余 弦， 高 楊， 王 剛， 饒 丹， 胥 磊

(成都建筑工程集團總公司， 四川成都 610000)

BIM技術(shù)在常規(guī)房建項目施工中的應(yīng)用研究

余 弦， 高 楊， 王 剛， 饒 丹， 胥 磊

(成都建筑工程集團總公司， 四川成都 610000)

BIM技術(shù)是數(shù)據(jù)化城市的基礎(chǔ)，為了在大多數(shù)建筑中普及BIM技術(shù)，解決BIM技術(shù)在常規(guī)房建項目中應(yīng)用較少的問題，文章以常規(guī)房建項目為例，在施工過程中運用了BIM技術(shù)，進行了三維建模、施工場地優(yōu)化布置、碰撞檢測、三維技術(shù)交底等工作，總結(jié)了BIM技術(shù)在常規(guī)房建項目施工中應(yīng)用的技術(shù)路線，為BIM技術(shù)在常規(guī)房建項目中的應(yīng)用做好了鋪墊。

BIM技術(shù)； 常規(guī)房建項目； 施工

建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)，即利用三維模型對建設(shè)項目進行設(shè)計、施工、運營和管理的過程[1]。BIM技術(shù)作為一種全新的概念和技術(shù)，越來越受到國內(nèi)外業(yè)界的關(guān)注。2017年2月底，我國國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，意見指出要加快推廣BIM技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工和運營維護全過程的集成應(yīng)用。

目前BIM技術(shù)主要應(yīng)用在工程技術(shù)難度大的項目中，但對于建筑行業(yè)來說大部分工程項目屬于常規(guī)房建項目。目前常規(guī)房建項目普遍依靠經(jīng)驗施工，采用粗放的管理模式，施工技術(shù)和管理方法有一定的局限性，所以導致在常規(guī)房建項目中施工管理水平低下、生產(chǎn)效率和盈利能力不高的局面[2]。將BIM技術(shù)應(yīng)用在常規(guī)房建項目中可以實現(xiàn)圖紙三維可視化，提高溝通效率，有效整合資源，在項目的全生命周期管理中都可以起到積極作用。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本工程位于成都崇州市東南方向，晨曦大道中段兩側(cè)，原唐安村、彭廟村等區(qū)域，位于明湖商務(wù)區(qū)范圍內(nèi)，屬于崇州市新區(qū)發(fā)展的范圍，凈用地面積20 544.62 m2。項目由5棟主體建筑組成：一棟為地上3層商業(yè)樓；一棟為地上一單元18層，二單元26層住宅樓，設(shè)地下室非機動車庫；一棟為地上26層住宅樓；一棟樓為地上18樓住宅樓，設(shè)地下室非機動車庫；一棟為地上18層住宅樓。

1.2 工程特點和難點

(1)本工程為5棟主體建筑同時施工，單體涉及高層、小高層、多層、附屬建筑，工程之間互相影響大，工期壓力大。

(2)本工程屬于勞動密集型工程，幾棟單體同時開工，需要大量的勞動力資源，而除開建筑物，場地內(nèi)能夠布置臨時辦公區(qū)和生活區(qū)的位置十分擁擠。

(3)本工程除了土建部分施工內(nèi)容，還有包括生產(chǎn)工藝、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、保溫、綠化總平等內(nèi)容為分包，需要各方協(xié)調(diào)配合的內(nèi)容多。

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用的目標

由于本工程建筑面積大，工期緊，周邊可利用的場地有限，結(jié)合本工程的特點及難點，根據(jù)設(shè)計單位提供的施工圖紙，利用Revit、SkechUp、品茗系列軟件建立三維模型，主要解決施工現(xiàn)場三維平面布置、圖紙審查、深化設(shè)計、三維技術(shù)交底等問題。

2.2 BIM團隊的組成

為了保證本項目BIM計劃的實施，特設(shè)立專門的BIM工作團隊(圖1)。

圖1 BIM團隊組織架構(gòu)

2.3 軟硬件配置

2.3.1 硬件配置

通常情況下，BIM建模對電腦的配置要求比較高，花費也比較高。但由于本工程是常規(guī)房建項目，結(jié)合要解決的實際問題，配置在有些方面則可以盡量節(jié)省。為該BIM工作團隊配備的5臺電腦，其具體配置可以參見表1所示。

2.3.2 軟件配置

實現(xiàn)BIM技術(shù)需要安裝相應(yīng)的軟件來解決問題，本項目用到的具體BIM軟件名稱、版本及用途見表2所示。

3 BIM模型的建立

本工程主要采用Revit2016、SketchUp2016建立三維模型。Revit建模軟件是一個綜合型軟件，可以集合建筑、結(jié)構(gòu)、機電來建立綜合模型，以便實現(xiàn)模型展示、碰撞檢測、工程量統(tǒng)計等功能。用SketchUp軟件建立的模型，是把Revit建立好的模型導入3DMAX中轉(zhuǎn)換為SkechUp軟件可以識別的格式，主要用于效果展示、施工平面圖布置，這兩款軟件都可以對實際效果進行很好的展示。

表1 硬件配置要求

表2 軟件配置

4 BIM的應(yīng)用

4.1 3D現(xiàn)場施工布置

土地資源稀缺是城市化進程中面臨的主要矛盾。傳統(tǒng)的施工場地布置通常是相關(guān)技術(shù)人員在初步了解工程的基本情況和周邊環(huán)境的基礎(chǔ)上用CAD進行布置的，主要考慮臨時設(shè)施的豎向投影，在實際施工過程中也根據(jù)執(zhí)行人員的經(jīng)驗進行改變。用這種方式進行布置很難發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，有時候?qū)е虏坏貌恢匦虏贾?，浪費大量的人材成本。

