基于BIM技术的土木工程施工质量与安全管理措施分析

陈祁宇 王伟伟

在土木工程建设实践中，施工质量管理质效和工程施工质量与安全性息息相关。因此，施工团队需对土木工程各个环节进行动态化质量与安全管控。通过有序开展质量控制工作，能够增强施工人员的质量管控意识，合规组织项目质量监测，合理配置企业各项资源，规范应用质检技术等，全面提高工程施工质量。安全管理工作可以规范一线职工的操作行为，管理团队借助完善的质量操控体系，能够有序开展现场施工工作，精准预判施工中存在的机械风险与安全风险等各项风险，制订针对性的安全防控方案，从而大幅提高土木工程施工质量控制与风险防范水平。本文结合建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术，分析了土木工程施工质量与安全管理对策。

1 BIM 技术在土木工程施工中的应用

1.1 BIM 技术概述

BIM 技术将建筑工程项目的数据信息作为模型基础建立建筑模型，以数字信息仿真模型为支撑，有效模拟建筑物的真实信息。在土木工程施工中，BIM 技术具有模型可视化、设计协同性、技术模拟性以及可出图性等特点。

（1）模型可视化。建筑模型的交互作用多体现在施工团队能够按照与工程项目相似的实体模型直观显示施工项目。在土木工程施工中，部分施工团队仍会按照传统的施工图纸进行施工。但是传统工程图纸具有一定的局限性，无法帮助施工团队实现施工情况的可视化查询。引入BIM 技术后，施工团队可借助实体模型的交互性，在土木工程施工中搭建模型来模拟工程的施工效果。此外，还可通过建筑模型持续开展设计工作，当发现施工中存在的问题后，能够及时进行分析与整改，以优化设计方案[1]。

（2）设计协同性。在传统的土木工程施工模式下，工程设计、工程建设与工程施工工作具有一定的独立性。因信息交互性差，各部门间缺乏协作与交流，出现了数字鸿沟与信息孤岛，致使监理企业在项目监理中的难度较大。在具体的建筑施工环节，企业间的信息不对称容易影响下一步工作的有序开展，甚至出现项目延误施工等问题。融入BIM 技术后，施工团队可在建筑模型系统中提取、展示与项目建设相关的数据信息，即便某个施工阶段出现问题，施工团队也可及时发现，并将信息反馈给相关部门，各方通力协作及时处理问题。

（3）技术模拟性。技术模拟性是指在BIM 技术支撑下模拟出土木工程施工的重要环节；同时，还可借助该技术与方案设计有效仿真模拟施工中的具体内容，以此判断工程潜在问题。在传统的土木工程施工中，即便设计人员选择了最佳的施工方案，也无法提前预测设计效果，或者有效预防设计方案中的后期问题，可能会影响工程施工进度。通过BIM 技术可构建全方位模拟三维实体模型，将施工中可能存在的状况呈现出来，进而制订针对性的整改方案，有效防范施工中的潜在问题。

（4）可出图性。BIM 模型的可出图性体现在其不仅可以绘制常规的建筑设计图纸和构件加工图纸，还能够可视化展示、协调、模拟和优化建筑物，并为施工团队出具专业性的图纸或深化图纸，使工程表达趋于详细性。将BIM 技术引入土木工程施工中后，施工团队可快速获取工程施工方案与图纸，可对未来工程图纸进行优化与改进，从而全面提高土木工程的施工质量与效率。

1.2 BIM 技术在土木工程中的价值

BIM 技术以数字化形式体现建筑的物理与功能性特征，在发达国家工程施工中得到了广泛应用。随着我国城市建设步伐的加快，相关学者与建筑专家等逐步加大了对BIM 技术的研究力度。此项技术在复杂性的工程建筑和古典建筑珍贵文物工程施工中发挥着重要作用[2]。

将BIM技术融入土木工程施工中后，有利于提升整体施工准确率。在引入此项技术前，土木工程项目施工方多会以网络规划方式安排相应的操作步骤。随着土木工程施工规模的逐步扩大，传统施工模式的不足逐渐显现。例如，施工人员无法提前预知施工中的突发状况，也不能及时识别工程施工中的关键因素。BIM 技术的出现，可辅助施工团队合理解决工程施工中的问题，并以数据系统呈现出施工中的各项变化。此外，土木工程施工团队能够动态掌握施工数据，并结合项目施工目标变化情况，有序调整数据库中的数据信息，使相关管理人员结合自身需要了解项目施工重点，以此推动施工工作顺利进行。

