BIM在施工組織設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

張?zhí)? 劉航 朱瓊 朱良策 蔡春銘

隨著B(niǎo)IM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的普及應(yīng)用，施工組織設(shè)計(jì)已完成了從二維到三維的轉(zhuǎn)變和建筑工程的可視化、數(shù)字化的處理。結(jié)合BIM技術(shù)在“陸家嘴御橋03B-03地塊項(xiàng)目”工程施工組織設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，探討B(tài)IM技術(shù)在施工組織設(shè)計(jì)過(guò)程中的三維數(shù)字化和對(duì)在施工管理的影響研究。

BIM技術(shù)； 施工組織設(shè)計(jì)； 施工管理

TU721.1 A

［定稿日期］2022-05-31

［作者簡(jiǎn)介］張?zhí)欤?995—），男，本科，工程師，從事建筑施工工作。

工程項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì)是一份具有指導(dǎo)意義的技術(shù)、科學(xué)性相結(jié)合的文件，它以記錄建設(shè)項(xiàng)目從規(guī)劃開(kāi)始到竣工的全部施工階段為主，是建設(shè)工程在施工開(kāi)始前制定的具體的施工計(jì)劃，包括項(xiàng)目的具體工程概況、施工部署、施工準(zhǔn)備、總體施工進(jìn)度、施工方案、施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地布置和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。在建筑工程施工當(dāng)中，強(qiáng)化施工組織設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)項(xiàng)目起著至關(guān)重要的作用，能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)，提供前提依據(jù)。

1 工程概況

本工程為“陸家嘴御橋03B-03地塊項(xiàng)目”，該項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)為上海市浦東新區(qū)北蔡鎮(zhèn)御北路與康安路交叉口?？偨ㄖ娣e約17萬(wàn)m2，地上由6棟住宅樓及3棟辦公樓組成，住宅樓層高25層，辦公樓最高16層，單體最高高度約80 m，地下大面積2層。

2 BIM技術(shù)概述

建筑信息模型化即BIM（Building Information Molding），是利用數(shù)字建模的方式來(lái)達(dá)到對(duì)建設(shè)項(xiàng)目整體和屬性的數(shù)據(jù)化表達(dá)，可以提供工程項(xiàng)目不同過(guò)程的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，更好地指導(dǎo)施工建設(shè)生產(chǎn)［1］。

將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工組織設(shè)計(jì)的全工程中，將兩者有效的結(jié)合在一起，最后得出一份高效的施工組織設(shè)計(jì)文件，該文件將會(huì)給“陸家嘴御橋03B-03地塊項(xiàng)目”建筑工程提供有效的參考。

3 BIM技術(shù)在施工組織中的應(yīng)用

3.1 施工方案

建立BIM模型可以對(duì)工程項(xiàng)目“陸家嘴御橋03B-03地塊項(xiàng)目”施工方案詳細(xì)地進(jìn)行演示，篩選和設(shè)計(jì)出最佳的施工方案，可以進(jìn)一步改進(jìn)施工項(xiàng)目的效果，縮短工期，減少因工程結(jié)構(gòu)變更而造成不必要的損失。結(jié)合施工進(jìn)度計(jì)劃和施工情況，采用三維模型進(jìn)行模擬，確定施工場(chǎng)所并合理利用空間，確保人員和設(shè)備的安全，最大程度地減輕工程風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而再次優(yōu)化施工方案，直至得出最好的施工方案。在對(duì)施工過(guò)程中的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行改動(dòng)時(shí)利用BIM 技術(shù)提前構(gòu)建三維模擬模型并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行分析，從中得出最適當(dāng)?shù)母膭?dòng)方案［2］。

3.2 總體施工進(jìn)度計(jì)劃

進(jìn)度計(jì)劃編制的水平影響工程建設(shè)項(xiàng)目管理效果，是施工組織設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。在建筑工程施工進(jìn)度計(jì)劃的編制過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合工程順序排列、每項(xiàng)工序所需時(shí)間和資源需求量等內(nèi)容，采用橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖完成相應(yīng)的進(jìn)度計(jì)劃的編制，保證項(xiàng)目方案的科學(xué)合理。當(dāng)實(shí)際施工進(jìn)度落后于進(jìn)度計(jì)劃時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整各個(gè)工序持續(xù)時(shí)間以及改變工序之間的組織方式進(jìn)行調(diào)整。如果實(shí)際施工進(jìn)度滯后是由施工過(guò)程導(dǎo)致的，可以利用BIM軟件，在計(jì)劃進(jìn)度中修改施工工序、施工組織關(guān)系以及資源調(diào)配方案，然后按照新的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行模擬施工，尋找忽略的進(jìn)度沖突點(diǎn)，在軟件中進(jìn)行調(diào)整和模擬的反復(fù)循環(huán)，從而完善施工進(jìn)度計(jì)劃過(guò)程的控制。BIM工程管理技術(shù)在項(xiàng)目進(jìn)度控制管理過(guò)程中的廣泛使用，有利于確保項(xiàng)目有條不紊地按計(jì)劃進(jìn)行。

