BIM技術(shù)在超高層建筑?？谒纤こ讨械膽?/h1>
2018-02-14 16:25:21楊玉濤北京建工集團?？谒椖坎?/span>海口571199
建筑 2018年20期
楊玉濤 馮 譜 北京建工集團?？谒椖坎?，海口 571199
工程項目是施工企業(yè)最基本經(jīng)濟單元，最核心的管理對象，最主要的利潤來源，加強項目管理就顯得尤為重要。如何更好地嚴格控制項目成本，降低損耗，提高利潤增長點；如何加強項目各單位配合協(xié)作，保證數(shù)據(jù)傳遞更加準確、高效？北京建工四建工程建設(shè)有限公司從項目一開始階段就決定借助BIM加強項目過程管理，并確定公司重點工程?？谒偛繛橹攸c運用項目，首先項目部成立BIM工作室，正式開啟在超高層建筑施工中尋求一種優(yōu)于傳統(tǒng)作法，經(jīng)濟實用、技術(shù)先進又操作方便的施工方法。通過利用BIM建模、深化設(shè)計、方案模擬等等進行指導施工，減少傳統(tǒng)合圖過程中出現(xiàn)的誤差、提高方案編制效率、提高現(xiàn)場施工管理等等；減小操作人員的操作時間，降低難度，在保證建筑產(chǎn)品質(zhì)量的同時，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)約大量資源，為企業(yè)實現(xiàn)成本節(jié)約，同時促進企業(yè)打造質(zhì)量品牌，提高了市場核心競爭力。
1 項目介紹
?？陔p子塔·南塔項目位于海口市新CBD區(qū)大英山新城中心的D15地塊，由一座超高層塔樓、東西兩側(cè)的配樓及地下車庫組成，是集辦公、SOHO、酒店、觀光等功能為一體的428米高樓?？偨ㄖ娣e387668.64平方米，塔樓94層，建筑高度428米，地下結(jié)構(gòu)占地面積34293.22平方米，?？谒こ虇嗡?0億元的投資，將刷新海南新紀錄。其中南塔計劃2020年底交付使用，將成為國際旅游島的新地標和?？诔鞘行蜗蟠?。
428米的海口塔項目是目前國內(nèi)高裂度地區(qū)唯一在建的400米以上超高層建筑，由于抗震烈度為8.5度、且屬于多臺風地帶，致使施工難度也十分巨大。項目部組建BIM技術(shù)團隊，輔助提升工程管理，同時為后期實現(xiàn)智能建造進行技術(shù)儲備。
2 BIM運用成果展示—基礎(chǔ)應用
在項目開始初、中期采用BIM技術(shù)進行多項BIM基礎(chǔ)運用工作開展，通過不同BIM基礎(chǔ)運用工作開展為項目施工提供強有力的技術(shù)保障。?？谒﨎IM基礎(chǔ)應用包括如下：
（1）圖紙檢查：BIM技術(shù)的出現(xiàn)讓現(xiàn)場圖紙管理更加方便快捷，?？谒こ?，在項目開始初期建立BIM模型標準，各模型建立和檢查維護流程。運用BIM進行項目BIM施工模型建立，在模型建立過程中及時進行圖紙問題查找、問題解決、圖紙變更管理等等。在地下室BIM圖紙檢查階段，通過管線綜合調(diào)整模型，節(jié)省大約30至40個人工；控制每月支付給分包單位的費用，通過圖紙計量與模型工程量計量，避免多余支出，機電通過深化設(shè)計共計節(jié)約費用支出33152.2元。
（2）場布設(shè)計：采用BIM技術(shù)進行施工場地、生活區(qū)、辦公區(qū)場布設(shè)計，通過這種所見即所得，很直觀地讓領(lǐng)導敲定方案、還能暴露出很多二維圖不易顯現(xiàn)的問題，并且通過BIM模型快速進行優(yōu)化調(diào)整。最后采用BIM三維出圖技術(shù)切出剖面圖、節(jié)點詳圖、渲染圖，使得出圖速度加倍。
（3）施組方案編制：施工組織是對施工活動實行科學管理的重要手段，它決定了各階段的施工準備工作內(nèi)容，協(xié)調(diào)了施工過程中各施工單位、各施工工種、各項資源之間的相互關(guān)系。施工組織設(shè)計是用來指導施工項目全過程各項活動的技術(shù)、經(jīng)濟和組織的綜合性解決方案，是施工技術(shù)與施工項目管理有機結(jié)合的產(chǎn)物。我們在技術(shù)方案編制初期通過BIM對項目的重點或難點部分進行可建性模擬，按月、日、時進行施工方案的分析優(yōu)化。利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計劃進行預演以提高復雜建筑體系的可造性。借助BIM對施工組織的模擬，讓項目管理能夠非常直觀地了解整個施工環(huán)節(jié)的時間節(jié)點和施工工序，并清晰把握在施工過程中的難點和要點，通過項目各個部門協(xié)同工作運用BIM進一步對原有技術(shù)方案進行優(yōu)化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性和可靠性。