为充分赋能BIM 技术在土木工程施工质量管理中的价值，施工团队可从以下3 方面入手。

第一，围绕质量管控，以BIM 技术为支撑全面管控土木工程施工全过程，并依托完善的施工质量管理体系，有序安排施工质量管理工作，实现企业经济效益与社会效益最大化。第二，在具体施工环节，施工团队需合理使用土木工程施工技术，确保各施工环节满足相应的工程建设需要，有效提高工程施工质效。第三，各职能部门之间需要做好协调工作，精准分析土木工程施工质量的影响因素，并结合具体问题制订针对性的方案，优化资源配置，有效降低建设中的资源损耗。

2 土木工程施工质量与安全管理的影响因素

2.1 质量与安全管理体系

在土木工程施工中，部分建设单位将工程施工外包给施工团队。而施工团队为满足施工工作需要，减少施工中的人力、物力与财力支出，临时成立技术部门和管理部门。由于外包施工团队缺乏行之有效的质量与安全管理制度，不利于动态把控施工材料和施工各个环节，从而影响工程施工质量与施工进度。此外，尽管我国建筑行业发展迅速，但相应的管理体系或规则并未得到同步完善，导致工程施工中频发质量问题。尤其是部分施工水平不高的施工团队进场施工后，施工人员未严格遵循施工设计图纸进行施工，或者施工团队存在偷工减料等违规违法行为等，导致土木工程施工质量得不到有效保证，甚至出现验收不合格、无法竣工等问题[3]。

2.2 施工规划

为推动土木工程建设工作有序开展，施工团队需制订周密的施工方案，确保每个施工环节均符合工程施工质量标准规范。然而，在实际工程中，由于部分施工团队采用的施工规划或施工方案不合理，并不能完全契合工程施工需求；且施工顺序不当、施工材料管理不当以及施工人员综合素养欠佳等，均会降低工程施工质量。此外，部分土木工程管理团队在人员管理、设备管理环节缺乏依据，导致在实际工程施工中出现了安全事故，且未及时处理产生的问题。还有一部分土木工程施工单位在规划环节未制订行之有效的安全管理措施，导致管理人员无法动态控制施工中的安全隐患，降低了工程施工质量与施工安全性。

2.3 监理工作质量

在土木工程管理中，监理人员的综合素养、专业水平与施工质量和效率有着直接关联。通过全面监管施工过程，可防止包含质量问题的建材投入使用，确保了工程施工作业的质量。在土木工程某些项目中，由于监理人员专业技能水平欠佳，出现了监理工作实施不到位的问题。此外，部分监理人员的专业技术不规范或者不熟练，监理措施未落实到位，降低了监理工作的质量与效率。尽管我国相关部门出台了一系列土木工程施工指导意见，要求监理人员持证上岗，但仍有部分监理人员专业技能欠缺，技术水平无法满足监理工作需求[4]。

2.4 施工人员综合素养

施工人员是土木工程建设的重要施工主体，其综合素养会直接影响工程施工质量与施工安全性。从现有情况来看，部分土木工程项目施工人员数量较多，加大了施工现场的管理难度。为推动施工管理有序开展，施工团队需加大人才培养力度，全面提高一线施工人员的综合素养，促使其认真践行各项施工技术规范，合理安排各项施工操作，进而保证各个施工环节的施工质量与效率。

3 基于BIM 技术的土木工程施工质量与安全管理措施

3.1 增强施工人员的质量管控意识

土木工程施工质量与安全管理工作的有序开展离不开管理人员与一线施工人员的共同协作与配合。因此，管理人员需注重增强施工人员的质量管控意识，引导其认真践行各项施工操作规范，并积极排查施工中的质量隐患。第一，在管理实践中，企业可构建完善的质量管控考核体系，以此对一线施工人员形成约束力，促使其发挥主观能动性，不断增强自身的质量管控意识，并全面融入施工质量管控环节，有效实现各项质量管控目标。在施工现场，一线施工人员需按流程进行质量检测，将获取的信息作为重要的质量管控依据。第二，加强项目质量管控。施工企业可结合现实质量管理需要，构建完善的监管体系，明确监管人员的权责，形成质量责任机制，及时发现施工中潜在的质量问题或安全隐患，并制订合理的应急预案。各部门管理者需发挥操作指导作用，有序增强工人的质控意识，促使一线施工人员有效规避施工中的不当操作，并结合施工中已存在的不规范操作或项目质量不合格等问题，及时启动应急与修补方案，确保各个环节的施工质量。

