BIM技术在建筑施工安全管理中的应用

  BIM技术在建筑施工安全管理中的应用

冬立雨

江苏省华建建设股份有限公司  江苏省扬州市  225000

摘要：我国科学技术的快速发展，推动了信息技术的发展，使得BIM技术被广泛应用于工程施工安全管理工作，有效提升了施工安全管理工作的水平和效率。一般而言，在建筑施工安全管理过程中，通过BIM技术，结合高效使用计算机技术，能够实现建筑工程项目具体模拟化的目标，并呈现出多维、三维立体化的效果，使得整个工程施工能够有序开展，同时还可实现各部门之间的数据信息共享，可使得各种施工技术形成统一的参数，保证工程施工稳步推进，提升工程施工质量。文章分析了建筑施工管理中BIM技术的应用策略。

关键词：BIM技术;建筑施工;安全管理;

1 BIM技术概念分析

在建筑工程管理中，BIM技术的应用十分常见。通过对BIM技术的概念进行分析，其中，B是指“建筑”，具有两种意思，从狭义角度来看，为建筑物本质，而从广义角度来看，代表整个建筑领域，具体指的是与水、土等相关的基础建筑工程，比如，路网工程、土木工程项目等；I是指“信息”，主要包含建筑项目中的各种数据信息，是建筑工程施工有序开展的基础和要素，在实际施工管理中，需根据各种信息实现对成本、进度、质量等方面进行有效控制；M指的是“模型”，此类模型通常以过程性为主，并且模型对象较为复杂。因此根据上述信息显示，BIM主要指的是根据建筑信息实施建模，在此过程中，可在各施工部门之间建立紧密的沟通渠道。

2 BIM技术在建筑施工安全管理中的应用策略

2.1 合理辨识危害因素

在建筑工程施工中开展安全管理时，管理工作者需对潜在因素和各种安全问题加以重视，并采取针对性的处理措施，制定完善的预防体制，以提升建筑工程施工安全管理工作效率和质量。在工程施工管理过程中，应用BIM技术，能够将项目中各种构件数据、施工进度等方面内容逐渐纳入施工安全管理体系。在施工进程规划中，包含各种信息，管理工作者需应用此技术，编制出科学合理的4D模型，进而能够为对各种风险问题提供系统性的辨识分析，例如，随着相关研究的不断深入，提出RFID风险辨识系统观念，并通过合理操作此系统，有效提升项目现场的稳定性和安全性。

2.2 利用BIM技术预先模拟施工方案

建筑企业依据整个建筑结构的特征和各项施工内容，编制出切实可行的施工计划之后，需应用BIM技术实施安全模拟，明确出工程施工计划中是否出现各种设计问题。与此同时，建筑企业还可应用Navisworks软件，建立合理的塔吊模型，将各种基础信息输入其中，通过此软件综合分析建筑结构与塔吊的间距、塔吊运行半径等内容是否符合相关标准的规定和要求。在建筑工程施工安全管理过程中，应用与BIM技术相关的软件，能够对安全隐患点进行自动定位，并提供各种隐患数据，进而提升安全管理的工作水平和效率。

2.3 仔细核查三维碰撞情况

在建筑工程项目中，施工流程具有复杂性的特征，相关管理工作者需全面了解各项施工中的具体内容。而设计人员需实施各种应对措施，对管线点进行合理预设，防止部件之间出现碰撞的情况。以往，2D施工设计图相对较为笼统，信息效果存在一定的局限性，这就对管线碰撞检测提出了更高的要求。依据实际工程项目状况，应用BIM技术中的可视化功能，可开展三维碰撞检查，使得各项流程设计更加规范化，降低工程施工环节中发生事故的概率，避免出现交叉施工和返工的情况。与此同时，相关作业人员还需有效提升此技术的碰撞效果，对3D结构进行优化调整，实施作业模拟测试等，避免项目建设中出现各种质量和安全问题。例如，将物料吊装、各种车辆驾驶线路、材料堆放场地、基坑作业等各项工序信息上传到BIM模型内，模拟挖掘设备行使情况、吊装设备搭设情况等，判断出是否存在空间碰撞的情况，并作为依据，将其贯彻落实到各个施工环节，进而能够及时解决工程施工管理过程中的风险问题。

