王秋燕

上海建工二建集團有限公司 上海 200080

1 項目概況

上海董家渡金融城工程位于上海市核心城區(qū)，項目占地總面積為167 500 m2，總建筑面積約1 137 000 m2，涵蓋辦公、酒店、保護建筑、商業(yè)、住宅等功能（圖1）。地上建筑面積約702 000 m2，地下建筑面積約435 000 m2，為特大型城市綜合體工程項目。

圖1 項目整體效果圖

2 工程難點及信息化對策

本工程體量極大，并同時涉及超高層建筑施工、超大超深群坑交叉施工、逆作法施工、重要歷史建筑保護等內(nèi)容，涵蓋專業(yè)層面眾多、背景技術(shù)復雜，計劃施工工期緊張。

為此，采用BIM技術(shù)來輔助管理施工，并明確工作流程和技術(shù)目標。

1）施工道路通暢、交通高效是項目順利推進的根本保障，逆作法施工以板代撐，以板代路，其B0板施工進度與場內(nèi)規(guī)劃道路密切相關(guān)。同時，本項目超高層順作基坑與超大逆作基坑分段交叉施工，群坑施工工況轉(zhuǎn)換復雜且頻繁，場地布置要求高、交通組織整體協(xié)調(diào)難度大。

對策：利用BIM三維可視化特性，配合場布漫游功能真實模擬群坑實時工況，并根據(jù)各工況特點分析交通需求及場內(nèi)道路使用狀態(tài)，合理優(yōu)化施工工況，確保場地內(nèi)道路滿足施工的實際需求，并配合群坑動態(tài)工況優(yōu)化場地布置，減少不必要的場地翻澆，有效降低相關(guān)措施成本。

2）300 m超高層地上結(jié)構(gòu)，涉及土建、復雜鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、機電等專業(yè)穿插施工的多專業(yè)協(xié)調(diào)施工，總體協(xié)調(diào)難度大。

對策：利用BIM技術(shù)模擬優(yōu)化安裝順序，達到節(jié)約工期、提高施工效率的目的；通過信息化手段提前整合各專業(yè)圖紙并進行BIM建模，以分析檢查一結(jié)構(gòu)、二結(jié)構(gòu)、機電等或各專業(yè)間的碰撞關(guān)系，將各專業(yè)間隱藏的問題暴露，并提前制訂解決方案或預留措施。同時通過三維可視化方案交底替代常規(guī)平面圖紙交底，有效提高交底質(zhì)量，避免現(xiàn)場返工現(xiàn)象或影響現(xiàn)場施工進度。同時可利用BIM 5D綜合管理平臺進行輔助項目管理，實現(xiàn)對不同時期進度、物資、商務等重要信息的動態(tài)監(jiān)控，以控制施工進度及施工成本[1]。

3 BIM施工基本應用

3.1 前期施工策劃

利用BIM信息化技術(shù)對周邊場地和不同階段的策劃工況創(chuàng)建三維模型，針對不同階段的場布線路進行三維預演、模擬、組織、規(guī)劃。

綜合分析各方面施工要素，優(yōu)化合理配置勞動力及施工機械，全面優(yōu)化并完善項目施工組織設計和場地布置（圖2）。

圖2 階段場布布置效果

3.2 施工階段應用

3.2.1 優(yōu)化施工方案

本工程逆作法豎向支撐采用“一柱一樁”形式，地上鋼結(jié)構(gòu)裙房箱型鋼柱以十字鋼板連接一柱一樁鋼管十字槽的形式進行[2]。

通過BIM三維模型建模，針對個別存在施工誤差的連接節(jié)點，采取補焊加勁肋的形式進行節(jié)點加強，并通過BIM建模及Midas有限元建模計算驗證節(jié)點受力可靠，同時直觀地向現(xiàn)場施工交底（圖3）。

圖3 加焊節(jié)點模型及有限元計算驗證

3.2.2 施工動畫及重、難點施工工藝模擬

本項目逆作法基坑占地面積28 700 m2，最大挖深達24.0 m，涉及群坑及順逆結(jié)合施工，對整體施工進度、逆作法一柱一樁垂直度控制及交底效果要求較高。

通過將已有的土方開挖和結(jié)構(gòu)模型整合，并以施工區(qū)域分割，通過施工模擬軟件，導入Project進度計劃文件進行4D施工模擬。直觀地展現(xiàn)施工部署及各區(qū)域施工順序，并且查看對比計劃進度和實際進度（圖4）[3]。

采用Revit精確建立三維模型，再用Cinema4D優(yōu)化渲染、制作深入詳細的動畫模擬。展示了一柱一樁全過程施工工藝，將復雜難懂的操作方法直觀、生動地展現(xiàn)出來，提高交底效果（圖5）。

