基于BIM 技術(shù)的高層建筑施工安全管理探究

何日建

（肇慶市君禹建設(shè)有限公司，廣東肇慶 526100）

0 引言

在現(xiàn)階段的高層建筑施工過程當(dāng)中，受到設(shè)計方案、現(xiàn)場監(jiān)管等因素的影響，導(dǎo)致其施工安全風(fēng)險頻發(fā)，阻礙了施工質(zhì)量的進一步提升。相關(guān)建設(shè)者應(yīng)當(dāng)及時認(rèn)清BIM 技術(shù)在高層建筑施工乃至安全管理工作當(dāng)中的重要意義，加強對BIM 技術(shù)的重視程度，從而有效減少施工風(fēng)險帶來的損失和影響。

1 BIM 技術(shù)的概述及主要優(yōu)勢

1.1 BIM 技術(shù)的概述

BIM 技術(shù)又稱為建筑信息模型技術(shù)，主要是指基于計算機技術(shù)以及信息化技術(shù)，針對建筑進行三維建模，從而為建筑工程項目設(shè)計與施工提供關(guān)鍵性參考輔助的一項技術(shù)手段。

1.2 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢

一般來說，相較于傳統(tǒng)的建筑項目設(shè)計與施工工作模式來說，基于BIM 技術(shù)開展相應(yīng)的工作流程能夠更加充分地提升項目方案的直觀性，還能打通設(shè)計方、施工方與業(yè)主之間的交流渠道，并能夠基于現(xiàn)場實際情況對項目建設(shè)進行模擬，進而使施工風(fēng)險得到有效展現(xiàn)，為強化風(fēng)險處置水平，提升風(fēng)險管控成效提供相應(yīng)的支持。

2 當(dāng)前高層建筑施工安全管理存在的問題

2.1 施工方案存在安全隱患

在現(xiàn)階段的高層建筑施工過程當(dāng)中，受到設(shè)計思路、設(shè)計人員素質(zhì)等因素的影響，導(dǎo)致部分項目的施工方案存在一定的隱患。例如在部分項目當(dāng)中，設(shè)計人員未能結(jié)合項目實際要求針對地基支護方式進行合理選擇，導(dǎo)致支護強度難以有效滿足施工項目需求，可能存在沉降甚至坍塌等安全風(fēng)險，給高層建筑項目的施工進程帶來了嚴(yán)重威脅和影響[1]。此外，部分建筑工程項目未能針對高空作業(yè)設(shè)計針對性的安全防護預(yù)案，對高空施工過程當(dāng)中可能存在的風(fēng)險未能進行及時處置，同樣也會造成嚴(yán)重的安全損失。

2.2 施工現(xiàn)場安全監(jiān)管存在漏洞

在高層建筑的施工過程當(dāng)中，施工現(xiàn)場的安全監(jiān)管對確保施工安全具有關(guān)鍵性作用。但由于項目現(xiàn)場管理不規(guī)范，導(dǎo)致施工單位以及監(jiān)理單位未能正確履行相應(yīng)的安全監(jiān)管責(zé)任，對施工過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險以及安全隱患也未能進行及時有效地處理，對進一步確保高層建筑施工安全產(chǎn)生了一定的負面影響。

2.3 安全教育工作開展不到位

一些項目未能結(jié)合實際情況針對參建單位和人員展開相應(yīng)的安全教育工作，導(dǎo)致參建人員的安全意識存在一定的欠缺，忽視了施工過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的各項安全隱患以及安全問題，導(dǎo)致施工安全風(fēng)險的發(fā)生。

3 基于BIM 技術(shù)的建筑施工安全管理措施

3.1 優(yōu)化圖紙設(shè)計以及會審管控

為了進一步強化高層建筑施工安全管理水平與質(zhì)量，提升BIM 技術(shù)在工程項目安全管理當(dāng)中的應(yīng)用價值，相關(guān)建設(shè)者應(yīng)當(dāng)針對圖紙設(shè)計與會審工作進行進一步調(diào)整與優(yōu)化，從而為建筑項目施工提供更加明確可靠的方向引領(lǐng)。技術(shù)人員可針對施工現(xiàn)場相關(guān)參數(shù)進行測定，并將其錄入項目試圖當(dāng)中，針對圖紙方案當(dāng)中涉及的各項施工環(huán)節(jié)以及施工流程之間的銜接關(guān)系進行更加直觀地展現(xiàn)，并組織專業(yè)技術(shù)力量針對設(shè)計方案圖紙進行全方位會審，針對設(shè)計方案當(dāng)中可能存在的，影響高層建筑項目整體施工安全性的風(fēng)險與隱患進行及時有效地分析和處置，有效減少外界風(fēng)險對項目施工安全可能造成的沖擊和影響，提升項目施工安全性。另外，針對施工過程當(dāng)中可能存在的風(fēng)險和問題，相關(guān)設(shè)計人員可預(yù)先采取相應(yīng)措施進行防護，從而進一步減少事故出現(xiàn)的可能性，為提升高層建筑施工建設(shè)效益，推動我國建筑施工領(lǐng)域的長效化健康發(fā)展提供相應(yīng)的支持和動力。

