楊 楊

（南通建工集團股份有限公司，江蘇 南通 226000）

近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，BIM技術(shù)應(yīng)用也逐漸從單一應(yīng)用點向集成化應(yīng)用發(fā)展。如何將BIM技術(shù)落地并真正與施工全過程相結(jié)合，成為多數(shù)施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的難點。本文以江蘇南通開發(fā)區(qū)公共文體中心項目為例，探討B(tài)IM技術(shù)助力項目施工全過程的應(yīng)用點及價值點。

1 工程概況及應(yīng)用需求

南通開發(fā)區(qū)公共文體中心項目位于江蘇省南通市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)能達商務(wù)區(qū)核心景觀北側(cè)，總建筑面積31 853 m2（其中地上26 612 m2，地下5 241 m2），由圖書館、文化館、健身中心和檔案館主體及配套設(shè)施等組成。

該項目結(jié)構(gòu)造型復(fù)雜、復(fù)雜節(jié)點多，項目施工精細化、管理集成化要求高。業(yè)主自主研發(fā)了BIM云項目管理平臺，立項之初即要求設(shè)計、施工、監(jiān)理方在項目部各自成立BIM應(yīng)用部，利用BIM技術(shù)助力項目全過程管理。

2 BIM技術(shù)助力項目全過程的主要應(yīng)用點

（1）企業(yè)級BIM標準制定

在項目應(yīng)用過程中自主制定完整的BIM應(yīng)用標準，修編了2019企業(yè)級BIM建模標準、施工落地操作手冊、交付標準及驗收標準等，并和上級（集團）BIM中心進行標準的論證及討論。

（2）BIM三級培訓(xùn)與交底

針對該項目的工程特點和BIM應(yīng)用難點，成立BIM應(yīng)用部，進行了“三級BIM應(yīng)用培訓(xùn)”，即甲方BIM項目管理平臺培訓(xùn)、內(nèi)部BIM應(yīng)用實訓(xùn)及項目部全員培訓(xùn)（班組長至項目經(jīng)理）。通過三級培訓(xùn)讓項目部全體管理人員掌握BIM技術(shù)應(yīng)用要點，熟練使用BIM應(yīng)用軟件及平臺。

（3）BIM模型和圖紙對比，輔助圖紙會審

項目在設(shè)計階段即采用了BIM技術(shù)，并在移交設(shè)計資料時隨附項目BIM設(shè)計模型。由于BIM設(shè)計模型非正向設(shè)計完成，模型完整性不夠，BIM應(yīng)用部需利用甲方所提供的圖紙和模型進行對比審核，形成書面報告，并在圖紙會審時結(jié)合模型展示進行答疑和修改。

（4）進度計劃策劃

傳統(tǒng)的施工進度控制依靠平面數(shù)據(jù)進行，不能實時跟蹤項目進展并實時分享數(shù)據(jù)。應(yīng)用BIM技術(shù)，將項目總進度策劃與BIM云平臺進行資料及模型進度關(guān)聯(lián)，與無人機航拍數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)雙方式控制，可幫助業(yè)主實時了解現(xiàn)場進度，且可對現(xiàn)場進度進行平臺大數(shù)據(jù)分析，實時提醒業(yè)主及施工單位進度延遲情況。

（5）場地布置規(guī)劃與策劃

應(yīng)用BIM技術(shù)，根據(jù)項目進展對施工現(xiàn)場進行三維場地規(guī)劃布置（如圖1）。同時，應(yīng)用BIM還可自動檢測場地布置的合理性，從而優(yōu)化場地布置和臨設(shè)材料用量。項目前期，將布置方案動態(tài)展示給參建各方，以便討論和確定方案，并且在現(xiàn)場以全景動畫、視頻及模型方式向現(xiàn)場施工管理人員及工人展示。

圖1 應(yīng)用BIM技術(shù)進行場地三維規(guī)劃布置

（6）深化設(shè)計院BIM模型

設(shè)計院BIM模型往往缺乏完整性，為避免施工過程發(fā)生諸多環(huán)節(jié)“碰撞”，可根據(jù)甲方咨詢單位的模型交付標準，分別對設(shè)計院提供的模型進行深化，在深化過程中記錄圖紙模型問題，以進一步完善模型和圖紙。如該項目在深化時即發(fā)現(xiàn)并解決了諸多圖紙問題：結(jié)構(gòu)39處、機電125處、幕墻34處、內(nèi)裝54處（包括專業(yè)間碰撞），模型問題129處（非正向設(shè)計缺點），為后續(xù)工程的順利開展提前排除了諸多障礙。

