BIM 技術(shù)在地下室施工中的全過程應(yīng)用

王曉暉（上海心圓房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，上海 201202）

隨著現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)地不斷升級進步以及建筑工業(yè)化地廣泛推進，建筑信息化在規(guī)劃、設(shè)計、施工和運維中有了越來越廣闊的實際應(yīng)用價值，尤其是在目前大力發(fā)展裝配式項目的產(chǎn)業(yè)背景下，建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)技術(shù)輔助裝配式施工成為建筑信息化和工業(yè)化的深度融合[1]。在混凝土預(yù)制件(Precast Concrete，PC)構(gòu)件圖紙深化、預(yù)留鋼筋碰撞校核、預(yù)留洞口校核等設(shè)計環(huán)節(jié)以及構(gòu)件生產(chǎn)運輸和售后環(huán)節(jié)控制都起到了良好的促進作用。

BIM 技術(shù)由于其卓越的可視化效果、問題檢查能力及包含建筑信息等功能，在工程各階段均有較多的應(yīng)用點。其各項應(yīng)用應(yīng)盡量做到前置性，便于提高正式出圖的精度，也預(yù)先對現(xiàn)場實施進行模擬和交底，最大程度降低因圖紙不精確、節(jié)點不明晰、做法交底不到位等因素帶來的返工和成本工期浪費。尤其是在地下室工程階段，前期組織展開的各項BIM 工作應(yīng)當(dāng)已經(jīng)出具各類技術(shù)成果，并經(jīng)工程現(xiàn)場各方確認(rèn)用于指導(dǎo)各工序施工。因此在地下室施工過程中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用點往往相對較多，并且具備實施落地的真正價值。

1 輔助設(shè)計出圖

BIM 設(shè)計圖紙在出圖前可先交由有資質(zhì)的 BIM 咨詢單位通過全專業(yè)建模進行圖紙校核，待 BIM 咨詢單位將各專業(yè)圖紙進行校核后再反饋給設(shè)計單位復(fù)核、最終出具正式施工藍(lán)圖。如此方可有效減少以往工程中常見的設(shè)計圖紙各專業(yè)未能完全匹配問題。尤其在結(jié)構(gòu)體系為裝配式結(jié)構(gòu)的項目中，BIM 對設(shè)計圖紙的初步校核可有效確保用于 PC 深化的圖紙具備足夠的精確度，減少甚至避免結(jié)構(gòu)拆分問題和點位預(yù)留問題，提高設(shè)計和施工階段的協(xié)作能力，保證設(shè)計質(zhì)量，從根本上提高工作效率[2]。

土建方面，在 BIM 建模的過程中可以同時發(fā)現(xiàn)基本的設(shè)計圖面問題，如結(jié)構(gòu)平法標(biāo)注、結(jié)構(gòu)是否有缺漏、平面圖與詳圖是否有不對應(yīng)、詳圖是否有節(jié)點缺失等。當(dāng)模型建立完成后，可將建筑與結(jié)構(gòu)模型進行碰撞比對，平面上能夠復(fù)核的有洞口是否對應(yīng)、標(biāo)高是否一致（尤其是降板部位，降板標(biāo)高和區(qū)域是否對得上）、墻柱和門垛的定位及留設(shè)長度等。三維方面，可以進行碰撞問題的檢查，如建筑門窗、扶梯、停車位等是否與結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在碰撞。此類問題尤其常見于地下室部分，在地下結(jié)構(gòu)夾層或布局相對復(fù)雜的區(qū)域。此外，關(guān)于樓梯方面的問題也是土建圖紙校核的關(guān)鍵部位，如樓梯與樓層結(jié)構(gòu)是否匹配或重疊、樓梯能否走通、樓梯鏡像方向是否正確、詳圖與平剖面圖是否匹配、梯梁與結(jié)構(gòu)是否搭接等。

