BIM技術(shù)在大體積筏板混凝土澆筑施工中的應(yīng)用

李 舟

（湖南省第六工程有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

現(xiàn)代建筑施工中，基礎(chǔ)工程是施工中最重要的一環(huán)，建筑高度越高，基礎(chǔ)越深、越長(zhǎng)。大體積筏板混凝土澆筑是高層建筑施工中常用的一種施工方式，由于筏板厚度較大，只能應(yīng)用于大體積混凝土中，這也是建筑工程中一項(xiàng)重難點(diǎn)的施工項(xiàng)目，因此，在建筑施工中，對(duì)大體積筏板混凝土施工技術(shù)的研究日益受到重視。

1 BIM技術(shù)

BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）技術(shù)是以信息為基礎(chǔ)，在3D模型中輸入、整合項(xiàng)目的各種施工信息，通過施工模型模擬項(xiàng)目施工過程，便于施工管理人員合理決策，整體控制施工進(jìn)度和質(zhì)量。BIM技術(shù)是從2005年開始被國(guó)內(nèi)建筑業(yè)逐漸了解，目前，BIM技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。例如，在建設(shè)上海中心大廈時(shí)就應(yīng)用了BIM技術(shù)，這也是我國(guó)早期的一個(gè)BIM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用案例，該項(xiàng)目的成功為建筑業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)提供了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展起到了積極的作用。近年來，國(guó)家也頒布了許多BIM技術(shù)相關(guān)政策，有國(guó)家政策的扶持，國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用研究的熱情高漲。隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)在BIM技術(shù)上的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也越來越豐富，BIM技術(shù)逐步成熟，軟件應(yīng)用更方便、更快捷，給使用者帶來了便利。實(shí)踐表明，BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高施工效率、降低風(fēng)險(xiǎn)、減少損耗具有重大意義。因此，在大型建筑項(xiàng)目建設(shè)中，采用先進(jìn)的BIM技術(shù)能有效提高施工水平和質(zhì)量，建筑業(yè)應(yīng)重視BIM技術(shù)的應(yīng)用。

2 工程概況

本工程主要由三個(gè)主體和一個(gè)公共區(qū)域組成。三個(gè)主體分別是大劇院、群眾藝術(shù)館、科技館，屬于大型公共建筑，主要作為文化活動(dòng)陣地、城市景觀標(biāo)志性建筑，占地面積達(dá)96 544.048m2。本工程使用的筏板基礎(chǔ)尺寸為300m×300m，厚度分為1 150mm和1 000mm兩種。電梯井和集水坑在該筏板上多有分布。

本工程采用大體積筏板混凝土澆筑，面積分布很廣，混凝土成型需采用不間斷澆筑方法，對(duì)澆筑技術(shù)要求較高，給工程施工人員和管理人員帶來巨大挑戰(zhàn)。為此，應(yīng)將BIM技術(shù)與施工相結(jié)合，在筏板施工前優(yōu)化混凝土澆筑施工方案，精細(xì)化管理工程施工過程，從而保證施工進(jìn)度和質(zhì)量。

3 BIM技術(shù)在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

3.1 優(yōu)化項(xiàng)目方案

在工程項(xiàng)目施工過程中，需要有項(xiàng)目方案指導(dǎo)。以往制定項(xiàng)目施工方案時(shí)，項(xiàng)目參與者都是以書面形式進(jìn)行溝通，但隨著項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，交流中使用的圖紙、文檔越來越多，長(zhǎng)此以往，當(dāng)要改進(jìn)、優(yōu)化項(xiàng)目方案時(shí)，需要閱讀大量的紙質(zhì)文件才能詳細(xì)了解該項(xiàng)目存在的問題，不利于提高施工管理效率。應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)于提高項(xiàng)目參與者之間的溝通效率具有積極意義，并能直觀地將施工過程中存在的問題表現(xiàn)出來，便于項(xiàng)目各參與者開展工作。