（4）可視化三維交底：BIM技術(shù)使得三維交底直觀易懂，?？谒こ淌┕碗s節(jié)點眾多，使用傳統(tǒng)的二維圖紙節(jié)點進行技術(shù)交底存在嚴重弊端。為解決此問題，我們在項目初期將復雜節(jié)點歸納整理，輔助技術(shù)部進行三維節(jié)點深化，出三維節(jié)點構(gòu)造圖、三維爆炸圖、節(jié)點安裝工序模擬輔助技術(shù)交底，提高現(xiàn)場施工質(zhì)量。
（5）物料需求分析：?？谒椖緽IM模型通過Revit ID建立構(gòu)件與成本數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了工程量自動計算及各維度工程量的匯總。針對業(yè)主報量及分包核量，BIM技術(shù)人員通過進度模擬過程中獲取的任意時間點、時間段工作范圍內(nèi)工程量，目前共輔助商務報量12次。在運用過程中利用revit自帶統(tǒng)計算量功能對混凝土用量進行精細化管控，指導現(xiàn)場提料，后期對比分析；通過廣聯(lián)達腳手架、模板軟件，實現(xiàn)快速完成模板腳手架的布置，導出施工圖指導施工，同時材料用量進行管控；通過Prostructure三維混凝土深化設(shè)計軟件，進行鋼筋翻樣，優(yōu)化鋼筋下料，對鋼筋用量進行管控。
（6）鋼結(jié)構(gòu)綜合BIM應用：?？谒椖夸摻Y(jié)構(gòu)施工難度大，為提高鋼結(jié)構(gòu)施工及管理質(zhì)量，我們運用了數(shù)字預拼裝技術(shù)，通過三維激光掃描技術(shù)將實際交付構(gòu)件的控制坐標輸入，將所測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到整體坐標系中深化設(shè)計圖紙中的構(gòu)件端口控制坐標進行對比并進行調(diào)整；大型構(gòu)配件的吊裝、拆除方案均是項目的重、難點方案?？紤]到運輸和吊裝重量限制將復雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點，我們將重達百噸的巨柱柱腳和87噸的巨柱節(jié)點，進行拆分細化，從而確定資源配備情況，幫助施工班組協(xié)調(diào)關(guān)鍵點，減少窩工現(xiàn)象；同時運用BIM技術(shù)進行鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計、鋼板墻鋼筋深化穿孔檢查、超高層鋼結(jié)構(gòu)安全施工操作平臺自主研發(fā)設(shè)計等工作。為超高層鋼結(jié)構(gòu)施工提高了安全性、可靠性。
（7）施工進度管控：建筑施工是一個高度動態(tài)的過程，隨著建筑工程規(guī)模不斷擴大，復雜程度不斷提高，使得施工項目管理變得極為復雜，尤其是超高層施工組織。本項目通過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中，直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。通過施工模擬技術(shù)在項目建造過程中合理制定施工計劃、4D精確掌握施工進度，優(yōu)化使用施工資源以及科學地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質(zhì)量進行統(tǒng)一管理和控制。
3 BIM運用成果展示—創(chuàng)新應用
隨著BIM技術(shù)在國內(nèi)的不斷深入運用，本工程針對項目部分施工重難點進行深入BIM技術(shù)研究，其中運用方法包括如下。
