文/山西大同大學(xué)建筑與測(cè)繪工程學(xué)院 譚朝明 呂貝貝

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)建筑業(yè)仍處于粗放型管理經(jīng)營(yíng)階段，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的材料浪費(fèi)、工程變更等問(wèn)題較多，導(dǎo)致企業(yè)利潤(rùn)空間偏低，工程質(zhì)量難以保證。近年來(lái)BIM技術(shù)已逐步應(yīng)用于大中型項(xiàng)目中。BIM技術(shù)可快速搭建精細(xì)化管理平臺(tái)，其大數(shù)據(jù)管理、工作協(xié)同、工程成本控制、進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤等優(yōu)勢(shì)不斷顯現(xiàn)，能有效提升項(xiàng)目精細(xì)化管理，提高企業(yè)工作效率，促進(jìn)企業(yè)管理轉(zhuǎn)型發(fā)展。為進(jìn)一步探索BIM技術(shù)在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)踐，介紹BIM技術(shù)在工程施工準(zhǔn)備階段、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程階段、竣工驗(yàn)收階段的應(yīng)用。

1 工程概況

某學(xué)校行政綜合樓工程，地上5層，地下1層，總建筑面積8820.6m2，其中地下1層建筑面積2790.1m2，層高3.9m，建筑總高度20.7m，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，樁筏基礎(chǔ)。

該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工場(chǎng)地位于學(xué)校教學(xué)區(qū)內(nèi)，對(duì)施工環(huán)境要求嚴(yán)格，工期緊，同時(shí)對(duì)項(xiàng)目成本、質(zhì)量要求高。為加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目成本、進(jìn)度、質(zhì)量的控制，在項(xiàng)目施工全過(guò)程運(yùn)用了BIM建筑信息化管理技術(shù)。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用亮點(diǎn)

BIM（Building Information Modeling）是通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，利用多種專(zhuān)業(yè)軟件建立的一個(gè)完整建筑信息庫(kù)，包含項(xiàng)目模型、建筑材料造價(jià)、采購(gòu)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)細(xì)部做法、場(chǎng)地規(guī)劃、日照分析等信息。BIM技術(shù)在該項(xiàng)目的運(yùn)用主要貫穿于以下階段。

1）項(xiàng)目投標(biāo)階段 應(yīng)用BIM三維技術(shù)進(jìn)行施工方案可視化介紹，對(duì)復(fù)雜施工工序進(jìn)行三維視覺(jué)演示。

2）施工方案階段 應(yīng)用BIM信息化管理進(jìn)行圖紙三維可視化交底、管線(xiàn)初步碰撞檢查、場(chǎng)地布置、進(jìn)度計(jì)劃制定、材料計(jì)劃編制等。在施工過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目施工全過(guò)程進(jìn)行進(jìn)度監(jiān)控、管線(xiàn)碰撞檢查、施工資料管理、鋼筋算量、砌體排布、材料過(guò)程管理等。

3）竣工驗(yàn)收階段 應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)、施工資料整理歸檔、施工過(guò)程材料歸納等工作。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用

3.1 BIM三維建模

本項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中應(yīng)用Revit軟件進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備建模；利用魯班鋼筋軟件進(jìn)行鋼筋建模和鋼筋算量；利用Navisworks軟件進(jìn)行多專(zhuān)業(yè)碰撞檢查、凈高檢查、三維虛擬漫游等；利用BIM-iBan軟件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)照片資料管理。本項(xiàng)目BIM三維模型如圖1所示，在建模過(guò)程中，可將施工圖紙里存在的尺寸偏差、施工節(jié)點(diǎn)不符合做法要求等問(wèn)題及時(shí)整理出來(lái)，與設(shè)計(jì)院協(xié)商溝通，及時(shí)處理。

3.2 各專(zhuān)業(yè)三維模型碰撞檢查

本項(xiàng)目設(shè)備管線(xiàn)較多，尤其是地下1層，通風(fēng)、給排水、消防噴淋、橋架等管線(xiàn)錯(cuò)綜復(fù)雜，墻體留洞較多。為避免在后期施工過(guò)程中發(fā)生返工、延誤工期等情況，施工前先利用BIM三維技術(shù)進(jìn)行逐層管線(xiàn)碰撞檢查。經(jīng)過(guò)碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)地下1層共有320個(gè)碰撞點(diǎn)，1層125個(gè)，2層110個(gè)，3層98個(gè)，4層102個(gè)，5層86個(gè)，其中墻體預(yù)留洞102個(gè)，將所有碰撞點(diǎn)的具體位置、碰撞情況匯總成該項(xiàng)目的碰撞檢查報(bào)告，并根據(jù)碰撞檢查報(bào)告對(duì)原有設(shè)計(jì)管線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化，管線(xiàn)優(yōu)化前后對(duì)比如圖2所示。通過(guò)優(yōu)化，對(duì)原有管線(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行局部調(diào)整，對(duì)管線(xiàn)交叉位置的建筑凈高進(jìn)行精細(xì)控制，盡可能保證管線(xiàn)有足夠留設(shè)高度的情況下，增加房間凈高。

通過(guò)利用BIM三維技術(shù)對(duì)本項(xiàng)目的管線(xiàn)進(jìn)行碰撞檢查和管線(xiàn)優(yōu)化，可準(zhǔn)確布置管線(xiàn)支架，精確計(jì)算出支架工程量，為后期安裝施工節(jié)約人工，同時(shí)減少材料浪費(fèi)，可有效避免返工。經(jīng)施工前預(yù)算，套管留設(shè)、水電線(xiàn)路安裝過(guò)程中可節(jié)省410個(gè)工日，每個(gè)工日按照市場(chǎng)價(jià)平均240元，共計(jì)可節(jié)省9.84萬(wàn)元。