機電方面，在前期圖紙校核方面的應(yīng)用主要是管線綜合優(yōu)化布置，在管線建模過程中便可發(fā)現(xiàn)管道走向、穿墻洞口等基本問題，在各管線建模完成后可以通過碰撞檢查和優(yōu)化走向布置，給建筑結(jié)構(gòu)提供更加精確的留洞定位，同時可以在管線復(fù)雜和密集區(qū)域?qū)崿F(xiàn)凈高的復(fù)核。另外，還可以從客觀上促進機電和土建專業(yè)之間的變更圖紙及時傳遞，確保底圖一致，避免預(yù)埋點位與結(jié)構(gòu)構(gòu)件相沖突或存在遺漏現(xiàn)象。

2 輔助施工技術(shù)應(yīng)用

BIM 技術(shù)更多的應(yīng)用是在輔助現(xiàn)場施工方面，體現(xiàn)在方案優(yōu)化、方案交底和施工指導(dǎo)，其在工程項目地下室施工中相關(guān)的常見應(yīng)用點主要有以下方面。

2.1 地下車庫管線布置優(yōu)化

BIM 技術(shù)在地下室部分的管線綜合布置和碰撞檢查，不但可以輔助前期設(shè)計階段出具正式施工圖，還可以根據(jù)最新圖紙進行修改校核以生成留洞圖來指導(dǎo)現(xiàn)場實際地庫各專業(yè)機電預(yù)留洞口的設(shè)置、套管和底盒預(yù)埋。同時，還能用于地庫各專業(yè)管道施工之前的工序交底，便于現(xiàn)場合理安排各專業(yè)單位的進場順序和地下室各部位的施工順序?？山Y(jié)合樣板區(qū)施工交底再大面積展開施工，有效提升管道綜合排布的合理性和美觀程度，提高機電安裝工程的精細(xì)化管理水平[3，保證地下車庫的最低凈高能夠符合規(guī)范和設(shè)計要求。

此外，結(jié)合機電抗震設(shè)計規(guī)范的相關(guān)要求，地下室部分的機電管道需進行抗震設(shè)計。BIM 技術(shù)在地下室的管道綜合布置結(jié)果不但可用于指導(dǎo)現(xiàn)場的風(fēng)管、生活用水管、消防管、強弱電橋架等各專業(yè)管道布置，還能夠顯著促進抗震支吊架設(shè)計，便于施工單位和深化部門合理優(yōu)化抗震支吊架的設(shè)置布局，合理采用單排支架或并排支架。在滿足設(shè)計和規(guī)范要求的同時，最大程度地降低抗震支吊架的材料成本和安裝成本，能夠帶來不菲的經(jīng)濟效益。

2.2 促進機電專業(yè)圖紙會審

由于消防、弱電等相關(guān)專業(yè)通常進場較晚，圖紙會審階段較多只進行強電和照明專業(yè)的圖紙校核，而消防和弱電等專業(yè)性較強的圖紙往往不能得到有效的校對和復(fù)核，容易導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)預(yù)埋階段相關(guān)專業(yè)因留洞定位不精確、預(yù)埋點位定位錯誤或缺失等問題，致使后期管線綜合布置和穿線工作難度增大。增加的工作量大多只能采用開鑿或者明裝，不但增加返工成本，而且影響交付的觀感。因此，管線碰撞檢查工作在設(shè)計階段就由 BIM 咨詢單位展開實施，能夠有效減少上述問題帶來的不利影響。

2.3 設(shè)備用房布局優(yōu)化

地下室設(shè)備間的設(shè)計布局大多是實際工程中較難實施的部位，如水泵房、水箱間、強弱電間、風(fēng)機房等設(shè)備用房。由于設(shè)計面積較小、設(shè)備面積或體量較大，房間內(nèi)的設(shè)備和管道安裝需要 BIM 建模提前介入。尤其是生活消防兩用泵房和水箱間，房間內(nèi)有水箱、水泵、各類控制箱、強弱電橋架、風(fēng)管、生活用水管和消防水管、排水管等各類管道和設(shè)備，布置難度極大。根據(jù) BIM 將結(jié)構(gòu)、建筑、設(shè)備和管線等進行提前建模并進行碰撞檢查，確認(rèn)無誤后指導(dǎo)各專業(yè)合理安排作業(yè)順序，便于設(shè)備間能夠一次性施工完成，達(dá)到進度快、質(zhì)量好、返工少的目的[4]。

