基于BIM技術的施工程質量管理研究--以A項目為例

來源: www.411242.buzz 發布時間:2020-04-21 論文字數:37544字
論文編號: sb2020042009593230558 論文語言:中文 論文類型:碩士畢業論文
本文是一篇工程碩士論文,本論文在分析傳統施工質量控制理論、BIM 技術理論的基礎上,對現階段施工質量管理中存在的問題和原因進行討論,將BIM技術應用到施工過程的質量管理中。
本文是一篇工程碩士論文,本論文在分析傳統施工質量控制理論、BIM 技術理論的基礎上,對現階段施工質量管理中存在的問題和原因進行討論,將BIM技術應用到施工過程的質量管理中,并通過具體項目的實際應用證明了 BIM 技術用于施工過程質量管理的可行性。經過分析研究得出以下結論:(一)系統的論述了將 BIM 技術引入到工程施工質量管理領域中,并基于實際案例論述其具體應用通過上述介紹的現階段建筑工程施工質量管理存在的問題及 BIM 技術的內涵、應用現狀和應用價值,得出將 BIM 技術引入到施工質量管理中的可行性。隨后結合實際案例,論述了 BIM 技術在工程施工質量管理中的具體應用,如可視化技術交底與虛擬漫游、圖紙審查、重點施工方案的編制與工藝模擬等,全面的證明了 BIM 技術在施工質量管理中優勢。

第一章 引言

第一節 研究背景及意義
一、研究背景
建筑業作為我國國民經濟發展的支柱產業,是國民經濟的重要組織部門,他與國家科技的發展、人民生活的改善都有著千絲萬縷的關系[1]。自 2006 年以來,建筑業總產值的增長率已經連續 6 年超過 20%。其中,2015 年增長 2.3%,2016 年上升至7.1%,2017 年達到 10.5%,2018 年第一季度就增長了 13%,整個行業進入平穩發展期[2]。建筑行業在穩步發展的同時,隱藏在背后的種種問題卻發人深省。近些年,全國各地的建筑工程結構不合格、材料不達標等事情屢見不鮮。如北京明悅灣保障房項目因混凝土不達標拆除了六棟樓,還對兩棟樓進行了加固;珠海祖國廣場因未根據實際工況設計計算,對設計方案又缺少深入論證,而造成的基坑坍塌事故。綜上所述,對于如何提高施工質量管理水平已成為建筑業所面臨的一大難題。
建筑行業的一直存在著發展方式粗放、人員密度大、項目參與方多等問題。這樣一個龐大且復雜的行業,給建筑企業帶了機遇,更帶來了挑戰。而目前施工過程中存在著諸多問題,如信息交互不暢、信息傳遞流失、施工現場管理混亂等。這些問題的出現,對工程的施工質量產生可極大地影響。近些年來,人們對房子的要求不只局限于居住,更逐漸開始追逐外觀、功能及舒適度等。另外,我國高層建筑和大型復雜建筑就像雨后春筍般拔地而起,它們的造型奇特、參建單位多、施工工藝復雜等特點,都對工程的施工質量提出了新要求,同時也預示著我們需要探尋一種新的質量管理模式來滿足這些要求。由此,BIM 技術便逐漸出現在了人們的視線。
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第二節 國內外研究綜述
一、國外研究綜述
20 世紀 70 年代,被稱為“BIM 之父”的卡內基梅隆大學建筑和計算機專業教授 Chuck Eastman,在他的著作中提出“利用計算機來描述建筑物”。他提到從建筑工程的可視化與量化的角度來對建筑工程進行分析,有利于提高工程建設效率[4]。Robert Aish 在發表的論文中,首次使用“建筑信息模型”一詞,他在論文中描述的BIM 技術相關論點和實施的技術,在現階段仍被我們認知,他還通過分析案例來表達它的觀點[5]。
BIM 技術的開始應用是由美國 Autodesk 公司在 2002 年向國際建筑師協會(UIA)提出的,并發布了《BIM 白皮書》。之后,“BIM 教父”Jerry Laiserin 在文章中對 BIM的內涵和外延進行界定,表述為“BIM 技術是以數字形式來描述工程的建設與管理過程,同時在工程實施過程中以數字的形式進行信息交流與協同管理”[6],得到多方的認可,隨后在歐美、日韓、新加坡等發達國家和地區快速地傳播和發展。
Akinci B,Fischer M 等學者,在文章中提出的基于通用工作空間本體和項目特定的 IFC 為基礎的 4D 生產模型,能夠自動生成項目特定工作空間。這個工作空間可以記載工程的施工活動、方法、存在的時間、地點以及所占體積,有利于施工計劃的空間規劃[7]。
Halfway M R,Froese T M 等學者,應用 BIM 技術構建了建筑集成平臺,該平臺是現階段 5D+BIM 技術軟件的前身,它集成了工程施工質量管理、工程造價預算與工程量統計等功能,同時又具有較強的模型編輯能力,為 BIM 技術的應用提供了基礎[8]。
Mccuen T L 在文中是以 BIM 模型在開發中的調度和成本函數增值為例進行的研究。他指出項目的進度、成本與質量是施工過程中的重要組成部分,將 BIM 技術應用于其中,有利于實現對每一個項目的時間、成本以及施工質量做出明智的決定。最后,他通過集成了一個多維模型,增強 BIM 技術對項目團隊和項目業主的好處[9]。
圖 1.1 國內外 BIM 使用時間對比
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第二章 施工質量管理理論與 BIM 技術概述

