利用BIM技術(shù)三維動態(tài)優(yōu)化場區(qū)施工總平面布置

摘? ? 要：工程施工前總平面布置規(guī)劃是工程前期準(zhǔn)備的關(guān)鍵工作，現(xiàn)今建筑行業(yè)大力推廣BIM技術(shù)，將BIM技術(shù)運(yùn)用到總平面布置中，可以解決傳統(tǒng)二維總平面布置中很難發(fā)現(xiàn)和解決的許多問題。在場地狹小、單體建筑較多，使用BIM技術(shù)模擬現(xiàn)場施工環(huán)境，根據(jù)不同工況對總平面布置實(shí)時進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，在節(jié)約資源的同時保證了現(xiàn)場施工有序性。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);施工現(xiàn)場總平面三維動態(tài)布置、調(diào)整;綠色施工

1? 工程概況

城市新中心保障房（一期）項目規(guī)劃有10棟塔樓、一座幼兒園。項目總用地面積3.29萬平方米，總建筑面積約8.48萬平方米，，項目最大建筑高度為69.9m;1#2#6#塔樓為部分預(yù)制構(gòu)件的框架剪力墻體系、7層、結(jié)構(gòu)高度22.4m;7#10#塔樓為部分預(yù)制構(gòu)件的框架剪力墻體系、8層、結(jié)構(gòu)高度23.5m;5#8#9#塔樓為部分預(yù)制構(gòu)件的剪力墻體系、21層、結(jié)構(gòu)高度61.2m;3#4#塔樓為部分預(yù)制構(gòu)件的剪力墻體系、24層、結(jié)構(gòu)高度69.9m;幼兒園為框架結(jié)構(gòu)、3層。

2? 需優(yōu)化的現(xiàn)象

2.1? 施工現(xiàn)場場內(nèi)空間狹小

針對施工現(xiàn)場場內(nèi)空間狹小，施工總平面布置精度要求高的情況，對于傳統(tǒng)的CAD二維圖紙可詳細(xì)的部署，根據(jù)后期施工進(jìn)度調(diào)整時，傳統(tǒng)的CAD二維制圖需重新繪制，增加了繪制的工作量，相比較三維布置，BIM技術(shù)在后期調(diào)整時，只需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.2? 施工工序復(fù)雜

針對施工區(qū)域工序復(fù)雜，利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場整體布置、塔吊、施工電梯等大型機(jī)械走位、基坑開挖出土路徑等一系列難點(diǎn)進(jìn)行三維放樣、行車模擬等應(yīng)用，對現(xiàn)場避免因前期規(guī)劃不到位導(dǎo)致的施工困難進(jìn)行排查及預(yù)見;空間聯(lián)動的情況，采用BIM三維布置優(yōu)勢明顯，利用BIM技術(shù)，可視化等功能，針對現(xiàn)場施工具明顯優(yōu)勢，傳統(tǒng)的二維圖紙往往不能全面反映個體、各專業(yè)個系統(tǒng)之間的碰撞可能，同時由于二維設(shè)計的離散型為不可預(yù)見性，也將使設(shè)計人員疏漏掉一些碰撞或沖突的現(xiàn)場施工現(xiàn)象。

3? 決策階段

合理的布置施工現(xiàn)場總平面是一個工程施工準(zhǔn)備階段的首要條件。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化場地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中的布置施工場地原則與內(nèi)容，總平面布置應(yīng)本著以人為本的原則、節(jié)約用地的宗旨、整齊劃一的思想、環(huán)保節(jié)能的準(zhǔn)則、永臨結(jié)合的理念，合理的因地制宜，保證一個標(biāo)準(zhǔn)化工地所應(yīng)配備的設(shè)備、分區(qū)、運(yùn)輸條件、施工條件等的合理規(guī)劃。