基于此我們采用SckechUp2016對本工程施工總平圖進行3D模擬布置，分階段對臨舍、臨道、塔吊、堆場等臨時設(shè)施的布置進行優(yōu)化，最大限度地利用了施工場地，節(jié)省作業(yè)空間，有效解決了施工場地不足的問題；利用三維模型還可以更加直觀地向班組交底，使工人更深入地理解場地的布置情況，加強施工現(xiàn)場管理；同時還可以結(jié)合周邊環(huán)境，對施工現(xiàn)場形象進行有針對性的管理(圖2)。

圖2 三維總平模型

4.2 碰撞檢測

通常情況下，平面圖紙中的沖突很難提前察覺，往往施工到?jīng)_突位置再來解決已為時過晚，會造成大量的資源浪費。通過將各專業(yè)模型整合后可以進行碰撞檢測分析，在施工前可以提前發(fā)現(xiàn)大量難以察覺的空間沖突，及時溝通反饋，調(diào)整圖紙，減少設(shè)計變更，保障施工質(zhì)量，避免返工造成的資源浪費，提高設(shè)計效率。

本工程碰撞檢測所使用的軟件為Navisworks2016。這款軟件主要作用是輔助Revit軟件，實現(xiàn)模擬施工、渲染動畫、碰撞檢測等功能。同時，在施工前建立管線結(jié)構(gòu)BIM 綜合模型可以對準備在混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)留的孔洞進行準確的位置定位，從而避免二次返工，破壞整體結(jié)構(gòu)，保證工程質(zhì)量。

以其中一棟樓為例，本次碰撞檢測一共檢查出了260處有碰撞的位置，避免了不必要的返工，節(jié)省了成本和工期(圖3、圖4)。

圖3 管道與墻的碰撞

圖4 管道與梁的碰撞

4.3 3D技術(shù)交底

對一些施工技術(shù)難度大、安全風險高的項目，運用三維施工模型進行技術(shù)交底，可以讓施工人員充分理解設(shè)計意圖，按照方案施工，使施工成果與設(shè)計目標一致；同時可以對施工的重點難點進行分析，減少復(fù)雜節(jié)點施工帶來的技術(shù)風險，從而提高施工質(zhì)量，保障施工安全，節(jié)約施工時間。

外腳手架搭設(shè)的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到工程的形象及安全。本工程對外腳手架用品茗系列軟件進行三維建模，再進行技術(shù)交底，更加方便了施工人員對方案的理解，降低了安全風險，保證了工程質(zhì)量(圖5)。

圖5 品茗腳手架三維模型

4.4 材料優(yōu)化

模板工程在現(xiàn)澆混凝土工程中通常占很大比例的工程量和工程造價[3]。通常情況下，我們主要利用根據(jù)建筑面積進行模板量估計，模板的排版也依靠人工利用CAD軟件進行排版，估計常常不準確，容易造成模板資源浪費。本項目利用品茗模板軟件，建立模板模型。通過軟件計算，可以生成模板配模圖，并對配模圖進行優(yōu)化調(diào)整，達到最優(yōu)化配模方案。在施工過程中，根據(jù)配模方案對模板進行采購，要求班組按照配模圖來進行配模，最大程度的節(jié)約材料，減少成本(圖6)。

圖6 品茗模板三維模型

以其中一棟建筑面積為13 355 m2的樓為例，根據(jù)一位技術(shù)負責人多年的經(jīng)驗計算，需要的模板量為46 742 m2，計算系數(shù)為3.5。而經(jīng)過品茗系列軟件計算得出的精確模板量為42 792 m2，計算系數(shù)為3.2。那么如果是10×104m2的建筑，以50元/m2的木模板計算，可以節(jié)省150萬元的造價。

5 技術(shù)路線分析

利用BIM技術(shù)可以解決的問題很多，但不可能每一個工程都需要把每一項功能用到，我們應(yīng)該具體問題具體分析。對于常規(guī)房建項目，主要可以利用BIM技術(shù)解決施工現(xiàn)場布置、碰撞檢測、3D技術(shù)交底和模板優(yōu)化等問題。通過在本項目中應(yīng)用BIM技術(shù)，我們總結(jié)出了一條適用在常規(guī)房建項目施工過程中應(yīng)用BIM的技術(shù)路線(圖7)，今后類似的項目就可以參照此技術(shù)路線應(yīng)用BIM。

圖7 技術(shù)路線

6 結(jié) 論

利用BIM技術(shù)可以實現(xiàn)項目的可視化，大大提高管理效率，降低人力資源成本。在常規(guī)房建項目中運用BIM技術(shù)要結(jié)合工程的特點及難點，根據(jù)實際需求制定BIM實施方案。從本案例中總結(jié)出來的三維施工場地布置、碰撞檢測、三維技術(shù)交底以及模型的深化設(shè)計等可以作為一套實施方案在其他類似工程中直接應(yīng)用。當然我們還可以考慮把工程預(yù)決算和工期考慮進來設(shè)計BIM實施方案。

[1] 王陽. BIM技術(shù)在建設(shè)項目全生命周期的應(yīng)用研究[J]. 建筑與預(yù)算,2015(1):5-7.

[2] 謝斌. BIM技術(shù)在房建工程施工中的研究及應(yīng)用[D].成都: 西南交通大學,2015.

[3] 毛軍,陳維平,馬宏,等. 建筑模板計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)軟件及其應(yīng)用[J]. 施工技術(shù),2000(11):17-19.

[定稿日期]2017-06-28

余弦(1991～), 女，碩士研究生, 工程師, 主要從事施工管理與科技創(chuàng)新工作。

TU712.1

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