本工程對(duì)筏板基礎(chǔ)施工的整體要求高、結(jié)構(gòu)體積大，科學(xué)合理的施工方案能夠保證大面積筏板混凝土澆筑的施工質(zhì)量。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人優(yōu)化施工方案時(shí)，首先按施工圖紙用Revit軟件制作施工模型，按照初擬的施工方案，將制定的模型導(dǎo)入Navisworks Manage軟件中，對(duì)施工過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，檢測(cè)混凝土澆筑時(shí)人員、機(jī)械和測(cè)溫點(diǎn)的安排是否合理。然后，參照施工模擬結(jié)果，作出相關(guān)分析和總結(jié)，找出實(shí)際施工過程中可能存在的不足，通過制定預(yù)防和解決方案，解決現(xiàn)有的不足。最后，利用BIM技術(shù)對(duì)優(yōu)化的施工方案進(jìn)行施工模擬，直至達(dá)到最優(yōu)化。另外，由于本工程所用的筏板和混凝土澆筑體量較大，在制定施工項(xiàng)目方案時(shí)，根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，將澆筑區(qū)域劃分為五區(qū)域和八區(qū)域，并結(jié)合BIM技術(shù)對(duì)兩種施工方案的施工情況進(jìn)行模擬。采用分五區(qū)域進(jìn)行模擬施工時(shí)，各區(qū)域間混凝土澆筑差量較大，澆筑量不均且不能靈活安排人員和機(jī)械；而分八區(qū)域進(jìn)行模擬施工時(shí)，各區(qū)域的混凝土澆筑量更具均衡性，便于科學(xué)合理安排施工計(jì)劃和及時(shí)處理施工過程中的突發(fā)情況。因此，最終決定采用分八區(qū)域澆筑混凝土的施工方案。

3.2 施工進(jìn)度控制

以往的施工進(jìn)度管理方法主要是：管理人員編制項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃案，向現(xiàn)場(chǎng)施工人員下達(dá)進(jìn)度計(jì)劃，根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)時(shí)記錄施工進(jìn)度，并將進(jìn)度記錄實(shí)時(shí)上報(bào)施工決策人員。盡管以往的施工進(jìn)度管理形式也能有效把握施工進(jìn)度情況，但對(duì)于施工決策人員，收到進(jìn)度記錄存在滯后現(xiàn)象。另外，由于個(gè)人的主觀性，在調(diào)整施工人員、材料、機(jī)械等方面，容易受到人為因素的影響，導(dǎo)致決策方案不合理，進(jìn)而影響施工進(jìn)度。采用BIM技術(shù)模擬施工的優(yōu)點(diǎn)是：BIM技術(shù)具有可視化、可模擬性，可以用不同顏色標(biāo)注筏板基礎(chǔ)各個(gè)施工階段，展現(xiàn)不同形態(tài)的施工進(jìn)度，減少傳統(tǒng)施工管理中人為因素的消極影響。將BIM技術(shù)與施工進(jìn)度管理相結(jié)合，可以在施工前先在Navisworks Manage軟件中導(dǎo)入建立好的施工模型，然后以施工進(jìn)度計(jì)劃案為基礎(chǔ)，分解各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在軟件中輸入各施工階段名稱、施工起止時(shí)間等關(guān)鍵信息。施工開始后，在軟件中實(shí)時(shí)更新現(xiàn)場(chǎng)施工情況和進(jìn)度，使施工進(jìn)度直觀化，便于施工決策人員及時(shí)、詳細(xì)地掌握整體施工進(jìn)度，并可及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工計(jì)劃外偏差采取項(xiàng)目調(diào)整和彌補(bǔ)措施，保證施工按計(jì)劃順利實(shí)施。目前，BIM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程項(xiàng)目中的施工進(jìn)度管理，從而提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

與其他上部結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度控制不同的是，筏板基礎(chǔ)由于需要不間斷施工，因此，要嚴(yán)格管理、控制進(jìn)度時(shí)間。筏板混凝土澆筑施工前，需鋪設(shè)基礎(chǔ)墊層、鋼筋綁扎、支模等施工工序，各道工序要緊密聯(lián)系、相互配合，確保每道工序順利完成。大體積混凝土澆筑施工不能間斷進(jìn)行，分層澆筑時(shí)不能忽略混凝土的初凝時(shí)間，要嚴(yán)格控制每層澆筑的間隔時(shí)間。另外，澆筑速度不可忽視，澆筑速度過慢會(huì)造成澆筑工期延長(zhǎng)，速度過快會(huì)引起混凝土振搗不到位。如果因澆筑施工而造成進(jìn)度滯后或項(xiàng)目施工中斷，將嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。因此，嚴(yán)格控制施工進(jìn)度十分必要。在筏板澆筑施工前，用Navisworks Manage軟件輸入各段的施工過程，根據(jù)施工計(jì)劃精確每段施工過程的進(jìn)度，以分鐘為單位計(jì)時(shí)，以精確管理澆筑過程進(jìn)度。筏板澆筑過程中，可能會(huì)出現(xiàn)泵送機(jī)械損壞，施工機(jī)械需要整修或更換，將影響正常的施工進(jìn)度。對(duì)于此類施工時(shí)的突發(fā)情況，必須上報(bào)BIM技術(shù)人員，根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工進(jìn)行調(diào)整，加快后續(xù)施工進(jìn)度，從而減少突發(fā)情況對(duì)施工總進(jìn)度的影響。利用BIM技術(shù)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和控制，有利于筏板澆筑施工計(jì)劃按時(shí)完成。