第一節 施工質量管理理論
一、施工質量管理概述
(一)施工質量管理概念
建筑工程的質量關系著建筑物的壽命和使用功能,對近期和長遠的經濟效益都有重大影響。施工質量是所有質量關系的核心,而影響施工質量的因素有很多。除了常說的施工過程中的人員、材料、機具設備、環境和施工方法因素之外,還包含原材料的運輸和保管、機械設備的日常維護與運轉情況、工人工作的熟練程度、勞動組織的先進性、質量檢查和測試手段的健全性等工作的質量[30]。因此,加強施工質量管理有助于提高工程質量和減少安全事故。
施工質量管理是針對建筑與安裝產品的質量管理,在該產品在滿足一定用途的同時,還能滿足人們對堅固耐久、經濟適用、美觀等屬性的需求。施工質量管理是衡量一個企業管理水平的重要標志,探尋合適的質量管理方法是保證項目質量的關鍵。早在上世紀 60 年代,日本專家便開發出七種工程質量統計工具,即排列圖、因果圖、調查表、直方圖、控制圖、散布圖和分層法,稱為“質量管理七種工具”,這七種方法的提出主要是針對施工人員和初級技術人員在現場的質量管理[31]。之后,隨著質量管理的發展,專家們又研究出適用于管理層的質量管理方法,再原名稱的基礎上稱它們為“質量管理新七種工具”,即關聯圖法、網絡圖法、系統圖法、矩陣圖法、KJ 法、矩陣數據解析法、PDPC 法[32]。
(二)施工質量管理理論基礎
1. 全面質量管理理論
20 世紀 70 年代末,我國開始正式推行全面質量管理。全面質量管理是指一個組織以質量為中心,以全員參與為基礎,用科學的方式全面、全過程的參與到質量管理中,充分發揮出企業在管理、組織、技術和后勤服務等工作的作用的質量管理方法[33]。全面質量管理與其他管理理論的區別在于,它強調管理必須始于識別顧客的質量要求,終于顧客對他手中的產品感到滿意。全面質量管理理論主要包括三個層面:
(1)全面質量管理
工程的全面質量管理是指工程各參與方對工程或產品質量與工作質量的全面管理。工程的業主、監理單位、設計單位、施工總包或分包單位等任何一方,在任何環節都不可怠慢疏忽。在工程整個建設過程中,明確的質量責任是保證工程質量的關鍵。
(2)全過程質量管理
全過程質量管理是指對工程項目或產品從市場調研、設計開發、確定供應商到生產制造、包裝檢驗,再到運輸銷售、為用戶服務等全過程進行質量管理。它強調從源頭抓起,全過程推進[34]。
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第二節 BIM 技術理論研究
一、BIM 技術內涵及特點
(一)BIM 技術的內涵
BIM 一詞在 2002 年由 Autodesk 公司率先提出的,目前在業界內得到廣泛認可。BIM 技術是一種多維模型信息集成技術,它以三維數字技術為基礎,將工程的實體與功能特性進行數字化表達。BIM 技術的核心是建立虛擬的三維模型,并利用數字化技術為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫除了包含描述建筑物構件的幾何信息、專業屬性及狀態信息之外,還包含了非構件對象(如空間、運動行為等)的狀態信息。借助這個包含工程信息的三維模型,大大提高了建筑工程的信息集成化程度,使工程不同利益方通過在 BIM 中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自職責的協同作業。
BIM 作為一個完善的信息模型,它能夠對工程全生命周期進行完整的描述,并記錄著工程在不同階段的數據、過程與資源,利用 BIM 提供的自動計算、查詢、組合拆分等實時工程數據,可以讓工程各參與方進行參考與應用,從而提高施工效率和質量,減少錯誤和風險[44]。
圖 2.2 BIM 集成模型圖
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第三章 引入 BIM 技術的施工質量管理····································· 25
第一節 引入 BIM 技術的施工質量管理組織機構設置······································25
一、BIM 人員組成....................................... 25
二、引入 BIM 技術的施工質量管理組織設置..............................26
第四章 A 項目基于 BIM 技術的施工質量管理案例研究································· 39
第一節 A 項目概述······························39
一、項目介紹...........................................39
二、項目特點及施工質量管理難點.........................................39
第五章 結論與展望································· 61
第一節 結論··································61
第二節 展望································62