2.4 将BIM技术与PDCA循环相结合

在建筑工程项目建设时，需应用BIM软件，绘制出整体建筑结构形态，根据施工方案、勘察数据，编制科学合理的安全目标，在工程建设期间，依据相关机制要求，提升施工场地安全管理工作质量和效率，并对安全投入进行严格管控，同时还需对施工现场存在的各种安全问题进行检查和整改。

3 BIM技术在建筑施工安全管理工作中的应用实例

3.1 项目概况

柳州中海天钻项目，由多栋地上18层、地下1层建筑物所组成，建筑结构为框架剪力墙结构。该公寓建筑特征主要包括阳台结构凸出部分较多、风井应预设孔洞、转角位置电梯井，并在这些位置搭建外脚手架，同时还需对细节方面采取防护措施，以确保整个工程建设的安全性。建筑平面结构宽度为24.6m，长度为43.8m，形态与凹字形相似。在此工程项目建设中，外脚手架下侧承重结构需应用型钢挑梁，并且还需在上方搭建传统钢管扣件式脚手架，此脚手架中的悬挑段共分为3个：2～7层为悬挑段1,8～13层为悬挑段2,14～18层为悬挑段3，各悬挑段平均高度为17.4m。

3.2 主体结构信息模型

主体建筑结构指的是将地基上部作为基础，可有效承受工程项目上方结构的载荷，并能够保证整个承重结构系统的安全性和稳定性。在搭设悬挑脚手架时，连墙件位置和型钢承力架平面铺设，需根据整个建筑结构具体情况进行布局。因此，首先对主体建筑结构进行建模，主要涉及内容包含方案进度信息、几何信息等，并以参数方式展现在模型内。通过Revit软件对建筑结构进行3D建模，然后采用Navisworks对各种安全管理数据实施处理。在模型开始构建时，主要工作内容包含：(1)在构建3D模型时，需对各种构件进行分类处理，并整理和收集相同类型构件的ID，防止发生数据错乱、重复的情况；(2)对模型内中风险问题实施视图处理，如果建筑模型较为复杂，则可视化的效果难以充分发挥。由于部分细节被一些构件所遮挡，难以在相同屏幕中进行观测，因此，需寻找到最佳观察点，并采取有效整合，进而能够产生风险源的视图集，加大对脚手架风险位置的可视性。

3.3 脚手架方案设计

在设计悬挑式脚手架施工方案时，需重点关注悬挑结构，并保证其稳定性、强度等方面符合规定要求，同时还需对建筑结构进行有效连接，保证建筑结构能承受脚手架的全部载荷。在使用BIM技术时，可体现在以下几个方面：(1)能够全面掌握整个建筑结构的实际状况，选择适宜的悬挑结构方式；(2)在设计方案时，对施工环节开展动画分析，可对了解脚手架的拆除过程、搭设过程等，并能够起到排查风险源的作用；(3)在对脚手架进行验收检查时，将施工现场中的收集的各种安全信息与检测评分信息输入模型内，能够达到施工现场与模型同步的效果。在对以往的脚手架进行设计时，一般只对脚手架的局部截面和平面实施设计，基本与其搭建原则相同。因此，在作业过程中，相关作业人员应依据经验对构造进行优化。例如，在对连体墙进行处理时，可应用文字表述、简单图纸这些传统形式。在具体搭建过程中，难以根据设计标准实施搭建，致使出现各种风险隐患。如果在建筑结构模型中开展设计布置，能够预先发现结构和连墙件之间的方位关系，并立即预埋连接件和调整位置。而在Navisworks模型内，构建操作动画、规范等双向连接，在增加信息模型情况下，可提升其与以往施工安全管理工作的适宜性。在对施工现场中的脚手架进行检查时，需应用3D模型与施工现场具体照片进行对比检测，使得主体建筑与部件、临时设备进行同步设计，也可一同生产和施工。在对悬挑脚手架中的承力架进行处理时，需对特殊位置采取处理措施和标注具体信息，确保工程施工的安全性和便捷性。

