共享和协同工作。这意味着他们可以同时访问和编辑一个项目的单一信息源，而不是依赖于分散的文档和绘图。这种协同性有助于减少错误和信息不一致性，提高了工程项目的质量和效率。协同和模拟功能的结合还可以帮助管理和优化资源。通过BIM，施工团队可以精确计划材料和设备的交付，以确保它们在需要的时间和地点可用。这有助于减少资源浪费和库存成本，并确保工程项目的顺利进行。此外，BIM 还可以帮助优化人员的分配，确保合适的技能和工种在正确的时间和地点可用。2.4 BIM 技术在建筑施工现场进度控制中的应用 首先，BIM 模型允许施工团队在建筑项目开始之前，制定更为精确和实用的施工进度计划。这是因为 BIM模型不仅包含设计细节，还能整合时间线和逻辑关系，形成一个四维（4D）模型。在这个 4D 模型中，管理者不仅可以看到建筑物的三维结构，还可以看到时间在其中的作用，例如何时开始某一构件的安装，何时完成。这样的可视化工具对于预测潜在的延误、优化资源分配和协调各个承包商的工作至关重要。其次，BIM 技术在施工过程中提供了实时的进度跟踪和调整能力。通过将现场数据实时输入到 BIM 模型中，项目管理者可以即时了解项目进度与原计划之间的偏差，并据此做出快速决策。例如，如果某个施工阶段延迟，BIM 模型可以帮助确定如何调整后续工作流程以减少整体项目的延误。最后，BIM 技术通过促进更好的沟通和协作，进一步增强了进度控制的效果。所有项目参与者从设计师到承包商，都可以访问相同的 BIM 模型，并基于模型的最新数据进行决策和沟通。这种透明度和一致性确保了所有团队成员都有一致的理解和预期，从而降低了因误解或信息滞后而导致的进度延误4。2.5 基于 BIM 技术的建筑施工现场安全管理中的应用（1）提高设计与实施的准确性和效率 BIM 技术（建筑信息模型技术）在施工现场布置中的第一个显著优势是它显著提高了设计与实施的准确性和效率。BIM 不仅仅是一个三维设计工具；它是一个全方位的信息管理系统，包含了建筑项目的每一个细节和方面。通过 BIM，设计师和工程师能够在一个高度详细和精确的虚拟环境中进行工作，这有助于发现和解决潜在的设计问题，避免现场施工中的错误和延误。在传统的建筑设计方法中，二维图纸和简单的模型不能全面展示建筑的所有方面，尤其是复杂的系统如电气和管道网络。而BIM模型包含了这些所有信息，使得设计更加准确，减少了现场施工中因设计不清或误解而产生的错误。这种提前发现和解决问题的能力，不仅节省了时间，也降低了成本。（2）提升资源和材料的管理效率 BIM 技术在施工现场布置中的第二个优势是提升了资源和材料的管理效率。利用 BIM，项目管理者可以更精确地预测所需材料的数量，从而减少浪费并优化采购。BIM 模型能够自动计算所需材料的量，包括其尺寸、类型和数量。这种精确的预测不仅减少了材料的浪费，还帮助施工团队合理规划材料的购买和运输，进而优化成本和时间。此外，BIM 还允许项目经理有效地跟踪和管理中国科技期刊数据库 工业 A-166-施工现场的资源分配。例如，它可以帮助管理人员更好地计划机械和设备的使用，确保在需要时它们可以被高效利用，从而提高整体施工效率。（3）改善沟通和协作 BIM 技术在施工现场布置中的第三个优势是改善了项目团队之间的沟通和协作。BIM 提供了一个共享的信息平台，所有参与项目的人员都可以访问这个平台来获取更新的项目信息。这意味着设计师、承包商、工程师和项目管理者都可以在一个统一的系统中工作，实时共享和更新信息。这种透明和一致性的沟通大大减少了误解和信息滞后的问题，确保项目的每个成员都有最新的数据和信息。通过 BIM，项目团队可以在项目的早期阶段进行更有效的协作，以确保所有人对设计和建筑计划有共同的理解。这种早期的协作有助于发现和解决潜在的冲突，确保施工过程更加顺畅。（4）提升安全性和风险管理 BIM 技术的第四个优势是提高施工现场的安全性和风险管理。通过 BIM 模型，项目团队可以在施工开始之前进行详细的安全分析，识别和评估潜在的风险点。这种预先的风险评估和规划有助于制定更有效的安全策略和应急计划，从而减少现场事故的可能性。BIM 还提供了模拟施工过程的功能，使项目团队能够在虚拟环境中模拟各种施工情景。这种模拟不仅帮助团队成员更好地理解施工过程，还允许他们提前识别可能的安全隐患，制定相应的预防措施。通过这种方式，BIM 技术有助于创建一个更安全、更可控的施工环境。总结而言，BIM 技术在提高施工现场布置的准确性和效率、优化资源和材料管理、改善团队沟通与协作以及提升安全性和风险管理方面具有显著优势。这些优势共同作用，不仅提高了施工项目的整体质量和效率，还为项目管理者提供了强大的工具来优化建筑过程，确保项目成功。3 基于BIM 技术的建筑施工现场管理效果评估 真实可信：通过对建筑信息模型与实际施工现场的对比，评估结果更加真实和可信，可以准确反映施工现场的实际情况。（1）全面细致：基于 BIM 技术的评估方法可以对施工现场的各个方面进行全面细致的评估，包括布局、进度、质量和安全等方面，可以发现问题的根源并及时解决。（2）高效便捷：基于 BIM 技术的评估方法可以实现自动化和数字化，大大提高评估的效率和准确性。同时，评估结果可以通过可视化的方式呈现，方便管理者和相关人员进行查看和分析5。（3）持续改进：通过基于 BIM 技术的评估方法，可以及时发现和解决施工现场存在的问题，提高施工管理的效果和项目的整体质量。同时，可以对评估结果进行追踪和记录，为后续的施工项目提供经验和参考。基于 BIM 技术的建筑施工现场管理效果评估方法具有较高的准确性和可信度，可以帮助管理者全面了解施工现场的实际情况，并及时采取措施进行改进和提高，从而提升施工管理水平和项目质量。4 结束语 基于 BIM 技术的建筑施工现场管理研究为解决传统施工现场管理中存在的诸多问题提供了新的思路和方法。通过数字化、集成化、可视化和协同化的特点，BIM 技术使得施工现场管理更加高效。参考文献 1 蒋 美 幸.BIM 技 术 用 于 建 筑 施 工 场 地 布 置 的 意 义 及 其 对 现 场 管 理 的 优 化 价 值 分 析 J.四 川 水泥,2022(10):133-135.2乔晨旭.BIM 技术在建筑施工现场管理中的应用J.工程技术研究,2022,7(13):253-255.3雷红伟.BIM 技术在建筑施工现场安全管理中的应用J.工程技术研究,2021,6(15):156-157.4韩新照.BIM 技术在建筑施工现场危险源管理中的应用探讨J.江西建材,2020(06):136-137.5张彬彬.BIM 技术在建筑施工现场危险源管理中的应用研究J.施工技术,2019,48(06):6-10.