BIM技術(shù)在某公共建筑施工過程中的應(yīng)用

崔小飛，白青松，方文

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 工程概況

某公建項目，占地面積150000m2，總投資15億元。

1）管理難度大

作為大型重點項目，該項目施工面積廣，且各樓層和筏板標(biāo)高較為復(fù)雜，各種專業(yè)施工技術(shù)必須穿插進(jìn)行才能保證施工工期和施工質(zhì)量，因此，在項目整體安全、進(jìn)度和質(zhì)量管理方面存在極大挑戰(zhàn)。

2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜

在本項目的主要架構(gòu)中，采用了大量鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，且鋼結(jié)構(gòu)樣式多、設(shè)計復(fù)雜，采用大量的鋼筋—混凝土組合截面和勁性骨柱，且鋼筋與鋼結(jié)構(gòu)的連接工藝有點復(fù)雜；該建筑幕墻為雙層扭轉(zhuǎn)曲面，造型較為復(fù)雜，存在角度漸變和尺寸漸變，幕墻主體與建筑主體之間的距離較遠(yuǎn)，構(gòu)件加工及空間定位難度較大。

3）專業(yè)施工多

項目深基坑大、高大模板較多、各專業(yè)材料入場管理、加工車間多，專業(yè)工序復(fù)雜，且鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電和土建等需要交叉施工，現(xiàn)場項目管理困難。

該建筑項目存在體量大、創(chuàng)優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)高、施工難度大等難題，為了加強(qiáng)對現(xiàn)場施工的管理，通過利用BIM技術(shù)，引入智慧工地平臺，提高現(xiàn)場施工的效率。首先依據(jù)《BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》對建筑模型、建筑場地進(jìn)行設(shè)計，將建筑材料、機(jī)械等物資進(jìn)行合理規(guī)劃；然后，通過BIM技術(shù)將施工進(jìn)行三維標(biāo)注，使其滿足可視化的要求；最后，相關(guān)人員利用BIM三維可視特點進(jìn)行技術(shù)交底，對現(xiàn)場施工進(jìn)行精細(xì)化管理，進(jìn)而充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)點。

2 BIM平臺在項目中的應(yīng)用

2.1 工程管理信息化云平臺

該智慧工地管理平臺基于施工一體化、BIM技術(shù)設(shè)計等，具有以下特點。

①平臺可以為項目提供多種通用功能和流程，以及定制化功能擴(kuò)展的多方協(xié)同，項目各參與方可以通過平臺實現(xiàn)信息共享、提高溝通及管理效率。

②項目管理平臺可以進(jìn)行資料、進(jìn)度、商務(wù)、新聞等上傳及共享，實現(xiàn)進(jìn)度、安全、質(zhì)量、物料等全方位的BIM管理。

2.2 項目進(jìn)度計劃管理

項目管理的核心內(nèi)容之一就是進(jìn)度管理，確保在工期內(nèi)項目的順利竣工。進(jìn)度計劃貫穿于工程施工的全部過程，包括設(shè)計圖紙交付進(jìn)度、設(shè)備材料采購進(jìn)度、安裝施工進(jìn)度，在實際的施工過程中，實際進(jìn)度是根據(jù)情況動態(tài)調(diào)整的。將BIM模型與現(xiàn)場的進(jìn)度完成計劃進(jìn)行動態(tài)關(guān)聯(lián)，可以通過管理平臺管理施工進(jìn)度計劃。

2.3 設(shè)計交付與文檔管理

設(shè)計圖紙及其他資料可以共享給各使用方，對圖紙或資料有疑問時，可以及時發(fā)起溝通，經(jīng)過人員處理與完善后重新提交。

2.4 施工管理

基于智慧工地平臺的BIM模型工程量計算，可以將施工模擬結(jié)果與廣聯(lián)達(dá)工程量計算結(jié)果進(jìn)行對比，查詢成本信息和構(gòu)件工程量。

BIM模型與關(guān)鍵節(jié)點計劃關(guān)聯(lián)起來，可以模擬施工任務(wù)的進(jìn)度。

2.5 質(zhì)量管理

所有的應(yīng)用構(gòu)件應(yīng)有相關(guān)設(shè)計文檔，方便工程師在設(shè)計相關(guān)方案時隨時查閱，并且在進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督檢查時，隨時比對資料圖紙，省去尋找紙質(zhì)文檔的繁瑣。

