BIM 技術在施工管理中的應用
——以中國尊大廈為例

柳紅燕

（廣州市城市建設職業(yè)學校，廣東 廣州 510000）

1 概述

目前，全球經濟區(qū)域性特征顯著，我國的經濟總量一直呈現(xiàn)不斷增長的良好態(tài)勢，各大產業(yè)在良好的市場環(huán)境下取得了長足的進步和發(fā)展，尤其是在建筑領域，我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展為我國在國際經濟環(huán)境中的進步提供了強有力的基礎?？v觀我國南北與東西，鳥巢水立方、港珠澳大橋、青藏鐵路等等宏偉建筑的背后，都有基于BIM 技術提供的優(yōu)秀的建筑工程項目管理的一份力量。

2 BIM 技術的特點

BIM 技術實現(xiàn)了整和建設項目各階段的數據共享，從建設項目的決策階段到項目的前期設計階段，以及后期的項目施工階段（如圖1 所示），實現(xiàn)了各個階段管理人員對數據的把控程度，突出了時效性和信息化管理，這樣能夠有效規(guī)避一些顯而易見的錯誤性操作或者重復性工作，實現(xiàn)了建設管理的協(xié)調辦公，由此可以看出，BIM 技術的特點是可視化、協(xié)調性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖。

圖1 BIM 技術在建筑工程中的應用領域

2.1 建筑過程可視化

隨著城市化進程的不斷加快，高層甚至超高層建筑越來越多，且很多建筑要求越來越細節(jié)化和復雜化，傳統(tǒng)建筑項目迫切需要一個可視化程度更高的管理模式。BIM 技術可以實現(xiàn)從二維平面模型到三維立體模型的轉變，三維立體模型設計能夠突出更多的設計細節(jié)，展現(xiàn)更多面的模型效果，使整個建設項目立體化的、可視化的展現(xiàn)在管理、決策、施工等人員面前，方便相關人員透徹了解工程、掌握工程、分析工程、把控工程，也輔助管理人員對項目進行相關管理，避免重復性工作，提高建設項目的推進效率。

2.2 不同專業(yè)領域的協(xié)同辦公

一個建設項目需要在一個長期的戰(zhàn)線中由多個部門協(xié)調完成。這就對建設項目的協(xié)調辦公提出了要求。一旦部分單位因為溝通不暢或者不及時，導致項目施工不暢，甚至導致整個建設項目的延誤甚至是停工，這不僅會拖長建設項目的建設工期，而且會嚴重影響建設項目的整體效益。BIM 技術具有較好的可協(xié)調性特點，能夠有效避免此類問題。因為在BIM 建立的模型，綜合了土建、暖通、設計等多個專業(yè)部門的意見與之設計的相關模型，沖破了不同部門之間的壁壘性隔膜，實現(xiàn)了多個部門共同建模，從而降低了長周期下不同部門之間溝通的難度，實現(xiàn)了協(xié)調性辦公，從而避免了因溝通不暢帶來的沖突性問題。

2.3 實際施工的模擬功能

BIM 的模擬功能非常的強大，他不僅可以建立三維立體的建筑物模型，還可以建立一個針對動態(tài)的施工過程模型，特別是針對施工項目中一些較為復雜的施工程序，實現(xiàn)一個精準化模擬，將可視化程度達到最高，避免項目施工階段的誤判。比如，項目施工階段BIM 技術可以根據現(xiàn)場一系列數據及精準的工作流程，模擬出一個質量較高的施工方案，全程指導施工方進行施工，避免施工方對于模型的錯誤理解，減少工程性錯誤和失誤的發(fā)生。

2.4 全方位優(yōu)化功能

BIM 技術能夠為建筑項目的設計、施工等環(huán)節(jié)提供優(yōu)化策略，利用其配套的信息化優(yōu)化分析工具，可以將復雜的建筑項目施工環(huán)境進行理性的分析，避免的傳統(tǒng)的專家法的人為因素的干擾，提高了策略的質量。另外，利用BIM 技術的可視化信息技術，可以方便的從宏觀和微觀等視角對建筑項目進行交接和研討，能夠有效的提高項目交接效率，還可以避免分包項目在環(huán)節(jié)對接過程中的返工現(xiàn)象。

2.5 可出圖特性

項目經理使用BIM 技術創(chuàng)建的架構模型具有多維可視化功能。在提交過程中，可以協(xié)調不同的專業(yè)人員來模擬和優(yōu)化施工計劃或施工項目過程，然后執(zhí)行一系列沖突和設計更改的檢測。改進和演示施工計劃，進一步改進建筑模型，最后，在優(yōu)化之后，導出最佳的集成設計和施工圖，例如CAD 圖，以便現(xiàn)場技術人員可以執(zhí)行現(xiàn)場操作。

3 中國尊工程BIM 技術應用

3.1 項目介紹

中國尊位于北京中央商務區(qū)Z15 地塊，東臨金河路，南至規(guī)劃的綠地，西至金河路，北至光華路,它是北京最高的地標。中國尊于2012 年9 月開始積累,2013 年7 月29 日正式開始建設。2014 年6 月8 日，宣布了“十個中國當代建筑”的入選結果，并授予“中國當代最佳建筑”的稱號。地下建筑已于2014 年12 月10 日完全覆蓋。2016 年8 月18 日，位于330 米以上的中國國際貿易中心到達北京最高紀錄2016 年11 月9 日，“中國尊”的高度超過400 米。2017 年4 月28 日凌晨，“中國尊”的建筑物達到104 層，超過了該建筑物的高度500 米，它將成為首都的新地標和北京最高的建筑物（如圖2）。

