基于BIM技术的施工过程管理研究

基于BIM技术的施工过程管理研究

周小莉

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摘要：随着社会经济的不断发展和科技水平的提升，建筑工程在现代社会中扮演着越来越重要的角色，建筑工程的质量、效率和安全性直接影响着城市发展的进程和人们的生活质量。传统的建筑工程管理方式存在着诸多问题，如信息不透明、效率低下、质量难以保障等，急需一种全新的管理手段和技术来提升建筑工程的管理水平和效能。本文旨在为建筑工程领域的BIM技术应用提供有益的经验和借鉴，推动建筑工程管理向数字化、智能化发展，为建筑行业的可持续发展贡献力量。

关键词：BIM技术；施工过程；管理；方法

前言：近年来，建筑信息模型（BIM）技术的兴起为解决这些问题提供了新的思路和方法。BIM技术作为一种集成建模技术，可以在建筑工程的全生命周期中实现对数据的集成、共享和协同，从设计到施工再到运营维护，都能够实现信息的无缝连接和管理，基于BIM技术的施工过程管理成为了当前建筑工程管理的研究的核心要点。某机场卫星厅及其配套工程作为一座现代公共交通建筑，其规模庞大、工艺复杂，涉及到多种基础工程技术和施工工艺，是一个典型的建筑工程案例。该工程采用了灌注桩和管桩基础技术，涉及到大量的灌注桩和管桩的设计、施工和监测工作，复杂的施工环境对施工过程管理提出了更高的要求，需要采用先进的管理手段和技术来确保工程的顺利进行和高质量完成。

1 工程概述

某机场卫星厅及其配套工程是一座地下1层、地上4层的现代公共交通建筑，包括指廊和登机桥，该工程采用了灌注桩和管桩基础技术，其中灌注桩共计599根，桩径范围从1000mm到1800mm，具有不同的承载能力，主要根基于中、微风化混合花岗岩层；而管桩有2192根，桩径为600mm，承载能力为2500kN，桩端持力层为强风化混合花岗岩。本工程的设计和施工需要综合考虑地质条件、结构安全和工程成本等多个因素，灌注桩和管桩作为基础工程的重要组成部分，直接关系到建筑物的稳定性和承载能力。因此，在设计阶段需要充分考虑地层情况，选择合适的桩径和承载能力，确保基础结构的安全可靠。此外，施工过程中需要严格控制桩基的质量和布置，保证每根桩的竖向承载和抗拔能力符合设计要求。考虑到该工程的规模庞大，涉及多个工程环节和施工工艺，需要高效的施工管理和监控。在施工过程中，可以采用现代化的信息化手段，如BIM技术，对灌注桩和管桩的设计、施工和监测进行全面管理。通过BIM技术的应用，可以实现施工过程的虚拟仿真和实时监控，及时发现和解决施工中的问题，提高工程管理效率和质量。

2 项目施工过程管理的要求

该机场卫星厅及其配套工程在施工过程中具有一些特殊的要求，考虑到工程所处地质环境，即中、微风化混合花岗岩层，以及强风化混合花岗岩层，施工过程管理需要重点关注基础工程的设计和施工。在设计阶段，应根据地质勘察数据确定灌注桩和管桩的具体参数，如桩径、承载力等，确保基础工程的稳定性和安全性。在施工阶段，应加强对基础工程的质量监控，确保灌注桩和管桩的施工质量符合设计要求，特别是对于承载力和抗拔能力的要求进行严格控制。

工程规模大、工艺复杂，项目施工过程需要采用信息化手段进行管理。BIM技术可以在设计、施工和监测阶段提供全面的信息支持。在设计阶段，BIM可以进行三维模型的建立和优化，辅助工程师确定最佳的基础工程方案。在施工阶段，BIM可以进行施工过程的虚拟仿真，提前发现潜在问题，优化施工工艺和流程。在监测阶段，结合传感器和监测设备，BIM可以实现对灌注桩和管桩施工数据的实时监控，及时发现问题并进行调整。此外，由于工程规模大、工期长，安全管理和现场监督是项目施工过程中的重点。需要建立完善的安全管理体系，包括制定安全操作规程、加强现场安全教育培训、配备专业的安全监督人员等措施，确保施工过程中的安全生产。同时，需要加强现场监督，及时发现和解决施工现场的安全隐患和问题，保障工程的顺利进行和工人的安全。