在決策階段需合理的制定場地布置方案，整合場地現(xiàn)有的空間資源，確保施工過程中對場地的各種需求，以及考慮施工過程中的各個階段對現(xiàn)場的需求不同。

4? 設(shè)計階段

4.1? BIM設(shè)計分析

本著以施工現(xiàn)場平面布置合理的原則，設(shè)計階段合理布置各種臨時設(shè)施，科學(xué)規(guī)劃場地道路，以生產(chǎn)工作方便、安全文明施工為宗旨。辦公區(qū)、生活區(qū)、現(xiàn)場施工區(qū)、安全文明展示區(qū)、樣板區(qū)、道路等的平面設(shè)計規(guī)劃位置與規(guī)模，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場規(guī)模、人員情況、場地大小、施工工序、合理交通等來制定。

采用BIM技術(shù)模擬各個分區(qū)位置與各功能區(qū)所必須具有三維形狀，將傳統(tǒng)無法用平面來直觀描述的空間元素表達(dá)出來，對各個分區(qū)進(jìn)行量化分析，根據(jù)信息模型的幾何形態(tài)來判斷場地利用是否合理，動態(tài)條件下空間上是否產(chǎn)生沖突和碰撞。根據(jù)預(yù)設(shè)工人數(shù)量并按照生活區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則所設(shè)計建立的空間模型放置位置與基坑周邊所預(yù)留施工道路空間碰撞，在此狀況下，重新調(diào)整各分區(qū)代表模型位置與大小，達(dá)到對場地分區(qū)的合理規(guī)劃的效果。

4.2? 平面布置

臨建設(shè)施、機(jī)械設(shè)備的布置因施工階段的不同會在施工過程中呈現(xiàn)動態(tài)變化，尤其是材料堆場、材料加工區(qū)、塔吊等的可變設(shè)施。根據(jù)施工階段不同，不同時期對場地要求也有很大變動，因此各個時期平面布置方案不盡相同。土方工程階段，土方量大，應(yīng)考慮土方的運(yùn)輸路線規(guī)劃，材料進(jìn)場與放置位置等等，結(jié)構(gòu)主體施工階段，模板、鋼筋、混凝土需要量大，可供利用的土地相對較充裕，但是此階段容易造成材料堆積占用場地，因此如何合理分階段規(guī)劃場地的平面布置對施工質(zhì)量與施工環(huán)境有著至關(guān)重要的作用，甚至達(dá)到節(jié)省工期、節(jié)約成本的作用。

4.3? BlM實(shí)施階段

BIM實(shí)施階段關(guān)鍵在于模型的建立，根據(jù)項目需求和項目規(guī)劃方案建立模型。

建模過程中將模型分為四大類：場地房屋道路、場地水電管線、現(xiàn)場物料加工存儲、機(jī)械設(shè)備維護(hù)等類。完成建造具有項目信息數(shù)據(jù)的建筑模型之后，按照場地分區(qū)和場地規(guī)劃布置臨建設(shè)施和機(jī)械設(shè)備。

4.4? BIM優(yōu)化階段

實(shí)施階段完成之后，場地布置基本已經(jīng)完成，此階段通過BIM虛擬預(yù)演向現(xiàn)場施工人員進(jìn)行方案交底，讓工人對施工區(qū)域的劃分和對施工現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作提供可視化依據(jù)。但是在向現(xiàn)場施工人員進(jìn)行方案交底之前，應(yīng)調(diào)研BIM虛擬預(yù)演信息模型動態(tài)呈現(xiàn)時場地利用情況是否合理;機(jī)械設(shè)備之間是否有存在干擾;場地道路運(yùn)輸?shù)仁欠翊嬖趩栴}，并在動態(tài)模擬的過程中提出問題并制定優(yōu)化方案。