3.2 確保施工現(xiàn)場布局符合安全要求

由于高層建筑施工項目涉及的流程與環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，參建單位較為多元，因此在開展施工現(xiàn)場管理的過程當(dāng)中，全方位優(yōu)化施工現(xiàn)場布局同樣也是降低施工風(fēng)險，提升施工可靠性的關(guān)鍵策略。相關(guān)技術(shù)人員可基于BIM 技術(shù)，針對施工過程當(dāng)中的原料運輸渠道、人員進出通道、材料堆放位置、預(yù)加工位置、機械設(shè)備停放位置、高空作業(yè)位置等等進行優(yōu)化布局，一方面有效減少施工現(xiàn)場的風(fēng)險概率，全面提升現(xiàn)場施工安全性，另一方面還能有效降低建筑施工對于周邊環(huán)境所產(chǎn)生的影響，為實現(xiàn)高層建筑的建設(shè)施工目標(biāo)奠定更加堅實的基礎(chǔ)（圖1）。

此外，由于在高層建筑的施工過程當(dāng)中，受環(huán)境因素、設(shè)計因素、施工進程等所項內(nèi)容的影響，其現(xiàn)場布局需求可能會發(fā)生一定的變化，因此在基于BIM 技術(shù)對高層建筑施工現(xiàn)場布局進行建模之后，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)跟隨施工推進的腳步持續(xù)針對現(xiàn)場相關(guān)參數(shù)指標(biāo)進行測定和分析，使施工現(xiàn)場的三維建模更加清晰可靠，同時也能夠為后續(xù)的現(xiàn)場布局修訂提供相關(guān)參考依據(jù)[2]。

與此同時，在基于BIM 技術(shù)對高層建筑施工現(xiàn)場進行布局模擬的過程當(dāng)中，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)遵循交叉施工的原則，結(jié)合施工周期的要求以及方案當(dāng)中的相關(guān)規(guī)劃對施工現(xiàn)場布局結(jié)構(gòu)進行階段性調(diào)節(jié)，使其與施工現(xiàn)場實際情況相吻合，為充分滿足施工安全管控要求。

3.3 針對施工風(fēng)險進行模擬預(yù)測

通過結(jié)構(gòu)仿真技術(shù)以及BIM 建模技術(shù)的綜合應(yīng)用，能夠針對預(yù)定的高層建筑施工方案以及施工流程進行全方位模擬和預(yù)測，并針對方案當(dāng)中可能存在的風(fēng)險問題進行及時預(yù)警、處置與優(yōu)化，實現(xiàn)高層建筑施工建設(shè)方案的逐步迭代，有效減少了設(shè)計調(diào)整過程當(dāng)中可能存在的資源浪費現(xiàn)象，同時還能進一步強化風(fēng)險管控成效，實現(xiàn)對施工風(fēng)險的高效處理。

在針對建筑施工方案及其可能存在的風(fēng)險進行模擬預(yù)測的過程當(dāng)中，主要應(yīng)遵循以下流程：首先應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場施工參數(shù)針對模擬施工環(huán)境進行明確，并針對施工運動關(guān)系以及施工順序進行調(diào)控，其次，運用BIM 模型及相應(yīng)算法對整個施工流程進行模擬，針對模擬過程當(dāng)中測定出的相關(guān)參數(shù)進行綜合性分析，并與預(yù)期設(shè)計目標(biāo)以及施工安全管理要求進行比對，最后針對方案優(yōu)勢及其內(nèi)部風(fēng)險進行評估，使高層建筑施工質(zhì)量得到更加充分地提升，有效減少施工過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的各項安全問題以及質(zhì)量問題，確保施工成品符合后續(xù)驗收相關(guān)要求（圖2）。

3.4 實現(xiàn)可視化技術(shù)交底

在高層建筑開展施工的過程當(dāng)中，通過施工技術(shù)交底工作，能夠進一步強化現(xiàn)場管理人員對于建筑施工項目的整體了解程度，針對施工過程當(dāng)中涉及的技術(shù)手段、施工目標(biāo)、工期安排以及驗收要求具備較為明確的認(rèn)知，同時還能有效強化參建人員對工程項目的了解程度，使他們能夠進一步明確施工流程以及施工策略，為提升高層建筑施工安全性以及施工質(zhì)量提供更加堅實的基礎(chǔ)[3]。但在傳統(tǒng)的施工技術(shù)交底過程當(dāng)中，受到技術(shù)因素的影響和制約，設(shè)計單位與土建施工單位之間的交流和溝通渠道較為單一，難以更加有效直觀地將技術(shù)方案向施工人員進行交底，施工人員無法有效獲知高層建筑項目的施工特點以及施工要求，阻礙了施工現(xiàn)場管理以及施工安全控制工作的正常開展。