3.3 工程量統(tǒng)計(jì)應(yīng)用

每一個(gè)施工項(xiàng)目都有其成本規(guī)劃，因此，統(tǒng)計(jì)工程量用量十分必要，超出計(jì)劃的工程量用量將直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。以往一般采用人工估算或算量軟件對(duì)工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，難以保證建模精度，特別是遇到異形結(jié)構(gòu)時(shí)，計(jì)算的工程量與實(shí)際容易產(chǎn)生偏差。目前，廣聯(lián)達(dá)GCL算量、廣聯(lián)達(dá)BIM5D、Revit都是應(yīng)用最廣的BIM算量軟件，這些軟件統(tǒng)計(jì)工程量用量準(zhǔn)確度高、統(tǒng)計(jì)方便。

3.3.1 廣聯(lián)達(dá)GCL算量

該算量軟件在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較多，它不僅能直接建模，而且可以先導(dǎo)入BIM模型再算量。用該軟件算量時(shí)，要將Revit模型導(dǎo)出GCF格式文件，然后在廣聯(lián)達(dá)GCL軟件中導(dǎo)入GCF格式文件進(jìn)行計(jì)算，最終生成一個(gè)匯總表，便于施工管理人員查看各工程量用量詳情。

3.3.2 廣聯(lián)達(dá)BIM5D

該算量軟件以BIM平臺(tái)為核心，統(tǒng)計(jì)工程量：在GCL軟件中導(dǎo)入Revit模型，然后導(dǎo)出IGMS格式文件；在BIM5D軟件中導(dǎo)入IGMS文件，需要查看哪項(xiàng)工程量用量，導(dǎo)出清單查看即可。

3.3.3 Revit

該算量軟件建模技術(shù)很強(qiáng)，所構(gòu)建的模型非常精細(xì)，能夠精確地制出施工實(shí)體的形狀，同時(shí)，還能進(jìn)行材料用量的統(tǒng)計(jì)。Revit軟件具有多種統(tǒng)計(jì)方法，可根據(jù)需求自定義選擇統(tǒng)計(jì)方式，也可對(duì)實(shí)際工程量進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)。用該算量軟件可提高算量效率和算量精確度。

本工程建模簡(jiǎn)單，只需統(tǒng)計(jì)混凝土材料用量，因此，使用Revit軟件即可統(tǒng)計(jì)本工程所需材料量，而無需使用其他算量軟件。工程量統(tǒng)計(jì)有利于合理地制定施工計(jì)劃和施工進(jìn)度安排。另外，統(tǒng)計(jì)出各施工段所需的材料量有利于充分發(fā)揮人力、物力、財(cái)力，合理安排施工人員、機(jī)械數(shù)量和混凝土材料量。利用BIM技術(shù)建模，可一模多用，優(yōu)化項(xiàng)目方案、掌握施工進(jìn)度、統(tǒng)計(jì)工程量，提高施工效率和質(zhì)量。

4 結(jié)語

大體積混凝土澆筑施工在項(xiàng)目施工中占有重要地位，也是施工的難點(diǎn)。在實(shí)際施工時(shí)，如果只有優(yōu)良的施工工藝，沒有制定合理、詳細(xì)的施工進(jìn)度計(jì)劃，就不能保證施工質(zhì)量，甚至不能按時(shí)完工。以往的大體積混凝土澆筑施工受人為因素的影響，很難在混凝土澆筑過程中嚴(yán)格控制施工進(jìn)度，BIM技術(shù)與項(xiàng)目進(jìn)度管理相結(jié)合，可較好地減少人為因素，加快施工進(jìn)度。調(diào)查結(jié)果顯示，BIM技術(shù)應(yīng)用于大面積筏板混凝土澆筑，可提高施工管理效率、保證項(xiàng)目實(shí)施順利，同時(shí)，也為國(guó)內(nèi)大體積混凝土澆筑施工管理提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。