BIM技術(shù)在大型城市綜合體建設(shè)中的應(yīng)用

黎良青 孫鑫 和玉超 寧鑫 崔杰 劉鵬飛

（1.中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 200010 2.上海市建設(shè)工程監(jiān)理咨詢有限公司 上海 200080）

0 前言

當下，數(shù)字化、信息化已經(jīng)成為建筑行業(yè)未來發(fā)展的主要方向，是行業(yè)競爭力和創(chuàng)新力的直接體現(xiàn)。作為實現(xiàn)建筑業(yè)現(xiàn)代化的重要抓手，BIM技術(shù)在工程建設(shè)全壽命周期中的應(yīng)用將極大推動建筑行業(yè)發(fā)展質(zhì)量變革、效率變革和動力變革，對推動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

1 BIM技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用

1.1 現(xiàn)場平面部署

在投標階段，項目就利用BIM技術(shù)建立三維場地模型，給業(yè)主一個更為直觀的視覺效果，提升中標概率。同時，在施工階段來說，當下多數(shù)項目面臨場地狹窄、基坑深大、項目各地塊交叉作業(yè)多等難點，這給傳統(tǒng)的二維平面場地布置帶來巨大的工作量。項目根據(jù)施工圖紙以及技術(shù)施工方案和現(xiàn)場平布置圖對各階段的場地布置進行建模。并與商務(wù)、生產(chǎn)、安全等各部門利用建模對現(xiàn)場各臨時設(shè)施、加工場地、施工道路、文明施工以及材料堆放等進行合理布置。利用BIM技術(shù)建立的三維場地模型能夠很好的將施工現(xiàn)場的各種數(shù)據(jù)信息直觀的反映出來，同時，還能根據(jù)不同施工階段，快速的進行場地平面布置的更新及優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場潛在的不合理布局，消除安全隱患，做到精細化管理。

1.2 進度管理

項目根據(jù)業(yè)主的進度節(jié)點要求以及項目施工總進度計劃，通過將BIM模型與project編制成的施工總進度計劃結(jié)合，制作了項目總進度施工模擬，涵蓋了地墻、樁基、圍護、主體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)、機電安裝以及室外總體等多個專業(yè)。通過施工模擬與項目生產(chǎn)技術(shù)確定施工關(guān)鍵路線，合理安排各地塊之間施工節(jié)奏，從而更好地保證完成業(yè)主的施工節(jié)點。并與北地塊建工項目總進度計劃合并成南北地塊整體施工進度模擬，給予業(yè)主更直觀的施工進度節(jié)點把控，從而方便業(yè)主對項目整體開發(fā)節(jié)奏的把控并合理的調(diào)整施工節(jié)奏。此外，項目進度管理系統(tǒng)自身根據(jù)模型進展情況，設(shè)定模擬方式，動態(tài)顯示進度執(zhí)行情況，對滯后工作做出預(yù)警提示，確保任務(wù)按時完成。同時，項目利用無人機航拍技術(shù)對現(xiàn)場施工作業(yè)面進行影像拍攝后運用軟件處理生成全景動態(tài)圖，并生成二維碼，管理人員只需掃描二維碼就可以從移動端查看項目進度情況。

1.3 商務(wù)、物資管理

基于項目BIM技術(shù)的三維模型，可以快速的提取計算工程量，同時可以在3D模型中加入進度、成本信息形成5D模型，實現(xiàn)項目成本的精細分析，可以快速計算出每個工序、每個工區(qū)、每個時間節(jié)點的工程量，從而快速得到各時期的物資計劃。除此之外，隨著施工進度的進行及時統(tǒng)計分析，發(fā)生設(shè)計變更時也很容易同步變更模型，及時獲得變更前后工程量和工程造價變化，實現(xiàn)成本的動態(tài)管理。

1.4 質(zhì)量安全管理

傳統(tǒng)的質(zhì)量檢查需要記錄大量紙質(zhì)資料，查閱整改也需要耗費大量時間及人力。項目借助BIM協(xié)同管理平臺，將載有數(shù)據(jù)信息的三維模型等資料上傳至平臺上。項目管理人員在手持移動端上可以隨時隨地查看三維模型和二維施工圖紙，并使用多點觸控功能來縮放、平移和旋轉(zhuǎn)圖形，查看圖形構(gòu)建細節(jié)、構(gòu)件尺寸、標高，了解其具體設(shè)計信息，復(fù)雜區(qū)域各構(gòu)件空間位置關(guān)系，協(xié)助現(xiàn)場作業(yè)指導(dǎo)、施工質(zhì)量檢驗。并將現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量安全問題反饋到平臺模型上，制定責(zé)任人進行跟蹤和反饋，將當日跟蹤信息反饋到平臺，解決施工中存在的問題，從而提高了工作效率，加強了質(zhì)量安全問題的實時管控。

安全管理是工程施工的主控項目，是開展一切工作的根本出發(fā)點，通過引入BIM技術(shù)，可以提前對安全質(zhì)量控制重點、施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)、重大危險源等進行模擬演示，過程監(jiān)管。通過提前預(yù)知安全質(zhì)量風(fēng)險，提前制定并采取安全質(zhì)量防范措施，做到防患于未然，有效規(guī)避風(fēng)險，減少不必要的返工、窩工或停工，杜絕安全質(zhì)量事故，為項目的安全生產(chǎn)、文明施工保駕護航。