根據(jù)“陸家嘴御橋03B-03地塊項(xiàng)目”項(xiàng)目模型建立完成后得到各部分的工程量計(jì)算得出相應(yīng)的每個(gè)階段的工期，并用廣聯(lián)達(dá)斑馬夢(mèng)龍軟件繪制進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖，得出該項(xiàng)目時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)圖，由于工期較長(zhǎng)后期通過(guò)改變施工工序持續(xù)時(shí)間以及改變工序之間的組織方式，從而可得出項(xiàng)目工期某階段性工期縮減了30天。不但縮短了該工程的工期，同時(shí)也縮減了成本，減少了一定的工作量。

3.3 施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置

施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的部署是工程施工能夠順利進(jìn)行的前提條件。施工現(xiàn)場(chǎng)在滿足三通一平的要求下，還得根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、工程地質(zhì)、水文條件、地形和施工特征等有關(guān)信息，制定可行的基礎(chǔ)施工方案，其內(nèi)容包含：施工方法、所需機(jī)具、施工平面布置。根據(jù)廣聯(lián)達(dá)BIM施工現(xiàn)場(chǎng)軟件來(lái)建立平面布置以及必要的臨時(shí)設(shè)施和有關(guān)材料堆放點(diǎn)，接通水、電，并進(jìn)行試水、試電。

以本工程“陸家嘴御橋03B-03地塊項(xiàng)目”的施工現(xiàn)場(chǎng)條件為根據(jù)，廣聯(lián)達(dá)BIM施工現(xiàn)場(chǎng)布置軟件可以在施工現(xiàn)場(chǎng)布置前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布置模擬，以檢查各個(gè)工程節(jié)點(diǎn)的布置是否符合要求，如鋼材堆放位置和加工位置、木材堆放位置、預(yù)制構(gòu)件的堆放位置和各種臨時(shí)建筑物的相應(yīng)位置、塔吊的覆蓋面積是否滿足使用要求、鋼材堆放位置是否便于安全處理、現(xiàn)場(chǎng)所有臨時(shí)修建的辦公室、工人宿舍的布置是否便于生產(chǎn)和生活，以及大型機(jī)械進(jìn)出的順序管理和安全文明施工的保證等。通過(guò)BIM模型檢查現(xiàn)場(chǎng)平面布置情況，工程中不合理或者有害的情況消滅在施工前，最大程度保證施工進(jìn)行的安全性和合理性。

3.4 資源配置計(jì)劃

建立BIM模型是對(duì)實(shí)際建筑物的具體反映，包含了整個(gè)工程建設(shè)期間所需要的信息：技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)等方面的內(nèi)容，將這些具體內(nèi)容結(jié)合到資源配置的計(jì)劃中，根據(jù)該工程合理的優(yōu)化后，可以使施工資源配置更加有效。以本工程的進(jìn)度計(jì)劃設(shè)置安排為依據(jù)，主要工序明確落實(shí)到固定班組，由班組自行掌握每項(xiàng)工序的搭接，嚴(yán)格符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照技術(shù)上的需求，互相創(chuàng)造可以施工的有利條件。必要時(shí)根據(jù)進(jìn)度要求及工作量大小隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，增減作業(yè)班組，合理地安排施工進(jìn)度計(jì)劃，讓工程項(xiàng)目更快地發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。

利用BIM 技術(shù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行建模操作，做到精確計(jì)量工程量，將模型和進(jìn)度計(jì)劃表、預(yù)期目標(biāo)相結(jié)合，利用其可視化的特點(diǎn)，對(duì)施工人員、裝備、材料進(jìn)行科學(xué)合理的分配和調(diào)動(dòng)［3］。

4 BIM技術(shù)在施工組織設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

在施工組織設(shè)計(jì)中，盡管廣泛應(yīng)用了數(shù)字化建模技術(shù)即BIM技術(shù)，且效果雖顯著，但仍存在建模精度、數(shù)據(jù)來(lái)源等問(wèn)題。

4.1 施工階段BIM模型的要求

創(chuàng)建建筑三維模型質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到施工質(zhì)量、進(jìn)度、成本和安全的管理。BIM數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性取決于BIM模型的組成部分是如何劃分和建立的。某個(gè)構(gòu)件的屬性信息內(nèi)容若很詳細(xì)，其需寫(xiě)的信息就越多，從而導(dǎo)致建筑施工人員在實(shí)際施工管理的在后期需維護(hù)的BIM信息量增加。在施工階段，BIM模型的信息含量的比例能用來(lái)保證施工管理能得到應(yīng)用即可。

