基于BIM的四川輕化工大學(xué)第五實(shí)驗(yàn)樓施工階段應(yīng)用研究*

王金龍 高喜安 劉 明

(1.中鐵十五局集團(tuán)有限公司，重慶 400000； 2.四川輕化工大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 自貢 643000)

BIM技術(shù)是在傳統(tǒng)CAD二維平面信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的具有三維信息屬性的數(shù)字技術(shù)[1]。BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)格式(IFC)[2]，在精細(xì)化建模的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息共享，使得工程各參與方能夠在建筑物全生命周期進(jìn)行實(shí)時(shí)信息傳遞[3]。施工階段的項(xiàng)目管理能力，直接決定了施工單位的利潤(rùn)水平，在精細(xì)化建模的基礎(chǔ)上通過(guò)虛擬施工和管線碰撞檢查可以有效解決現(xiàn)階段施工單位生產(chǎn)效率低和資源配置不合理的問(wèn)題[4-6]，BIM的應(yīng)用從根本上提高了建筑行業(yè)的信息化程度，減少了設(shè)計(jì)變更，降低了工程成本[7,8]。

1 項(xiàng)目概況

四川輕化工大學(xué)第五實(shí)驗(yàn)樓是中央財(cái)政資金支持西部高校的重點(diǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目主要包括主樓、副樓和實(shí)訓(xùn)中心三大部分，主體為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積40 557 m2。車(chē)庫(kù)、實(shí)訓(xùn)用房、副樓和主樓相互連通，標(biāo)高又相互不同，各類(lèi)型管線相互交叉，相對(duì)比較復(fù)雜，施工組織難度較大。

地下室各類(lèi)管線復(fù)雜，三部分標(biāo)高各不相同，還要和原有的第四實(shí)驗(yàn)樓相互連通。第四實(shí)驗(yàn)樓是教學(xué)樓，學(xué)生流量較大，因此白天不能有大噪聲，必須要保證第四實(shí)驗(yàn)樓正常使用。周邊環(huán)境較為復(fù)雜，存在與周邊道路共用場(chǎng)地的情況，施工組織要求較高，因此在項(xiàng)目施工階段運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)施工管理進(jìn)行指導(dǎo)。

2 Revit建模

BIM技術(shù)的核心就是將實(shí)體項(xiàng)目建筑物和構(gòu)筑物進(jìn)行數(shù)字化，有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)，第一種是正向設(shè)計(jì)，即從項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階

段就采用Revit或者M(jìn)icrostation建模；第二種是根據(jù)已有圖紙進(jìn)行建模，即翻模。本文采用第二種方式進(jìn)行建模，具體建模過(guò)程：熟悉圖紙→圖紙優(yōu)化→選擇樣板→繪制標(biāo)高→導(dǎo)入圖紙→創(chuàng)建軸網(wǎng)→定義構(gòu)件和材質(zhì)→創(chuàng)建基本模型→創(chuàng)建項(xiàng)目場(chǎng)地。

根據(jù)施工圖紙，采用Revit軟件對(duì)土建、安裝和場(chǎng)地進(jìn)行精細(xì)化建模，加腋地梁采用新建族的方式創(chuàng)建，模型如圖1，圖2所示。遵循“完全按照?qǐng)D紙”的方式，在建模過(guò)程中對(duì)圖紙中的錯(cuò)、漏、碰、缺等設(shè)計(jì)缺陷不做任何修改，模型建立之后再對(duì)模型中出現(xiàn)的問(wèn)題集中整理，以便在圖紙會(huì)審時(shí)提交設(shè)計(jì)院。在精細(xì)化建模的基礎(chǔ)上對(duì)虛擬施工、管線碰撞檢查和優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用

3.1 虛擬施工

在精細(xì)化建模的基礎(chǔ)上，利用Timeliner功能實(shí)現(xiàn)與施工進(jìn)度的關(guān)聯(lián)，將Revit中做好的項(xiàng)目模型導(dǎo)入Navisworks對(duì)第五實(shí)驗(yàn)樓進(jìn)行施工過(guò)程模擬，虛擬建造技術(shù)流程如圖3所示。

實(shí)現(xiàn)虛擬建造過(guò)程，從而優(yōu)化施工順序，讓整個(gè)施工過(guò)程可以實(shí)時(shí)顯示(如圖4所示)，從而使得各個(gè)項(xiàng)目參與單位能夠?qū)?xiàng)目進(jìn)行直觀的認(rèn)識(shí)。通過(guò)虛擬建造能夠提前發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，真正做到事后控制到事前控制的轉(zhuǎn)變，提前避免或者減少返工的現(xiàn)象，優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，提高了資源利用率，縮短了工期。

通過(guò)BIM可視化技術(shù)對(duì)三維場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化，合理利用場(chǎng)地布局，提高現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的覆蓋率，降低材料進(jìn)場(chǎng)后的二次搬運(yùn)成本，提升場(chǎng)地利用率，節(jié)約施工成本。

3.2 管線碰撞檢查

Navisworks Manage軟件中的Clash Detective功能，能夠?yàn)轫?xiàng)目提供碰撞檢查和沖突分析[9-11]，能夠有效預(yù)防施工過(guò)程中的“軟碰撞”和“硬碰撞”，將傳統(tǒng)的事后控制轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑翱刂芠12]，達(dá)到節(jié)約成本、縮短工期的目的，如圖5所示。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用效果分析

4.1 進(jìn)度管理方面

通過(guò)虛擬建造和碰撞檢查等功能，預(yù)計(jì)可以縮短工期35 d。虛擬建造功能清晰的給出了各個(gè)施工節(jié)點(diǎn)的順序和要求，將現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度和BIM計(jì)劃工期進(jìn)行比對(duì)能夠準(zhǔn)確的顯示滯后的工序，有利于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理人員及時(shí)調(diào)整施工部署和方案，從而保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

4.2 質(zhì)量控制方面

第一方面在精細(xì)化建模的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)圖紙中的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，在問(wèn)題發(fā)生以前及時(shí)反饋設(shè)計(jì)單位，從而避免返工。第二方面通過(guò)碰撞檢查和虛擬施工施工單位知道了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和“軟、硬”碰撞的位置，能夠提前布控，對(duì)關(guān)鍵位置做到重點(diǎn)施工，從而保證施工質(zhì)量。

現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員還可以通過(guò)移動(dòng)終端實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)和模型的一致性，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)整改或反饋，保證施工質(zhì)量。

4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)業(yè)主要求，地下車(chē)庫(kù)要滿(mǎn)足凈高不小于3 m要求，結(jié)合土建模型和水電暖通管線布置情況，對(duì)地下車(chē)庫(kù)進(jìn)行凈高度分析，對(duì)影響凈高度的通風(fēng)管線進(jìn)行優(yōu)化布置。通過(guò)三維漫游功能，實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得，對(duì)地下車(chē)庫(kù)的入口進(jìn)行優(yōu)化，擴(kuò)大兩側(cè)的視野范圍，以滿(mǎn)足使用功能的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)BIM技術(shù)在四川輕化工大學(xué)第五實(shí)驗(yàn)樓項(xiàng)目中的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)交互，優(yōu)化了設(shè)計(jì)和施工組織流程。將傳統(tǒng)項(xiàng)目中的事后控制改變?yōu)槭虑翱刂疲崆邦A(yù)判了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)，縮短了工期。本工程運(yùn)用BIM協(xié)同管理提高了施工管理的質(zhì)量，增強(qiáng)了協(xié)同工作能力，為以后類(lèi)似工程提供了有效的技術(shù)支撐和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。