質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)工程師會根據(jù)項目特點及相關(guān)規(guī)范設(shè)置質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置質(zhì)檢的相關(guān)方法和步驟。相關(guān)質(zhì)檢師通過掃描構(gòu)件二維碼獲取設(shè)備信息，并快速定位構(gòu)件位置，并上傳現(xiàn)場照片。當(dāng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題后，會詳細(xì)記錄進(jìn)入系統(tǒng)，通過二維碼可以看到現(xiàn)場照片或影響、問題描述等，相關(guān)責(zé)任人會及時處理。

質(zhì)檢中心及時管理、跟蹤和歸檔所有質(zhì)檢問題。相關(guān)責(zé)任人對質(zhì)檢問題及時響應(yīng)，原本需要兩三天才可以進(jìn)行反饋和整改的問題，通過該平臺平均一天就可以解決，提高效率。

2.6 安全管理

現(xiàn)場按照構(gòu)件類型和專業(yè)施工制定安全檢查的標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容，并將其錄入系統(tǒng)。在現(xiàn)場檢查時，隨時發(fā)起檢查流程，將檢查內(nèi)容和問題與當(dāng)前的檢查任務(wù)關(guān)聯(lián)起來。

2.7 移動辦公

智慧工地平臺還有配套APP，電腦端與手機(jī)端實現(xiàn)互聯(lián)互通，與智慧平臺數(shù)據(jù)實時同步。用戶可以通過手機(jī)APP創(chuàng)建自己個人工作站，通過項目列表與文檔管理等，隨時掌握項目計劃與任務(wù)，實現(xiàn)移動辦公。

①用戶可以使用手機(jī)端個人工作站處理設(shè)計任務(wù)、預(yù)警信息、審核流程、質(zhì)量缺陷等，通過便捷快速的移動APP提高了辦公效率。

②可以通過手機(jī)端APP的項目列表查看所負(fù)責(zé)的項目，點擊任一項目后，可以看到項目的詳細(xì)信息，人員、概況、質(zhì)量、進(jìn)度等，并可以實時查看項目的進(jìn)度。

③工作人員可以通過移動端查閱項目的相關(guān)資料，如最新施工設(shè)計圖紙、設(shè)計圖紙、數(shù)據(jù)資料等。還可以查看平臺推送的相關(guān)待辦事項，及時進(jìn)行反饋或者處理，并進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，同時可以看到問題處理的整個流程和進(jìn)展。

2.8 平臺優(yōu)勢

①系統(tǒng)自動存檔和管理相關(guān)資料、圖紙、設(shè)計等數(shù)據(jù)。

②可以通過基于BIM技術(shù)的模擬計劃與施工現(xiàn)場進(jìn)度進(jìn)行實時聯(lián)動，可以及時掌握現(xiàn)場進(jìn)度和情況，并且對施工的質(zhì)量、進(jìn)度、安全管控和成本等進(jìn)行管控和分析。

③工作人員可以輕松進(jìn)行以往需要多方協(xié)調(diào)的復(fù)雜辦公，讓數(shù)據(jù)跑代替人跑，并且借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)提高信息和問題處理效率。

3 BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用

3.1 土建BIM技術(shù)應(yīng)用

智慧工地平臺結(jié)合BIM技術(shù)可以實現(xiàn)對圖紙三維模擬、工程量的統(tǒng)計、模擬施工進(jìn)度、建筑可視化交底、復(fù)雜施工環(huán)節(jié)分析、綜合管線碰撞檢測等內(nèi)容，其中，綜合管線碰撞檢測為BIM技術(shù)的應(yīng)用重點。在項目的施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)孔洞未預(yù)留、管道碰撞等現(xiàn)象，智慧工地結(jié)合BIM技術(shù)可以直觀看到預(yù)留孔洞的位置，避免出現(xiàn)孔洞遺忘的現(xiàn)象。同時，在BIM模型中對可能發(fā)生碰撞的管線進(jìn)行分析，提前對圖紙進(jìn)行修改，節(jié)約了建筑工期，保證了建筑的順利進(jìn)行。