圖2 中國尊大廈圖例

3.2 建筑布局

工程2 號樓是一棟工業(yè)化住宅樓，地下兩層，地上二十七層。建筑物的總面積為11478 平方米，單層面積為395.05 平方米，樓層高度為2.9m，有兩個梯子和四個住戶，樓梯是剪式梯子。2-6 層的壁之一是鑄墻，頂板是層壓板，而7-27 層的壁是預制的，頂板是層壓板。2 號樓使用標準地板：22 個外墻板，13 個內墻板，46 個層壓板，11 個預制懸臂組件，10 個其他預制組件，共102 個，其中外墻板由聚苯乙烯板制成擠壓三明治控制板。該組件的最大重量為8 噸，樓梯為4 噸，混凝土消耗量為64.46立方米。

整個項目布局在施工過程中的工程創(chuàng)新技術和措施如表1所示。

表1 工程創(chuàng)新技術和措施

3.3 BIM 應用

3.3.1 深化設計階段

傳統(tǒng)的站點布局以CAD 平面圖表示，很難將站點布局信息準確地傳遞給非專業(yè)項目參與者（例如A 面），從而導致在站點施工期間對站點布局的看法不一致。BIM 技術基于由三維信息模型創(chuàng)建的頁面布局，該頁面信息可以通過3D 可視化直觀，準確地反映出施工和裝飾階段的站點布局。本工程安全通道、鋼筋加工棚等3D 可視化場地布置圖如圖3 所示。

圖3 3D 可視化場地布置圖

考慮的另一件事是土方的平衡。如圖4 所示，REVIT 軟件根據地質調查局和設計院提供的站點的實際高度導入，運用BIM 技術生成站點的真實3D 地形圖（圖4a）。然后，創(chuàng)建一個站點平整模型，并使用實際站點地形圖執(zhí)行站點平整模擬計算，以獲得BIM 站點對齊分析圖，如圖4b 所示。最后根據項目特點，占地面積41888.3 平方米，建筑面積僅18635 平方米。做比較土方的計劃如圖4c 所示。最終，通過BIM 對土方方案進行優(yōu)化，并模擬了兩個土方工程的土方開挖方案和回填方案，在黏土施工階段將工程成本降低了近40 萬元。

圖4 土方計劃比較

此后，該項目立即針對生產，設計和其他利益相關部分進行了組件的深化設計。如預制墻的凹槽深化設計，包括：插入套筒的傾斜支撐的位置，模板和固定孔的位置，圓形龍骨的固定孔的位置，構件凹槽的結構，插入的木板外窗磚和其他預留孔。預制層壓板的凹槽包括煙道氣開口，內置的懸掛點，預制的電箱以及板的邊緣和凹槽的設計等。由于BIM 軟件中集成了各種專業(yè)模型，因此可以檢查所有孔的數量。視覺模型可用于視覺檢查不合適的預留孔的位置。使用BIM 加深設計修改，以便在不影響整體管道布局的情況下修改不適當的開口。

目前土木工程中的普遍現(xiàn)象是：由于缺乏專業(yè)人員來進行鋼筋的總承包，項目的鋼筋采樣是由工作團隊控制，甲方與工作人員或承包商之間信息是封閉的，因此鋼筋的設計缺乏過程控制，這樣通常會導致在項目完成之前過度使用鋼筋的現(xiàn)象，并且合同的約束性較低。因此，本項目嚴格將BIM 技術應用到先進的鋼筋管理中，通過掌握人工采樣，學習Glodon 鋼筋的3D建模和采樣軟件，最終達到3D 采樣指導設計的水平。

在做了BIM 優(yōu)化之后，決定2＃ 柱鋼筋的選用材料為HRB400E，最長的直徑為28 和35mm，最終設計的兩個圓柱加強構件的示意圖顯示在圖5 給出來的構建鋼筋的詳細信息。

圖5 鋼筋詳圖信息

3.3.2 構件生產階段

根據2 號樓的制造過程，運輸要求和臨時施工措施，BIM 可以隨時更改建筑模型的組件模型信息特征，調整建筑設計組件的應用程序布局，改進BIM 模型并提高模型一致性。結構中的組件由門，窗，柱，梁和墻板等，在建筑過程中可由軟件隨時提供組件在某階段所需要的特征信息表2 所示。

表2 墻板構件屬性信息

3.4 施工實施階段進度管理

在項目的實施階段中，項目部根據網絡總體建設進度，以此表編制了《交錯施工周期表》，將所有的結構施工、預裝修施工、精裝修施工和外部排水溝施工通過安排并結合起來，進行一個有效的過程。連接并鎖定每個分包商和每個流程計劃的準確性，項目部門將在現(xiàn)場發(fā)布計劃的計劃以可視化進度管理，并將實施一個多流程和多個分包商。通過每天確認每個過程的進度來“同時且有序地”締結合同，精確地進行“施工”。

4 結論

根據我國土木工程中BIM 技術的應用現(xiàn)狀，提出土木工程管理領域的改進措施和BIM 的發(fā)展方向。

4.1 盡管BIM 技術在項目管理中的應用仍然存在很多問題，但是隨著大數據、云計算和綠色建筑等技術和需求的普及，基于BIM 技術的建設項目信息管理必將成為一種建筑的主流項目。

4.2 基于BIM 技術的建筑工程管理可以進行施工模擬以及可視化交底，能夠生動形象的完成各類建筑設備的立體構造，使建筑方案簡單明了，能夠避免不同施工方之間的設計碰撞，保證項目的順利施工。

4.3 完善BIM 技術在我國建筑領域的應用對策可以從增強信息化技術監(jiān)管體制、完善相關技術服務體系及提高人才培養(yǎng)等方面進行，另外，針對我國建筑行業(yè)的實情，需要BIM 技術做出相應的技術修訂，以適應市場的特殊需求。