3.4 脚手架工程量

在模型创建与分析中，脚手架使用量需与工程实际建设应用量保持适宜性，根据模型内脚手架的使用量控制材料采购，同时还需在执行期间进行详细对比，判断是否可根据施工计划完成脚手架搭设施工。由于Revit族库内欠缺脚手架族，因此，可依据安全施工规定要求与建筑工程安全需求，对脚手架族构建合理的Revit模型。在脚手架模型中，主要包括扣件、横立杆等，由于扣件和型钢形式较为复杂，难以直接进行建模，因此，需根据部件具体形态，建立概念体量，然后在体量中吸附金属材料形成各种需要的部件，并使用上述部件设计嵌套族。在对脚手架族进行限制时，可根据脚手架各个部件之间紧密关系，对各种参数进行调解。在脚手架族中，主要数值包含：尺寸标注、限制条件等。其中，限制条件可直接影响到架体长度，而尺寸标注则可对脚手架的步距离、纵横距离等方面参数进行调控，与此同时，其他参数主要依据部分参数逻辑和尺寸表进行自动化计算。另外，数据则是使用相应参数，进而能够自动统计工程作业量。在工程建设中应用脚手架族，不仅能够快速建立模型，还可准确计算出脚手架施工作业量，为前期采购脚手架工作提供可靠依据。结合脚手架搭建方式，可统计出工程量，主要包含扣件、钢管等；在规范化设计中，各种部件的具体应用量和方案应用量大致相同，与此同时，根据施工进度，可对脚手架各种部件应用量进行有效控制，提升脚手架施工的安全性。

3.5 脚手架3D模型中的安全信息

依据相关工程施工安全检测要求，对项目施工项目风险源和安全施工要素进行全面检测和评定，建立完善的工程项目施工安全资料库。其中，与脚手架相关的施工安全信息具体内容包含：安全检查记录、安全交底记录、安全防护信息等。例如，在对脚手架施工进行安全检查时，主要涉及责任人观点、采集现场相关信息等，以上信息被记录在负责人的报告中，并链接在模型相关位置中。在脚手架模型内，引入相关安全信息，对安全管理采取实时控制进行综合考虑，并将各项安全管理作业归纳到PDCA循环内，加强脚手架施工安全信息的精准性与时效性。

3.6 应用脚手架安全信息模型进行安全控制

在脚手架作业中，出现的各种安全问题基本都是管理不当和技术缺陷所造成的。在此两方面中，脚手架施工安全管理模型与以往方式对比时，具有显著优势。而在技术方面，BIM技术具有施工模拟和三维可视的功能，可有效处理脚手架施工计划设计的风险隐患。在作业人员管理方面，脚手架施工安全模型使得作业人员能够更加直观地掌握脚手架作业环节中的难点和关键点，并且还可将相关作业人员的各种信息编入相关模型，有效落实安全责任，防止发生推卸责任的现象。在脚手架施工中，信息安全管理模型可分为事前控制和事中控制。其中，在事前控制时，需根据脚手架安全管理模型开展安全技术交底工作。与脚手架施工模型对比时，对工程施工期间需加强控制的难点和关键点进行综合分析，组织专业人员对此环节施工实施现场监督，并合理应用施工模拟，确定此脚手架的搭建要点和搭建步骤。在安全培训方面，可直观地展示出危险源，为可施工人员提供更为直观的立体效果，确保作业人员能够全面掌握各项施工内容。在施工中应用四维模拟分析功能，可帮助作业人员明确脚手架施工方法。因此，需充分应用已发现的安全管理管控点，将安全职责划分到所有管理人员，将建筑结构模型与管理工作者的施工安全管理职责相对比，确保此工程安全管理工作者的职责落到实处。

4 结语

本文详细阐明了建筑工程施工安全管理工作中BIM技术的各种特点，并对此技术具体使用方式进行了综合分析。随着我国科学技术的快速发展，BIM技术被广泛应用于各种建筑项目安全管理中，并具有较高的实用性，为了能够改善BIM技术安全管理工作中的使用效果，相关人员还需展开深入研究，对建筑施工安全管理实施优化调整。

参考文献

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