3.2 明确施工质量控制点

在土木工程建设中，为有效规避施工质量问题，施工单位需明确施工质量控制点。例如，施工人员需全面分析施工内容和施工设计图纸，及时发现设计方案中存在的质量问题。因此，质量管理人员需从工程建设要点入手，有序安排质量管控工作，针对性地实现土木工程建设目标[5]。在土木工程施工中，往往会涉及多个施工任务，加之施工规模较大，各个施工阶段所需的资金量较大。为提高施工质效，施工管理团队需在施工质量管控环节充分增强资金管理效能，强化各工序间的有序衔接。在资金管理环节，管理人员还应有效控制项目支出数额，明确资金用途与去向。

3.3 合理应用各项质量检测技术

（1）雷达检测技术。在土木工程施工中，雷达检测技术多是依据电磁波和脉冲探测技术获取施工的内在信息。在实际探测环节，探测路径、电磁场强度和波形等会随着介质电性几何形态的变化而变化。为充分赋能雷达检测技术，技术人员可从反射波时间、幅度和波形信息等方面有序确定工程介质结果与分布信息。由于此项技术应用成本较高，土木工程施工企业可结合实际情况确定是否使用。

（2）声发射检测技术。在质量检测实践中，声发射技术具有较强的适应性，检测期间的无损性较高。此项技术凭借外部荷载作用力对被测主体执行处理操作，使被测主体形成应力波，并在传感器支撑下探测应力波，有效收集土木工程项目相关质量数据与信息。在质量检测中，将此项技术与物联网技术相融合，可取得较好的检测成效。

（3）红外线检测技术。在土木工程施工中，红外线可测定项目中的材料性能，并获得与项目结构相关的数据信息。在应用实践中，红外线检测具有非接触性、检测无损性等诸多特点，可帮助质量管控人员获取相对全面的项目信息，为质量管控工作提供所需的数据信息。

3.4 构建结构质量管控模型

土木工程施工企业可借助BIM 技术合理构建结构质量管控模型，从建筑、土木结构和施工等多元视角进行质量与安全管理工作。在构建模型时，单位可从项目建设材料、外观结构等方面进行信息交互与共享，确保资料信息的全面性。在质量管控过程中，结构质量管控模型呈现出实验资料集成性、实验信息更新高速性、数据传输便捷性以及实验数据可视性等诸多优势。通过有序运行质量管控模型，可提高数据信息交互的及时性。此外，BIM 数据平台可存储大量的数据信息，便于质量管控人员存储结构实验资料，为后续提取与应用数据提供了便利。

3.5 合理设计质量与安全管理平台

完善的质量与安全管理平台能够为土木工程质量与安全管理工作的有序开展提供渠道支撑。为此，企业可从以下两方面入手，合理搭建质量与安全管理平台。

第一，合理设置安全预警模块。依托安全预警模块，管理人员可动态监测工程建设资料，有效采集加载类、测量类数据信息，并传送给相关管理人员。若出现异常数据信息，预警模块可及时发送预警报告信息。在预警模块的支持下，可将土木工程安全管理作为切入点，及时发现施工中存在的安全隐患与质量问题，并向管理人员发送危险提示或者危险警报。在模块运行过程中，技术人员可围绕实验资料，从安全管理需求入手，有效设定危险阀值，并在数据库中提取结构位置偏移量、应力承载等关键数据信息，做好工程结构与危险阀值的对比工作。

第二，有序开展数据管理。将BIM技术融入土木工程质量与安全管理中，需要管理人员合理管控实验数据，并将涉及的实验材料传送至相关数据平台，方便各施工主体进行数据信息查询、编辑或者内容优化等操作。此外，管理人员可在数据管理模块中融入数据备份与还原功能，严防人工操作失误、意外事件等诱发数据丢失问题，从而为土木工程施工质量管理与安全防控等提供切实所需的数据信息。

4 结语

将BIM 技术引入土木工程施工质量与安全管理中，拓宽了管理路径，方便了质量与安全管理人员构建质量管控模型，及时共享工程数据信息，发现工程施工中的问题，进而制订针对性的质量与安全管控方案，全面提高工程施工成效。