2.4 預(yù)留洞口定位

洞口預(yù)留和定位的校核是 BIM 深化前期能夠有效介入的切入點之一。尤其是結(jié)構(gòu)先行施工的地下室部分，檢查穿地下室梁和外墻結(jié)構(gòu)的各類洞口有無錯漏，對提高地下室結(jié)構(gòu)施工效率、減少后期管線布置時的返工有著非常良好的積極作用，能夠有效減少乃至避免在后期結(jié)構(gòu)上開孔或開洞。

2.5 凈空高度優(yōu)化

地庫和住宅樓地下室均有最低標(biāo)高限制要求，其中地下車庫最低凈高要求 ≥2.2 m，住宅樓地下室最低凈高要求 ≥2.0 m。BIM 深化在進行管線綜合布置優(yōu)化的同時也應(yīng)考慮凈高的要求，尤其是公共建筑或住宅公共走道等管線較為密集的部位。通過優(yōu)化各專業(yè)管道的水平和垂直排布，不但可以提高管線排布的精度，滿足各部位凈高要求，還能顯著提高質(zhì)量觀感。

2.6 停車位設(shè)置

地下室停車位的數(shù)量要與規(guī)劃一致。但在設(shè)計過程調(diào)整或施工過程產(chǎn)生變更后，局部建筑結(jié)構(gòu)或管道布局修改很可能導(dǎo)致停車位區(qū)域相應(yīng)需要調(diào)整，尤其是靠近車行道、機房或柱身部位。借助 BIM 技術(shù)的前期深化介入，可以提前核定地下部分圖紙問題，在施工前期便可明確好項目完成后停車位的數(shù)量和區(qū)域符合總體規(guī)劃要求。

2.7 施工指導(dǎo)

在施工前期 BIM 咨詢單位可以結(jié)合施工單位提供的施工方案、節(jié)點做法等，通過建模和制作足夠精度的施工動畫，用于技術(shù)人員進行交底培訓(xùn)，并指導(dǎo)各部位的現(xiàn)場施工，尤其在現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)節(jié)點、墻身大樣、PC 吊裝、設(shè)備間細(xì)部等部位，具有非常積極的指導(dǎo)作用。當(dāng)建模深度足夠時，還可以用于制作創(chuàng)優(yōu)項目的各部位做法，清晰明了地指導(dǎo)各班組進行創(chuàng)優(yōu)單元的作業(yè)施工。

3 輔助項目管理

BIM 技術(shù)在輔助項目管理方面也有很多的實際應(yīng)用，如 BIM 建模深度足夠時，能夠在各部位體現(xiàn)各部位的建筑信息，包括施工時間、材料信息、構(gòu)件部位、甚至生產(chǎn)廠家等各類與建筑本身相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，便于施工過程管理和事后的信息追溯，后期交付之后也能進行數(shù)據(jù)傳輸和運維階段的日常使用。結(jié)合平臺還能進行文件資料流轉(zhuǎn)，如圖紙會審問題的梳理、提交和回復(fù)；過程修改單和聯(lián)系單的流轉(zhuǎn)記錄；生成施工動畫和節(jié)點圖紙用于施工交底文件并流轉(zhuǎn)等。另外，材料統(tǒng)計也是 BIM 技術(shù)中一個非常實用的功能。在地下室施工中，BIM 可以有效用于統(tǒng)計各類機電管道的規(guī)格和長度、配件用量、不同型號的設(shè)備數(shù)量、門窗等構(gòu)件的統(tǒng)計。

4 結(jié) 語

就實際項目而言，在地下室工程階段，BIM 的功效能夠得到重點落實和更加顯著的體現(xiàn)。當(dāng)然在主體施工、裝修施工等其他工程階段，BIM 也能發(fā)揮其不可替代的作用。但總而言之，BIM 技術(shù)要想在建筑行業(yè)中的應(yīng)用能夠日益深入和落地實施，要能真正體現(xiàn)其指導(dǎo)作用和降本增效的功能，需要結(jié)合項目實際做好應(yīng)用策劃，需要將各項校核和方案深化工作到前置，需要真正將 BIM 技術(shù)的指導(dǎo)施工作用發(fā)揮落實。