（1）三維激光掃描“逆向工程”運用：在工程實施階段，如何能夠?qū)IM模型應用于現(xiàn)場管理和推進，就需要有效的手段作為輔助?；诖吮尘埃？谒こ滩捎萌S掃描技術(shù)作為有效連接BIM模型和工程現(xiàn)場的紐帶。有效地、完整地記錄下工程現(xiàn)場復雜的施工情況。本工程“逆向工程”運用包括下沉廣場點云模型掃描以及鋼結(jié)構(gòu)實際交付構(gòu)件的控制坐標輸入，將所測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到整體坐標系中深化設(shè)計圖紙中的構(gòu)件端口控制坐標進行對比并進行調(diào)整運用。
（2）無人機航測與現(xiàn)場監(jiān)控管理：隨著無人機監(jiān)控技術(shù)的出現(xiàn)，無人機給施工現(xiàn)場管理帶來了質(zhì)的飛越。為了更精細地管理工作面，我們運用無人機進行現(xiàn)場照片與視頻攝制，對現(xiàn)場進度、質(zhì)量、人員、機械設(shè)備進行了例行的信息采集及留存，上傳至平臺進行每日進度記錄，手機端app能隨時進行調(diào)取。項目使用無人機進行低空飛行的地毯式掃描，就能得到一個與施工現(xiàn)場100%吻合的實景三維模型。利用此航測技術(shù)，可顯著提升項目部對施工進度、工作面周邊環(huán)境管理能力。
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?？陔p子塔·南塔項目位于海口市新CBD區(qū)大英山新城中心的D15地塊，由一座超高層塔樓、東西兩側(cè)的配樓及地下車庫組成，是集辦公、SOHO、酒店、觀光等功能為一體的428米高樓?？偨ㄖ娣e387668.64平方米，塔樓94層，建筑高度428米，地下結(jié)構(gòu)占地面積34293.22平方米，?？谒こ虇嗡?0億元的投資，將刷新海南新紀錄。其中南塔計劃2020年底交付使用，將成為國際旅游島的新地標和?？诔鞘行蜗蟠?。
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（1）圖紙檢查：BIM技術(shù)的出現(xiàn)讓現(xiàn)場圖紙管理更加方便快捷，?？谒こ?，在項目開始初期建立BIM模型標準，各模型建立和檢查維護流程。運用BIM進行項目BIM施工模型建立，在模型建立過程中及時進行圖紙問題查找、問題解決、圖紙變更管理等等。在地下室BIM圖紙檢查階段，通過管線綜合調(diào)整模型，節(jié)省大約30至40個人工；控制每月支付給分包單位的費用，通過圖紙計量與模型工程量計量，避免多余支出，機電通過深化設(shè)計共計節(jié)約費用支出33152.2元。
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（3）施組方案編制：施工組織是對施工活動實行科學管理的重要手段，它決定了各階段的施工準備工作內(nèi)容，協(xié)調(diào)了施工過程中各施工單位、各施工工種、各項資源之間的相互關(guān)系。施工組織設(shè)計是用來指導施工項目全過程各項活動的技術(shù)、經(jīng)濟和組織的綜合性解決方案，是施工技術(shù)與施工項目管理有機結(jié)合的產(chǎn)物。我們在技術(shù)方案編制初期通過BIM對項目的重點或難點部分進行可建性模擬，按月、日、時進行施工方案的分析優(yōu)化。利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計劃進行預演以提高復雜建筑體系的可造性。借助BIM對施工組織的模擬，讓項目管理能夠非常直觀地了解整個施工環(huán)節(jié)的時間節(jié)點和施工工序，并清晰把握在施工過程中的難點和要點，通過項目各個部門協(xié)同工作運用BIM進一步對原有技術(shù)方案進行優(yōu)化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性和可靠性。