3.3 BIM技術(shù)三維可視化交底

技術(shù)交底是指在工程施工前，項(xiàng)目建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、監(jiān)理方和地勘部門(mén)對(duì)圖紙中存在的疑難問(wèn)題、現(xiàn)場(chǎng)情況與圖紙存在矛盾的地方進(jìn)行協(xié)商處理。傳統(tǒng)的技術(shù)交底是每個(gè)專(zhuān)業(yè)針對(duì)各自專(zhuān)業(yè)存在的問(wèn)題進(jìn)行協(xié)商處理，各專(zhuān)業(yè)之間往往相互獨(dú)立，導(dǎo)致各專(zhuān)業(yè)間聯(lián)系不夠緊密，不能從全局對(duì)施工圖紙存在的問(wèn)題進(jìn)行解決，從而導(dǎo)致后期施工過(guò)程中各專(zhuān)業(yè)之間出現(xiàn)新的問(wèn)題，影響整個(gè)工程的造價(jià)與進(jìn)度。本項(xiàng)目利用BIM三維可視化技術(shù)進(jìn)行施工交底，使工程圖紙中存在的問(wèn)題一目了然，主要承重構(gòu)件的鋼筋排布清晰可見(jiàn)，施工中的重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題也可提前解決。由此可見(jiàn)，BIM三維可視化技術(shù)具有傳統(tǒng)平面圖紙難以替代的優(yōu)勢(shì)。

圖1 BIM三維模型

圖2 管線(xiàn)優(yōu)化前后對(duì)比

3.4 BIM技術(shù)在施工組織、材料、進(jìn)度、質(zhì)量管理中的應(yīng)用

施工組織設(shè)計(jì)是在項(xiàng)目開(kāi)工前期根據(jù)工程項(xiàng)目場(chǎng)地條件、周?chē)煌ōh(huán)境，對(duì)施工生活區(qū)、作業(yè)區(qū)進(jìn)行的詳細(xì)規(guī)劃。施工組織設(shè)計(jì)是工地文明化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的先決條件，優(yōu)秀的施工組織設(shè)計(jì)可為后期工程順利推進(jìn)提供保障。在施工過(guò)程中，工程材料使用、進(jìn)度控制、質(zhì)量監(jiān)管往往是項(xiàng)目能否如期完成、工程質(zhì)量能否達(dá)標(biāo)、企業(yè)能否盈利的關(guān)鍵。本工程利用BIM三維技術(shù)，在施工組織設(shè)計(jì)階段，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，并結(jié)合相關(guān)施工規(guī)范技術(shù)手冊(cè)，對(duì)施工生活區(qū)、作業(yè)區(qū)、施工交通運(yùn)輸設(shè)施、現(xiàn)場(chǎng)用水用電設(shè)施、現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)施、塔式起重機(jī)位置選取等進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)布置。對(duì)已布置好的施工場(chǎng)地進(jìn)行三維施工模擬，查漏補(bǔ)缺，避免給后續(xù)施工帶來(lái)不便。而在工程材料、進(jìn)度、質(zhì)量管理方面，利用BIM信息化管理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料采取限額領(lǐng)料、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新等手段進(jìn)行精細(xì)化管理。同時(shí)，利用BIM技術(shù)編制詳細(xì)的進(jìn)度計(jì)劃和質(zhì)量控制要求，尤其是對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)度、施工重難點(diǎn)進(jìn)行信息化全程跟蹤，并做好相關(guān)過(guò)程材料的留存。

3.5 BIM技術(shù)在施工過(guò)程中的深化設(shè)計(jì)應(yīng)用

本工程復(fù)雜節(jié)點(diǎn)及管線(xiàn)預(yù)留洞較多，給后期施工帶來(lái)諸多不便，對(duì)工程進(jìn)度控制、質(zhì)量監(jiān)管造成較大影響。因此，在施工前利用BIM三維技術(shù)對(duì)每層復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工工序、鋼筋排布、管道留洞位置、砌體排布、衛(wèi)生間局部大樣進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，以便更好地指導(dǎo)施工，不僅可提高施工進(jìn)度，而且有利于提高工程整體質(zhì)量，真正實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)與管理。

3.6 BIM技術(shù)在竣工驗(yàn)收、施工資料整理歸檔中的應(yīng)用

工程竣工驗(yàn)收是對(duì)項(xiàng)目完成結(jié)果的全面考核，是項(xiàng)目收尾階段的重要環(huán)節(jié)，目的主要是檢查項(xiàng)目能否達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求，工程質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，設(shè)備能否良好運(yùn)行，以及竣工決算編制情況和施工資料歸檔情況等。利用BIM信息化集成平臺(tái)對(duì)項(xiàng)目材料信息、工程變更、工程檢測(cè)等進(jìn)行綜合管理，比傳統(tǒng)人工整理更加高效快捷，方便后期資料歸檔。

4 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目將BIM技術(shù)應(yīng)用于整個(gè)施工過(guò)程，從施工投標(biāo)階段到竣工驗(yàn)收階段，利用BIM三維可視化技術(shù)和信息智能化管理技術(shù)對(duì)施工組織設(shè)計(jì)、技術(shù)交底、工程核算、進(jìn)度控制等進(jìn)行精細(xì)化管理。在應(yīng)用過(guò)程中，可清楚認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)將后期施工中可能存在的問(wèn)題提前暴露出來(lái)，方便及時(shí)解決，降低工程成本，提高施工效率。