圖4 地上塔樓結(jié)構(gòu)施工模擬

圖5 一柱一樁施工模擬

3.2.3 復雜節(jié)點模型深化

本項目300 m超高層塔樓采用框架核心筒結(jié)構(gòu)形式。在施工前期通過建模發(fā)現(xiàn)，部分勁性柱箍筋與其腹板及翼緣碰撞。

綜合考慮施工難易程度和經(jīng)濟性，決定采用加焊鋼筋連接板和鋼筋接駁器相結(jié)合的方式[4]。地下十字型鋼柱和H型鋼柱共計200余根，采用BIM三維參數(shù)化建模替代常規(guī)CAD平面繪制的方式，通過建立標準的型鋼立柱模型將鋼結(jié)構(gòu)信息參數(shù)化，與之連接的鋼筋規(guī)格和數(shù)量通過既定鋼筋排布公式生成排布，導出二維圖紙，大大提高了深化效率（圖6）。

圖6 型鋼柱與型鋼梁連接節(jié)點三維模型

4 BIM平臺應用

項目采用多個BIM軟件平臺，包括廣聯(lián)達BIM 5D、建工智慧工地、風險管控系統(tǒng)以及施工安全管理系統(tǒng)。根據(jù)各自不同的技術(shù)、功能特點，結(jié)合項目特點選取并綜合運用。

4.1 廣聯(lián)達BIM5D平臺

4.1.1 5D施工模擬

BIM 4D施工模擬是在BIM三維模型的基礎之上將施工進度整合。BIM 5D是在4D基礎上將增加的項目資金信息、施工進度、材料預算、施工組織等關(guān)鍵信息集成在一個模型中，并根據(jù)施工區(qū)域及工況劃分為不同的流水段，最后將施工進度計劃和項目預算清單分別關(guān)聯(lián)到每一個構(gòu)件?？蓪崿F(xiàn)根據(jù)施工階段或者日期即可提取相應的工程量和材料資金信息的操作，做到事前、事中、事后管理，精準把控施工工期及成本（圖7）。

圖7 BIM 5D施工管理

4.1.2 進度控制

在不同的施工流水段內(nèi)，再次按工序劃分為土方開挖、鋼筋綁扎、模板鋪設、混凝土澆筑4大模塊，并落實推送到相關(guān)的現(xiàn)場負責人的手機端。負責人需按照現(xiàn)場進度及時上傳。通過平臺自動對比各施工流水段實際進度與計劃進度，過程中可及時調(diào)整施工計劃，提升項目管控效率（圖8）。

圖8 平臺進度管理

4.1.3 質(zhì)量管理

質(zhì)量員檢查現(xiàn)場施工時，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題后可通過手機端拍攝照片，定位節(jié)點模型。平臺及時將問題推送給相關(guān)責任人，整改后再閉合問題。同時，可以通過PC端模型視圖的問題追蹤功能，打印質(zhì)量安全整改通知單。在此基礎上，使用問題追蹤視口的過濾功能，梳理質(zhì)量問題整改情況，有針對地采取措施，保證工程質(zhì)量生產(chǎn)。

4.1.4 構(gòu)件物流管理

在整合的BIM 5D模型中，每個鋼構(gòu)件或預制構(gòu)件都附有獨立的二維碼，包含構(gòu)件名稱、材料及尺寸、位置及施工工藝等信息。通過將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)預制構(gòu)件從制作、運輸?shù)桨惭b全過程的信息化管理。

4.2 施工安全管理系統(tǒng)

基于“施工安全管理系統(tǒng)”平臺，安全人員每天定點巡視施工現(xiàn)場必查安全隱患節(jié)點和其他節(jié)點，并拍照上傳至指定相關(guān)管理人員做及時整改。平臺設有專門的安全資料云庫，便于管理人員隨時查詢和學習專項安全規(guī)范和內(nèi)部項目資料 。

4.3 建工智慧工地

基于“建工智慧工地”平臺，可實現(xiàn)如會議紀要、工程司令、工程周月報等重要文檔的高效、有序的網(wǎng)上審批、流轉(zhuǎn)或存檔，最大力度做到信息化高效流轉(zhuǎn)及無紙化辦公，切實提高辦公效率。

4.4 風險管控系統(tǒng)

定期利用無人機拍攝場地施工工況，通過場布全景照片可全面掌握現(xiàn)場施工進度，對施工管理起到較好的輔助作用，減輕現(xiàn)場管理工作強度。項目管理人員可通過平臺網(wǎng)頁端或二維碼掃描VR實景查看工地最新狀態(tài)及項目信息。

5 結(jié)語

基于BIM技術(shù)的數(shù)字化、信息化是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢和方向，有效的信息必須通過整合和分析，加之管理者的有效運用才能發(fā)揮實質(zhì)性的價值。

在本項目中，BIM技術(shù)從前期策劃到現(xiàn)階段施工期間已經(jīng)起到了很大的作用，對比傳統(tǒng)的施工建造，信息資源通過平臺的整合有效地提高了施工效率和施工質(zhì)量，減少了安全問題風險，節(jié)約了材料成本，有效地輔助安全綠色文明施工[5-6]。后階段我們將繼續(xù)完善模型信息，加入其他專業(yè)的應用，挖掘更多的價值。