4.2 施工階段BIM應(yīng)用數(shù)據(jù)的來(lái)源

（1）BIM模型設(shè)計(jì)階段：設(shè)計(jì)階段是建筑工程項(xiàng)目全過(guò)程管理上的一個(gè)關(guān)鍵單元。如果在設(shè)計(jì)階段就用到BIM技術(shù)，其三維模型將在項(xiàng)目從設(shè)計(jì)階段到施工乃至運(yùn)營(yíng)過(guò)程的整個(gè)生命周期中使用。該“陸家嘴御橋03B-03地塊項(xiàng)目”在工程設(shè)計(jì)階段根據(jù)圖紙內(nèi)容用Revit2018軟件進(jìn)行建模，由于各構(gòu)件信息較為復(fù)雜，項(xiàng)目特征內(nèi)容較多，設(shè)計(jì)時(shí)難免會(huì)遇到遺漏某個(gè)構(gòu)件信息，導(dǎo)致后期工程量結(jié)果計(jì)算不準(zhǔn)確的問(wèn)題。裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段在裝配式建筑工程中占據(jù)舉足輕重的地位，對(duì)建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工效率有較大影響［4］。

（2）因“陸家嘴御橋03B-03地塊項(xiàng)目”整個(gè)工程的工作任務(wù)相對(duì)較大，施工組織設(shè)計(jì)文件具體分為2部分：整體施工組織設(shè)計(jì)方案和各主要的分部施工組織設(shè)計(jì)方案，在細(xì)分的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該過(guò)程中出現(xiàn)了些問(wèn)題。例如，在施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中，2個(gè)不同的單位制作了同類(lèi)型的建模或施工工藝方案，對(duì)其產(chǎn)生了不同的想法，結(jié)果造成建模部分不能完全重合或者由于施工工期的不同而不能完全對(duì)接，又或者對(duì)同一工作進(jìn)行了重復(fù)編制，這樣就導(dǎo)致了整個(gè)過(guò)程中進(jìn)度較慢，設(shè)計(jì)出現(xiàn)分歧等問(wèn)題。

4.3 解決措施

（1）設(shè)計(jì)階段：BIM模型信息的構(gòu)件化架構(gòu)與裝配式建筑的構(gòu)件化施工具有高度的契合性，為利用BIM技術(shù)輔助裝配式建筑質(zhì)量控制提供了天然的條件［5］。充分利用圖紙信息，查找圖紙中有關(guān)的規(guī)范和基本要求。查閱以往工程有關(guān)案例并結(jié)合本項(xiàng)目的特征，完善各分部和分項(xiàng)項(xiàng)目所需的工程量的內(nèi)容，提高模型的準(zhǔn)確性，制定相應(yīng)的施工方案和技術(shù)措施，減少了工期。

（2）利用其他單位建立模型：除了設(shè)計(jì)單位和施工單位這2個(gè)最直接參與項(xiàng)目，工作量最大的單位外，其他與工程項(xiàng)目管理有關(guān)的單位也可以通過(guò)創(chuàng)建局部模型，來(lái)提高這項(xiàng)工作的效率，從而降低成本和決策失誤。BIM技術(shù)不僅能規(guī)范化施工現(xiàn)場(chǎng)、高效化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還可以為多方提供一個(gè)高效的可交流平臺(tái)［6］。

5 結(jié)束語(yǔ)

如今應(yīng)用的BIM技術(shù)作為計(jì)算機(jī)輔助軟件的基礎(chǔ)性以及創(chuàng)新型新概念技術(shù)，其關(guān)鍵性不容置疑?，F(xiàn)今的BIM行業(yè)內(nèi)有許多軟件可在施工階段進(jìn)行應(yīng)用，取代了以往施工前需準(zhǔn)備繁瑣的紙質(zhì)畫(huà)圖任務(wù)。隨著建筑領(lǐng)域BIM技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)建筑行業(yè)政策的接續(xù)制訂和重視程度的不斷增加，建筑企業(yè)需要積極地參與到BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用事業(yè)當(dāng)中。運(yùn)用BIM建立模型、編制施工進(jìn)度計(jì)劃、建立施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)布，這些更直觀地反映了所建工程的所有內(nèi)容，也易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)地找出相應(yīng)的處理方法。將BIM與施工組織設(shè)計(jì)過(guò)程相結(jié)合，不僅減少了建筑施工的風(fēng)險(xiǎn)性，而且提高了建筑工程準(zhǔn)備到竣工的工作效率，還提高了工程在建設(shè)過(guò)程靈活應(yīng)變的能力，同時(shí)也節(jié)約了成本，減少了工程人員的工作量。

參考文獻(xiàn)

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［2］ 劉恣含.BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用策略［J］.住宅與房地產(chǎn). 2021（22）.

［3］ 王占立，嚴(yán)鑫，任東.BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用研究［J］.住宅與房地產(chǎn).2019（33）.

［4］ 李彪奇.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用［J］.智能城市.2021（22）.

［5］ 王茹，廖文濤，劉清楠.裝配式建筑質(zhì)量信息模型構(gòu)建［J］.土木工程與管理學(xué)報(bào). 2019（6）.

［6］ 章力棟.BIM技術(shù)在裝配式建筑項(xiàng)目中的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程分析［D］.合肥：安徽建筑大學(xué) 2020.