1.5 深化設(shè)計應(yīng)用

1.5.1 土建結(jié)構(gòu)深化

目前，對于土建結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計主要集中在發(fā)現(xiàn)圖紙問題以及復(fù)雜節(jié)點位置的優(yōu)化兩方面，在結(jié)構(gòu)施工前根據(jù)設(shè)計下發(fā)的圖紙進行三維BIM建模，在建模過程中及時發(fā)現(xiàn)圖紙問題并記錄形成文件，再將文件統(tǒng)一與設(shè)計交流溝通解決。同時，通過對細部節(jié)點建立BIM三維模型，將復(fù)雜的二維圖紙轉(zhuǎn)化為直觀形象的三維模型，進行可視化交底，保證施工質(zhì)量，提高施工效率。在項目中有一地塊地下室中有一處復(fù)雜坡道（同一空間內(nèi)有三個坡道），二維圖紙難以正確反映坡道具體走向以及與周邊結(jié)構(gòu)的關(guān)系。項目通過三維建模并將模型通過3D打印等比例模型對現(xiàn)場施工人員進行可視化交底。

圖1 某復(fù)雜梁柱節(jié)點鋼筋排布

1.5.2 鋼結(jié)構(gòu)深化

在鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計中，由專業(yè)單位利用BIM技術(shù)進行三維建模，對鋼結(jié)構(gòu)整體空間立體布置進行可視化模擬，通過提前與其他專業(yè)的碰撞校核，對鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案進行模擬及優(yōu)化，可以有效的解決施工圖中的設(shè)計缺陷，減少后期修改變更，避免人力、物力浪費，達到降本增效的管理目標。

1.5.3 綜合機電深化

傳統(tǒng)二維機電施工圖紙均為獨立出圖，管線綜合布置對設(shè)計人員的經(jīng)驗依賴性強，施工效率低。通過BIM技術(shù)建立綜合機電模型，能夠形象直觀的反映各管線關(guān)系。另外，將各專業(yè)模型進行整合，通過軟件運行碰撞檢測來提前知曉單專業(yè)內(nèi)部及各專業(yè)間的碰撞點并協(xié)調(diào)解決，避免返工造成資源浪費，提高生產(chǎn)效率，見圖2。

1.5.4 幕墻深化

方案設(shè)計初期，由專業(yè)單位建立幕墻表皮模型，完成幕墻表皮與主體結(jié)構(gòu)間的空間關(guān)系校驗，實現(xiàn)在設(shè)計過程中提前發(fā)現(xiàn)各種沖突問題，以保證幕墻裝飾面與主體構(gòu)造間能滿足幕墻實施需求。在深化設(shè)計階段，建立并完成整體封閉模型，并輔助完成平、立面圖紙的輸出。同時，通過對施工流水步驟的演示，達到輔助施工方案設(shè)計的效果。施工階段，對幕墻整體深化建模，以滿足加工精度需求。

圖2 各專業(yè)模型碰撞檢測

圖3 幕墻表皮與結(jié)構(gòu)邊緣距離

1.6 BIM+VR技術(shù)運用

虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)，是一種伴隨多媒體技術(shù)發(fā)展起來的計算機新技術(shù)，通過三維圖形生成技術(shù)。工程建設(shè)是復(fù)雜的大型的動態(tài)系統(tǒng)，它包括支模板、綁扎鋼筋、澆搗混凝土、拆模、養(yǎng)護等多道工序。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬施工過程可以提前發(fā)現(xiàn)實際施工中存在的問題或隱患，并及時給予解決處理，將VR技術(shù)應(yīng)用于技術(shù)交底過程中，使分包及工人對施工過程具有更深的認識，深化對施工工序的了解，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑施工中有多方面的應(yīng)用。

另外，項目針對“樣板引路”的管理理念，對模板體系支設(shè)、二結(jié)構(gòu)、綜合機電管線安裝等預(yù)先建立BIM三維樣板模型并利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)使管理人員進行VR沉浸式體驗，有效地避免材料和人力資源的浪費，實現(xiàn)了提質(zhì)增效的管理目標。

項目通過以上各方面積極推行BIM技術(shù)的應(yīng)用，利用BIM模型的虛擬性與可視化，使參建人員建立直觀概念，提前反映施工重難點；利用BIM技術(shù)進行綜合管線的碰撞，在施工前發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與水暖電等專業(yè)之間的碰撞問題，提前進行修正，確保施工準確率，降低返工率。

2 結(jié)束語

BIM技術(shù)的出現(xiàn)，使項目管理的思維方式、流程等均發(fā)生了很大的變化，這給常規(guī)的管理模式帶來的是一場革命。在項目管理中，BIM的可視化、參數(shù)化、數(shù)據(jù)化的特性讓建筑項目的管理和交付更加高效和精益，是實現(xiàn)項目現(xiàn)場精益管理的有效手段。

BIM帶來的是新的管理模式，新的管理流程，是建筑行業(yè)精細化管理的開始。通過BIM技術(shù)作為管理工具，讓建設(shè)項目中的管理者獲得更多的時間進行管理工作。結(jié)合項目管理的各項科學(xué)思想和理念，提升建設(shè)工程的管理效率和工程質(zhì)量，確保工程建設(shè)項目安全有序的開展。