第四章 A 項目基于 BIM 技術的施工質量管理案例研究

第一節 A 項目概述
一、項目介紹
A 項目位于沿海地段,建筑功能為民用住宅與商業辦公的綜合性項目。項目包括五棟主樓,均為剪力墻結構,其中四棟為高層住宅樓,一棟為 19 層的商業辦公樓及配套用房,地下兩層為車庫與設備用房。建筑總面積為 8.5 萬 m2,地上建筑面積6.3 萬 m2,地下建筑面積 2.2 萬 m2??紤]工程建筑規模大,施工場地狹窄,施工難度大,決定結合 BIM 技術來完成工程項目的施工。對于軟件的選用設計階段采用Revit 軟件、施工階段才用 Luban BIM 系列軟件對整個施工過程的質量進行管理。
圖 4.1 A 項目土建工程 BIM 模型圖
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第五章 結論與展望

本論文在分析傳統施工質量控制理論、BIM 技術理論的基礎上,對現階段施工質量管理中存在的問題和原因進行討論,將BIM技術應用到施工過程的質量管理中,并通過具體項目的實際應用證明了 BIM 技術用于施工過程質量管理的可行性。經過分析研究得出以下結論:
(一)系統的論述了將 BIM 技術引入到工程施工質量管理領域中,并基于實際案例論述其具體應用
通過上述介紹的現階段建筑工程施工質量管理存在的問題及 BIM 技術的內涵、應用現狀和應用價值,得出將 BIM 技術引入到施工質量管理中的可行性。隨后結合實際案例,論述了 BIM 技術在工程施工質量管理中的具體應用,如可視化技術交底與虛擬漫游、圖紙審查、重點施工方案的編制與工藝模擬等,全面的證明了 BIM 技術在施工質量管理中優勢。
(二)構建了基于 BIM 技術的施工質量管理體系
研究設計引入 BIM 技術的施工質量管理的組織機構及 BIM 模型,并通過建立的 BIM 模型進行施工質量管理應用流程、材料質量管理流程及關鍵質量控制點的管理流程,并繪制了上述流程分析圖。通過分析得出采用 BIM 技術的施工質量管理有利于工程施工質量管理的系統化,最終構建出基于 BIM 技術的施工質量管理體系,為工程的施工質量管理提供了實踐意義。
(三)分析了應用 BIM 技術對施工質量管理的優勢與應用亮點
分析現階段施工質量管理常出現的一系列問題及 BIM 技術的應用價值,從施工質量要素管理與在質量管理技術綜合應用兩方面,分析 BIM 技術在施工質量管理中優勢。并從技術交底、材料管理、碰撞檢測等方面分析了 BIM 技術在施工質量管理中的應用亮點。
參考文獻(略)

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