3 基于BIM技术的施工过程管理策略

3.1 三维建模与优化

基于BIM技术的施工过程管理中，三维建模与优化是至关重要的一环。通过BIM软件，可以将建筑物及其相关构件以三维模型的形式呈现，从而实现对整个施工过程的全面管理和优化。基于BIM的施工建模如图1所示。

图1 基于BIM的施工建模图

首先，在三维建模阶段，工程团队可以将灌注桩和管桩等基础工程构件进行精细建模，包括桩的几何形状、材料参数、承载能力等信息。这样的三维模型不仅可以直观展现工程结构，还能为后续的施工过程提供可靠的基础数据。其次，在建立了三维模型的基础上，可以通过BIM软件进行模型的优化分析。比如，针对灌注桩和管桩的设计，可以进行结构优化、材料优选等工作，以提高构件的性能和承载能力。同时，通过与其他构件的协同设计，可以确保整体工程的一致性和协调性，避免设计上的冲突和问题。此外，三维建模还能为施工过程中的决策提供支持。例如，可以通过模型对不同方案进行比较分析，选择最优的施工工艺和流程；还可以模拟施工过程中遇到的问题，提前预防和解决施工难题，降低施工风险。

3.2 施工路径规划与工艺仿真

施工路径规划与工艺仿真是有效提高施工效率和质量的关键策略，通过BIM软件，可以对施工路径进行规划和优化，并进行工艺的虚拟仿真，以达到最佳的施工效果，施工路径规划是指对整个施工过程进行合理的顺序安排和时间计划。通过BIM软件，可以将施工过程中的各个工序、设备、人员等元素进行建模，并进行施工路径的优化分析，可以避免施工中的交叉干扰和冲突，提高施工的流程性和连贯性，从而提高施工效率和节约成本。基于BIM系统的路径规划实施流程如图2所示。

图2 基于BIM系统的路径规划实施流程

除此之外，工艺仿真是指利用BIM技术对施工过程进行虚拟仿真，模拟施工中的各个环节和细节，以评估施工方案的可行性和优化性。例如，在灌注桩和管桩的施工中，可以通过BIM模型模拟挖掘、灌注、浇筑等工艺步骤，检测存在的问题和风险，并进行调整和改进。

3.3 施工碰撞检测与优化

通过BIM软件可以对整个工程的施工过程进行三维建模，包括建筑结构、管道、设备等，构建的模型可以在虚拟环境中进行碰撞检测，即检测不同构件之间的干涉或冲突。例如，灌注桩施工过程中会与其他地下管道或基础设施存在冲突，利用BIM技术可以提前发现并进行解决，避免施工中的意外情况和延误。

在发现碰撞问题后，可以利用BIM技术进行优化处理。通过对碰撞部位进行调整或者重新设计，可以消除或减少碰撞，确保施工过程的顺利进行。这种优化不仅可以避免施工中的问题，还可以提高施工效率和节约成本。施工碰撞检测与优化策略的应用可以大大提高工程的质量和安全性。它不仅可以在设计阶段预防问题，在施工过程中也可以及时发现并解决潜在的冲突，避免后期的返工和修复，为工程的顺利进行提供有力保障。

3.4 实时监测与数据采集

在工程施工阶段，通过BIM技术可以结合传感器和监测设备，实现对施工过程的实时监控。例如，在灌注桩和管桩的施工过程中，可以通过传感器监测桩的沉降、倾斜等数据，并与BIM模型进行对比分析。这样可以及时发现施工中的异常情况，如桩身偏斜或沉降过大，及时采取措施进行调整，保证基础工程的稳定性和安全性，通过记录施工过程中的数据和参数变化，可以为工程验收和后续运营提供重要依据。同时，这些数据也可以用于施工过程的分析和优化，提高施工效率和质量。基于BIM技术的实时数据监测与数据采集的日志例如表1所示。

表1 基于BIM技术的实时数据监测与数据采集的日志例

结语：综上所述，在某机场卫星厅及其配套工程中，通过三维建模与优化，施工路径规划与工艺仿真，施工碰撞检测与优化，以及实时监测与数据采集等策略的综合应用，实现了对施工过程的全面数字化管理和智能化监控，BIM技术应用为基础的管理优化策略的有效应用使得工程在设计、施工和监测阶段都取得了显著的成果。BIM技术能够在设计阶段就对灌注桩和管桩等基础工程进行精细化建模和优化，减少施工过程中的冲突和问题。同时，利用BIM实现施工路径规划和工艺仿真，提高了施工效率和质量。施工中的碰撞检测和实时监测也有助于及时发现问题并进行调整，保障了工程的稳定性和安全性。

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