利用BIM 技術(shù)，能夠?qū)鹘y(tǒng)的文字交底形式進行有效改革，杜絕傳統(tǒng)技術(shù)交底過程當(dāng)中施工人員對工程項目“一知半解”的現(xiàn)象發(fā)生，使設(shè)計單位能夠結(jié)合設(shè)計方案以及施工要求，通過三維建模技術(shù)進行直觀地還原和展現(xiàn)，進一步深化施工人員對于設(shè)計方案的理解程度，讓他們能夠在最短的時間當(dāng)中掌握高層建筑施工特點及其可能存在的安全風(fēng)險，為全方位強化高層建筑安全管理工作的針對性與有效性提供相應(yīng)的技術(shù)支持與協(xié)助。

3.5 及時針對風(fēng)險源進行辨識

在安全管理過程當(dāng)中，可靠的風(fēng)險源辨識工作能夠使施工人員更加有效地規(guī)避施工風(fēng)險，進一步強化現(xiàn)場安全管控效果。運用BIM 建模技術(shù)進行風(fēng)險源辨識工作，能夠使風(fēng)險預(yù)警與管控效率得到有效提升。具體來說，在高層建筑的施工過程當(dāng)中，常見的風(fēng)險源有以下幾種類型，首先是坍塌風(fēng)險源識別。在建筑地基支護施工、土方開挖施工以及混凝土模板施工的過程當(dāng)中，其結(jié)構(gòu)可能會受到受力設(shè)計或施工流程等因素產(chǎn)生坍塌風(fēng)險（圖3）。

應(yīng)用BIM 建模技術(shù)能夠讓技術(shù)人員針對高層建筑地基支護施工、土方開挖施工以及模板施工的相關(guān)順序與流程進行全面調(diào)整與優(yōu)化，并針對相應(yīng)的施工順序以及施工流程進行模擬，并針對施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行測試，有效減少因施工順序設(shè)定導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)坍塌現(xiàn)象，為有效規(guī)避坍塌風(fēng)險做出相應(yīng)的貢獻。其次，利用BIM 技術(shù)還能針對施工現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)碰撞風(fēng)險進行識別和預(yù)測。在現(xiàn)階段的高層建筑施工過程當(dāng)中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)碰撞風(fēng)險較為顯著。一旦出現(xiàn)結(jié)構(gòu)碰撞，極有可能發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，造成人員傷亡以及財產(chǎn)損失。通過BIM 模型的運用，技術(shù)人員能夠針對施工現(xiàn)場布局狀態(tài)及其安全風(fēng)險進行預(yù)測，從而及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場當(dāng)中可能在施工時發(fā)生碰撞的結(jié)構(gòu)部位，并對其間距、布局進行有效優(yōu)化和處理，從而使現(xiàn)場碰撞風(fēng)險得以降至最低（圖4）。最后，基于BIM 技術(shù)還能針對高空墜落風(fēng)險進行及時分析和辨識，使施工人員能夠在存在墜落風(fēng)險的位置采取措施進行防護和警示，使建筑施工現(xiàn)場安全防護工作得到針對性參考[4]。

3.6 確保安全風(fēng)險應(yīng)急處置的針對性

為了進一步減少高層建筑施工過程當(dāng)中因安全風(fēng)險帶來的人員與財產(chǎn)損失，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)基于設(shè)計思路以及風(fēng)險類型構(gòu)建相應(yīng)的風(fēng)險應(yīng)急處置預(yù)案[5]。但在傳統(tǒng)的應(yīng)急預(yù)案制訂以及演練的過程當(dāng)中，受到風(fēng)險辨識工作開展的制約和影響，導(dǎo)致預(yù)案往往缺乏針對性。利用BIM 技術(shù)對安全風(fēng)險應(yīng)急處置預(yù)案進行優(yōu)化，能夠結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況確定出一條快速疏散并撤離現(xiàn)場的路線，從而進一步強化預(yù)案構(gòu)建與演練的針對性，實現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場風(fēng)險處置成效的不斷進步。

4 結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)階段的高層建筑施工過程當(dāng)中，BIM 技術(shù)以其直觀性、協(xié)調(diào)性特點具有重要的應(yīng)用價值。設(shè)計與施工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合BIM 技術(shù)的應(yīng)用對傳統(tǒng)的建筑施工安全管理機制進行全方位改革與優(yōu)化，進一步提升高層建筑施工安全與施工質(zhì)量，為推動建筑施工效益的不斷提升提供相應(yīng)的支持。