本項目在實(shí)施階段場地臨建設(shè)備布置完成之后的虛擬預(yù)演過程中發(fā)現(xiàn)問題：

其一因甲方要求需先交一批非地下室區(qū)域的樓棟，導(dǎo)致現(xiàn)場施工順序為先施工非地下室位置，因此造成在非地下室塔樓施工時，地下室區(qū)域需開展場地開挖、土方運(yùn)輸、基坑支護(hù)等需大型車輛或機(jī)械進(jìn)場展開工作，該工作導(dǎo)致現(xiàn)場非地下室樓棟的施工道路與地下室施工區(qū)域的道路及出口造成沖突，經(jīng)優(yōu)化后制定項目西側(cè)增加一條硬化道路及東西角設(shè)置3#大門供地下室區(qū)域能順利開展工作，此道路及大門在一期工程完成后二期工程也可使用，且項目后期的永久車道也在此位置，為后期修建此永久道路提前展開了工作，節(jié)約后期修路的工期。

其二觀摩所制定的觀摩路線不合理，因觀摩的樓棟分一期與二期，實(shí)施階段定制的路線在觀摩預(yù)演時發(fā)現(xiàn)路線太過復(fù)雜，在非觀摩重點(diǎn)區(qū)域觀摩道路布置太過復(fù)雜，且浪費(fèi)成本。經(jīng)過幾套優(yōu)化方案的模擬預(yù)演之后，制定了較為合理的觀摩路線，與先前布置的人車分流相輔相成。與施工進(jìn)度計劃相配合，對現(xiàn)場布置方案的模擬觀察，對工程各個施工階段的物料管理、機(jī)械設(shè)備的安置工作也進(jìn)行詳盡的演示，并配合施工組織設(shè)計合理配合安排進(jìn)場時間，在此過程中再開展對臨建布置的調(diào)整工作，達(dá)到最優(yōu)方案，為項目節(jié)省工期和成本。其他優(yōu)化不一一列述。

5? 項目應(yīng)用成效

由于場地狹小，結(jié)合BIM技術(shù)，運(yùn)用場布軟件對現(xiàn)場的道路，臨建，塔吊等進(jìn)行三維施工空間布置，通過LUMION等漫游軟件提前將現(xiàn)場布置的問題反應(yīng)出來并及時進(jìn)行調(diào)整，在利用三維空間模型對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行交底。從而達(dá)到現(xiàn)場場地布置優(yōu)化的目的。與傳統(tǒng)施工場地布置相比，采用BIM進(jìn)行場地布置，操作簡單方便，不需要現(xiàn)場人工、機(jī)械等配合且不需要消耗任何材料和實(shí)驗，施工成本低、效率高。三維場布區(qū)別于傳統(tǒng)二維場布最直接的特點(diǎn)即立體化展示，其模型應(yīng)用也更為豐富，主要用于碰撞檢查、虛擬漫游、技術(shù)交底等方面。

6? 結(jié)束語

近年來，隨著BIM技術(shù)的逐漸成熟，其應(yīng)用已貫穿于規(guī)劃、設(shè)計、施工和運(yùn)營的建筑全生命周期。三維場布施工階段的實(shí)踐表明，使用BIM技術(shù)可提高現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備的覆蓋率，降低運(yùn)輸費(fèi)用及材料二次搬運(yùn)成本;提升管理人員對施工現(xiàn)場各施工區(qū)域的了解，提高溝通效率，確保施工進(jìn)度;提升對現(xiàn)場布局規(guī)劃的合理性、科學(xué)性，達(dá)到綠色施工、節(jié)能減排的預(yù)期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王廷魁，鄭嬌.基于BIM的施工場地動態(tài)布置方案評選[J].施工技術(shù)，2014.

[2] 毛志兵.建筑工程施工BIM應(yīng)用指南[M].中國建筑工業(yè)出版社，2014.

作者簡介：

鐘偉銘（1995—）性別：男，民族：畬族，籍貫：福建上杭，學(xué)歷：?？?，職稱：助理工程師，寫作方向：建筑工程技術(shù)。