（4）可視化三維交底：BIM技術(shù)使得三維交底直觀易懂，?？谒こ淌┕碗s節(jié)點眾多，使用傳統(tǒng)的二維圖紙節(jié)點進行技術(shù)交底存在嚴重弊端。為解決此問題，我們在項目初期將復雜節(jié)點歸納整理，輔助技術(shù)部進行三維節(jié)點深化，出三維節(jié)點構(gòu)造圖、三維爆炸圖、節(jié)點安裝工序模擬輔助技術(shù)交底，提高現(xiàn)場施工質(zhì)量。
（5）物料需求分析：?？谒椖緽IM模型通過Revit ID建立構(gòu)件與成本數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了工程量自動計算及各維度工程量的匯總。針對業(yè)主報量及分包核量，BIM技術(shù)人員通過進度模擬過程中獲取的任意時間點、時間段工作范圍內(nèi)工程量，目前共輔助商務報量12次。在運用過程中利用revit自帶統(tǒng)計算量功能對混凝土用量進行精細化管控，指導現(xiàn)場提料，后期對比分析；通過廣聯(lián)達腳手架、模板軟件，實現(xiàn)快速完成模板腳手架的布置，導出施工圖指導施工，同時材料用量進行管控；通過Prostructure三維混凝土深化設(shè)計軟件，進行鋼筋翻樣，優(yōu)化鋼筋下料，對鋼筋用量進行管控。
（6）鋼結(jié)構(gòu)綜合BIM應用：?？谒椖夸摻Y(jié)構(gòu)施工難度大，為提高鋼結(jié)構(gòu)施工及管理質(zhì)量，我們運用了數(shù)字預拼裝技術(shù)，通過三維激光掃描技術(shù)將實際交付構(gòu)件的控制坐標輸入，將所測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到整體坐標系中深化設(shè)計圖紙中的構(gòu)件端口控制坐標進行對比并進行調(diào)整；大型構(gòu)配件的吊裝、拆除方案均是項目的重、難點方案?？紤]到運輸和吊裝重量限制將復雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點，我們將重達百噸的巨柱柱腳和87噸的巨柱節(jié)點，進行拆分細化，從而確定資源配備情況，幫助施工班組協(xié)調(diào)關(guān)鍵點，減少窩工現(xiàn)象；同時運用BIM技術(shù)進行鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計、鋼板墻鋼筋深化穿孔檢查、超高層鋼結(jié)構(gòu)安全施工操作平臺自主研發(fā)設(shè)計等工作。為超高層鋼結(jié)構(gòu)施工提高了安全性、可靠性。
（7）施工進度管控：建筑施工是一個高度動態(tài)的過程，隨著建筑工程規(guī)模不斷擴大，復雜程度不斷提高，使得施工項目管理變得極為復雜，尤其是超高層施工組織。本項目通過將BIM與施工進度計劃相鏈接，將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D模型中，直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。通過施工模擬技術(shù)在項目建造過程中合理制定施工計劃、4D精確掌握施工進度，優(yōu)化使用施工資源以及科學地進行場地布置，對整個工程的施工進度、資源和質(zhì)量進行統(tǒng)一管理和控制。
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（2）無人機航測與現(xiàn)場監(jiān)控管理：隨著無人機監(jiān)控技術(shù)的出現(xiàn)，無人機給施工現(xiàn)場管理帶來了質(zhì)的飛越。為了更精細地管理工作面，我們運用無人機進行現(xiàn)場照片與視頻攝制，對現(xiàn)場進度、質(zhì)量、人員、機械設(shè)備進行了例行的信息采集及留存，上傳至平臺進行每日進度記錄，手機端app能隨時進行調(diào)取。項目使用無人機進行低空飛行的地毯式掃描，就能得到一個與施工現(xiàn)場100%吻合的實景三維模型。利用此航測技術(shù)，可顯著提升項目部對施工進度、工作面周邊環(huán)境管理能力。
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