深基坑的BIM 進(jìn)度管理應(yīng)用探索云南省第二人民醫(yī)院綜合樓項目案例

蔡宇凌 楊署

1 BIM 技術(shù)在進(jìn)度管理方面的優(yōu)勢

近年來隨著BIM 技術(shù)應(yīng)用的逐漸成熟、市場接受度的提高和政策層面的鼓勵與支持，BIM 技術(shù)在建設(shè)工程領(lǐng)域超前可視、虛擬建造的優(yōu)勢也逐漸得到廣泛地認(rèn)可。BIM 技術(shù)為建設(shè)方、設(shè)計方、施工方和監(jiān)理方提供了一種新手段和方法，可以對項目更好地開展精細(xì)化管理。在建設(shè)工程實施過程的三控制（質(zhì)量控制、進(jìn)度控制和投資控制）過程中，BIM 技術(shù)對進(jìn)度控制的提升尤為顯著，相較于傳統(tǒng)的甘特圖和進(jìn)度計劃表，通過虛擬建造模擬項目建設(shè)過程能為項目提供更詳細(xì)更精確的三維進(jìn)度計劃，也更便于實時進(jìn)度糾偏，從而有效提高進(jìn)度管理過程的前瞻性、可控性、及時性和可視性。

采用內(nèi)支撐的深基坑項目往往具有作業(yè)環(huán)境受限、施工難度大、周邊條件復(fù)雜、進(jìn)度計劃容易受條件影響而滯后等特點，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能在一定程度上有效提高深基坑項目在進(jìn)度控制過程中的準(zhǔn)確性、可靠性和準(zhǔn)確性。下文中將以實際應(yīng)用項目云南省第二人民醫(yī)院新建綜合樓項目為例介紹逆作法深基坑項目基于BIM 技術(shù)的進(jìn)度管理實施路徑。

2 深基坑BIM 技術(shù)進(jìn)度控制的應(yīng)用

2.1 項目概況

云南省第二人民醫(yī)院多功能綜合樓項目基坑場地位于院內(nèi)西北部，總建筑面積24 658.61m，其中地上5 層共13 943.79m，地下3 層共10 714.82m?；拥酌娣e約4 589.8 m，基坑底邊線周長約357.9m；基坑開挖深度為7.8～12.3m。土方量約5 600m，基礎(chǔ)型式為筏板基礎(chǔ)。

基坑工程地處昆明主城區(qū)，場地周邊環(huán)境十分復(fù)雜，分布有多棟老舊建（構(gòu)）筑物，密集的地上、地下管網(wǎng)、管線及小區(qū)道路，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件一般，基坑支護(hù)、開挖難點、重點多。基坑北、西兩側(cè)鄰近老舊建筑及道路（路邊分布有雨污水管、電力、煤氣等管線）。基坑施工不能引起過大位移，妨礙正常通行，基坑周邊分布有密集的管網(wǎng)、管線，基坑施工期間不能造成管線損壞影響其正常使用，基坑北側(cè)、西側(cè)及南側(cè)靠西緊鄰多棟多層老舊建（構(gòu)）筑物，多采用淺基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)亦較弱。同時由于位于主城區(qū)內(nèi)且周邊老建筑較多，住宅、人流、車流密集，基坑周邊交通運(yùn)輸條件較差，對安全保障、材料運(yùn)輸保障和進(jìn)度保障構(gòu)成了顯著的挑戰(zhàn)。

2.2 技術(shù)路徑

項目BIM 團(tuán)隊作為第三方為建設(shè)方提供技術(shù)咨詢服務(wù)，并為建設(shè)方擬定了基坑專項BIM 技術(shù)應(yīng)用方案，針對場地模擬、土方核算、支護(hù)方案驗證、工程量核算、工況模擬和工期模擬等方面為建設(shè)方提供增值服務(wù)。

進(jìn)度管理的BIM 技術(shù)應(yīng)用在場地三維模擬和工況三維模擬的基礎(chǔ)上劃分為總進(jìn)度計劃、二級進(jìn)度計劃和日常進(jìn)度計劃三個層級，如圖1 和圖2 所示?？傔M(jìn)度計劃主要針對基坑各個不同工況整體考慮而擬定，在施工方的初步進(jìn)度計劃基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化并根據(jù)各個工況不同特征和工程條件復(fù)核、修訂，形成更可靠更精細(xì)的總進(jìn)度計劃和四維模型。二級進(jìn)度計劃在總進(jìn)度計劃的基礎(chǔ)上將整體進(jìn)度劃分為每兩周一個節(jié)點并對應(yīng)形成各節(jié)點對應(yīng)的模型節(jié)點，以便于在各節(jié)點間進(jìn)行進(jìn)度控制和糾偏措施。日常進(jìn)度計劃在二級進(jìn)度計劃的基礎(chǔ)上擬定而成，主要用于參考對比每日實際完工和計劃完工的基本偏差情況，并做適時調(diào)整，在人力資源有限的條件下，每日進(jìn)度計劃僅作為進(jìn)度數(shù)據(jù)的收集和分析，不建議關(guān)聯(lián)模型形成實時聯(lián)動。一般項目在二級進(jìn)度計劃的三維進(jìn)度控制中已能通過節(jié)點的糾偏有效管控進(jìn)度，每日進(jìn)度計劃的三維進(jìn)度控制因數(shù)據(jù)收集、分析、更新和調(diào)整量巨大，需要較為集中的人力資源配置，因此建議僅在較為重要項目和人力資源較寬裕的項目中應(yīng)用。