3.2 機(jī)電安裝

在機(jī)電安裝工程中利用BIM技術(shù)，應(yīng)先建立總負(fù)責(zé)人、模型組、應(yīng)用組的組織結(jié)構(gòu)，使其具備完備的管理組織機(jī)構(gòu)；然后，進(jìn)行模型搭建、碰撞統(tǒng)計、模型調(diào)整的工作，使機(jī)電安裝整潔美觀、減少因現(xiàn)場施工沖突造成的不必要返工?？梢愿鶕?jù)不同功能區(qū)域?qū)芫€施工的不同要求計算出調(diào)整后的凈高，調(diào)整后的圖紙用于指導(dǎo)現(xiàn)場專業(yè)施工。機(jī)電安裝的BIM模型包含給排水、暖通、地下暖通、地下電氣、地下給排水等。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)BIM技術(shù)應(yīng)用

該建筑項目鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，先采用專業(yè)軟件進(jìn)行建模，然后將設(shè)計院審核后的模型進(jìn)行深化分析，最后進(jìn)行出圖制作，可以對復(fù)雜工序進(jìn)行可視化加工。利用BIM技術(shù)對施工方案進(jìn)行模擬預(yù)演的步驟如下：施工模擬進(jìn)行方案確定—各專業(yè)進(jìn)行施工方案核算—施工過程全程監(jiān)控。由于幕墻鋼支撐結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行大量曲面及不規(guī)則設(shè)計，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析計算，確定分片安裝模式；然后對支撐鋼結(jié)構(gòu)的施工過程進(jìn)行模擬，先吊裝連廊再進(jìn)行拼裝，最后進(jìn)行屋脊桁架的施工。

3.4 幕墻BIM技術(shù)應(yīng)用

該重點項目幕墻結(jié)構(gòu)采用扭轉(zhuǎn)立面的雙層幕墻設(shè)計，立體空間和支撐框架較為復(fù)雜，且鋁板形狀、尺寸、角度、數(shù)量比較多，因此需要采用R hino+GH專業(yè)軟件進(jìn)行安裝設(shè)計。通過采用專業(yè)軟件，對不同區(qū)域的翻轉(zhuǎn)鋁板進(jìn)行參數(shù)分析，然后將鋁板的角度、數(shù)量等結(jié)構(gòu)導(dǎo)出，進(jìn)行施工指導(dǎo)。

3.5 BIM圖紙審查

通過對整個項目的土建、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電安裝等結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行分析。對比CAD圖紙及專業(yè)模型后，進(jìn)行各專業(yè)之間的碰撞分析，累計發(fā)現(xiàn)問題10227條。其中，土建施工335條，機(jī)電安裝問題9845條，幕墻安裝問題47條。對土建施工和鋼結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行碰撞檢測后，及時對相關(guān)設(shè)計及時調(diào)整并確定解決方案。利用BIM技術(shù)在各階段及時發(fā)現(xiàn)問題并調(diào)整方案，為后續(xù)的材料加工、專業(yè)施工等提供了技術(shù)保障，避免返工造成的工期延誤和成本支出。

4 BIM創(chuàng)新應(yīng)用

在項目建造施工過程中，采用大屏投影和沙盤模式，利用3D打印技術(shù)，將采集好的實際數(shù)據(jù)進(jìn)行比例模型制作，結(jié)合VR虛擬現(xiàn)實等創(chuàng)新科技手段進(jìn)行項目展示，增加項目展廳的智能化，更好地體現(xiàn)項目的科技水平。同時，在項目建造現(xiàn)場，可以將技術(shù)交底卡詳細(xì)信息生成二維碼，現(xiàn)場人員可以通過掃碼進(jìn)行技術(shù)交底，管理人員可以通過后臺看到交底過程和施工進(jìn)展。

5 結(jié)語

該項目通過BIM技術(shù)結(jié)合工地智慧管理平臺，實現(xiàn)設(shè)計、施工的一體化管理，同時，將參建各方的業(yè)務(wù)融合一體，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資料、通知消息、進(jìn)度、安全、質(zhì)量的全方面共同管理?；谄脚_數(shù)據(jù)共享和大數(shù)據(jù)分析，提高了分析計算速度，讓數(shù)據(jù)跑代替人工跑，提高了各方溝通交流效率。結(jié)合三維立體設(shè)計，使工程展示和作業(yè)交底更加具體化、形象化。通過智慧工地平臺和BIM技術(shù)，將復(fù)雜的項目管理變成流程化和集約化管理，提高了項目管理的安全隱患治理效率和進(jìn)度，以及質(zhì)量管控效率，對大型復(fù)雜建筑項目意義重大，具有很好的推廣價值。