圖1 基坑工況模擬

圖2 基坑三維施工總圖

2.3 總進(jìn)度計劃

總進(jìn)度計劃的建立可以分為初步關(guān)聯(lián)、分析和調(diào)整三個階段。首先根據(jù)施工方提供的滿足建設(shè)方需求的進(jìn)度計劃，利用Excel 軟件或Project 軟件重新編制可導(dǎo)入Navisworks 軟件關(guān)聯(lián)的進(jìn)度計劃表。在云南省第二人民醫(yī)院新建綜合樓項目中主要的需關(guān)聯(lián)工程量包括土方工程、工程樁、支護(hù)樁、冠梁、腰梁、內(nèi)支撐、格構(gòu)柱、承臺、筏板、梁、柱、樓板等，其中工程樁、支護(hù)樁以顆數(shù)關(guān)聯(lián)，冠梁、腰梁和內(nèi)支撐以相應(yīng)分段關(guān)聯(lián)，承臺、格構(gòu)柱以個數(shù)關(guān)聯(lián)，筏板、樓板、梁和柱以相應(yīng)柱跨關(guān)聯(lián)，僅土方工程以對應(yīng)工況工程量整體為關(guān)聯(lián)。工程量與進(jìn)度計劃相關(guān)聯(lián)后就能針對對應(yīng)工程量的完成時間段，通過分析時間段和相關(guān)工序以及建設(shè)方總體要求和客觀條件，針對相關(guān)時間段內(nèi)完工量的可靠性、可行性和經(jīng)濟(jì)性分析后作出相應(yīng)的分析報告和調(diào)整意見。分析報告提交建設(shè)方后與監(jiān)理方和施工方形成會審意見，對總體進(jìn)度計劃表進(jìn)行調(diào)整，最終形成相對更可靠、更精細(xì)的三維總體進(jìn)度計劃。

2.4 二級進(jìn)度計劃

二級進(jìn)度計劃在總進(jìn)度計劃的基礎(chǔ)上以每兩周為一個進(jìn)度節(jié)點，并生成對應(yīng)節(jié)點模型。節(jié)點模型結(jié)合每日進(jìn)度計劃收集的實際進(jìn)度數(shù)據(jù)，形成本節(jié)點計劃完工進(jìn)度模型和本節(jié)點實際完工進(jìn)度模型，從而形成直觀且精準(zhǔn)的進(jìn)度偏差對比，在此基礎(chǔ)上分析調(diào)整并結(jié)合下一節(jié)點進(jìn)度模型后可以形成下一節(jié)點進(jìn)度糾偏模型和下一節(jié)點累計進(jìn)度偏差模型，從而對本節(jié)點和未來數(shù)個節(jié)點進(jìn)行有效的進(jìn)度控制與進(jìn)度預(yù)測。

在擁有充分的工程量、工程造價數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場施工成本信息的情況下，進(jìn)度控制模型可以關(guān)聯(lián)生成BCWP（已完成工程量預(yù)算費(fèi)用）模型、ACWP（已完成工程量實際費(fèi)用）模型和BCWS（計劃完成工程量預(yù)算費(fèi)用）模型，如圖3 和圖4 所示。以BCWS（計劃完成工程量預(yù)算費(fèi)用）模型為基準(zhǔn)模型，對比各節(jié)點的BCWP（已完成工程量預(yù)算費(fèi)用）模型和ACWP（已完成工程量實際費(fèi)用）模型，可直觀發(fā)現(xiàn)進(jìn)度和造價在實際施工過程中產(chǎn)生的偏差；通過分析BCWS 模型、BCWP 模型和ACWP 模型數(shù)據(jù)累計形成的S 曲線能更好地控制和預(yù)測項目實施進(jìn)度和造價，實現(xiàn)更有效的五維（進(jìn)度+造價）管理。

圖3 第三階段第二節(jié)點-實際完成工程量

圖4 第三階段第二節(jié)點-計劃完成工程量

通常情況下基于BCWS 模型、BCWP 模型和ACWP 模型的五維管理由于其龐大的進(jìn)度數(shù)據(jù)、造價數(shù)據(jù)和模型信息的更新量和修正量，需要較為集中和高效的人力資源配置，因此建議僅在較為重要項目和人力資源配置充分的項目中應(yīng)用。

3 結(jié)束語

深基坑工程項目受場地環(huán)境、氣候條件、地下條件等影響，導(dǎo)致進(jìn)度控制普遍存在不穩(wěn)定因素，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能在一定程度上讓深基坑工程進(jìn)度管理工作具備更好的可視性、可預(yù)測性和可控性。另一方面由于工程項目管理目標(biāo)不同、管理水平不同、管理深度不同，BIM 技術(shù)咨詢團(tuán)隊還應(yīng)根據(jù)建設(shè)方實際需求、工程技術(shù)需求等方面從實際情況出發(fā)因地制宜，在數(shù)據(jù)深度、模型精度和更新頻度方面與實際使用需求和效率方面相匹配，需求在效果和成本方面的平衡，實現(xiàn)在有限的成本范圍內(nèi)最大限度協(xié)助建設(shè)方完成進(jìn)度控制和進(jìn)度管理的目的。