（7）重難點方案動畫

BIM技術(shù)在項目施工過程中的應(yīng)用，最突出的優(yōu)勢就是模擬性[1]。特別對于深基坑、勁性柱、高支模、大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架、預(yù)制梁等施工重點難點環(huán)節(jié)，采用BIM技術(shù)，根據(jù)方案制作模型及施工動畫，可便于方案交底和指導(dǎo)現(xiàn)場施工。該文體中心項目的中央共享大廳屋面為大跨度懸空鋼—混凝土結(jié)構(gòu)，邊柱均采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，造型要求每根砼梁與柱連接均為不同角度的斜交[2]。由于采用自然錨固無足夠空間，彎錨焊接做法、套筒連接器、主筋穿鋼骨等方法均不宜采用。因此，利用BIM技術(shù)給出如圖2（a）所示的勁性柱施工方案，即采用在鋼柱上焊接牛腿的方法，通過牛腿翼緣板和梁主筋進行焊接，以滿足任意角度斜交連接的要求。另外，對于基坑開挖、高大支模、結(jié)構(gòu)屋面安裝、預(yù)應(yīng)力梁等重點難點環(huán)節(jié)也給出了施工模擬方案（見圖2），并通過動畫模擬，直觀展示施工過程和操作方案，對現(xiàn)場重點環(huán)節(jié)的順利施工發(fā)揮了較好的指導(dǎo)作用。

圖2 重點點環(huán)節(jié)施工模擬方案

（8）可視化技術(shù)交底及定期BIM可視化碰頭會

借助信息技術(shù)呈現(xiàn)三維可視化BIM模型，可使空間設(shè)計高精準度的可視化效果得以實現(xiàn)[3]。特別對于施工重難點多的項目，可通過建立可視化交底“三同步，一教育”制度，實現(xiàn)模型同步交底、重難點同步交底、重要節(jié)點同步展示、危險作業(yè)區(qū)域VR可視化教育，突破難點；還可定期舉行BIM可視化碰頭會（如該項目每周五定時舉行），由參建各專業(yè)技術(shù)負責人及BIM負責人等參加，進行現(xiàn)場進度完成情況的可視化交流、各專業(yè)碰撞點分析和施工重難點討論。

（9）機電深化設(shè)計

由于工程項目復(fù)雜程度高，若采用傳統(tǒng)的二維圖紙進行機電深化設(shè)計，在管線綜合設(shè)計、施工和優(yōu)化等方面有很多局限性。采用BIM技術(shù)，可在施工前期針對性地進行碰撞分析檢查，及時發(fā)現(xiàn)二維施工圖紙中的“錯漏碰缺”等不足。施工過程中可通過BIM技術(shù)加強輕量化管理，針對分包班組“各自為政”而導(dǎo)致的管線安裝混亂、檢修空間狹小、凈高不足等問題，及時組織召開協(xié)調(diào)會，確定管線排布原則，給出綜合支架的優(yōu)化方案，并據(jù)此出具剖面圖，將模型無損上傳并進行輕量化處理；同時，對班組進行交底，指導(dǎo)施工，使各專業(yè)分包班組都能通過移動設(shè)備進行實時信息交流溝通、協(xié)同工作，有效避免了返工現(xiàn)象的發(fā)生。實踐表明，采用BIM技術(shù)進行機電深化設(shè)計（包括碰撞檢查、施工出圖和管線綜合優(yōu)化等）[4]，機電管道布局合理，增大了凈高，整體觀感質(zhì)量優(yōu)，不僅大大減少不必要的返工，且在提高管線綜合質(zhì)量的同時，顯著降低了工程成本。

（10）工程量精細化管理

BIM是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的數(shù)字化建筑模型，可提供強大的數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)支撐。通過建立成本的5D（3D實體、時間、工序）關(guān)系數(shù)據(jù)庫，讓實際成本數(shù)據(jù)及時進入5D關(guān)系數(shù)據(jù)庫，成本匯總、統(tǒng)計、拆分對應(yīng)瞬間可得[5]；建立實際成本BIM模型，通過周期性（月、季）調(diào)整按時維護好模型，可結(jié)合現(xiàn)場進行消耗量分析、設(shè)備與材料管理、核算對比、造價成本統(tǒng)計，還可直接統(tǒng)計建筑的實際工程量，根據(jù)清單計價規(guī)則套用清單信息，形成工程量清單[6]。實踐表明，BIM的數(shù)據(jù)共享與平臺支撐突破了傳統(tǒng)管理技術(shù)手段的瓶頸，提升了項目工程量精細化管理和信息化管理水平。

（11）幕墻的BIM應(yīng)用

建筑幕墻的傳統(tǒng)制作方法是將模型展開成平面進行下料，再利用鋼化爐自動形成弧度。由于該項目幕墻造型復(fù)雜，幕墻造價成本高，傳統(tǒng)制作加工難度系數(shù)相對較大，極易出現(xiàn)返工，導(dǎo)致施工成本追加。因此，在項目前期利用BIM進行幕墻深化設(shè)計；施工階段幕墻BIM設(shè)計深度達LOD350；后期可通過模型進行幕墻構(gòu)件工程量統(tǒng)計，進行可視化指導(dǎo)現(xiàn)場幕墻的安裝與施工。利用BIM技術(shù)進行建筑幕墻預(yù)制構(gòu)建、可視化方案討論、幕墻問題發(fā)現(xiàn)修改、重難點方案可視化分析、專業(yè)間碰撞等，保證了幕墻項目按計劃順利完工。另外，有條件的還可基于BIM技術(shù)建立建筑幕墻裂紋損傷強度智能評價系統(tǒng)[7]，生成建筑幕墻裂紋損傷強度評價方案，現(xiàn)場檢測幕墻裂紋，完成數(shù)據(jù)建模，生成評價結(jié)果并提出整改建議等。

（12）內(nèi)裝的BIM應(yīng)用

近年來，BIM技術(shù)除了在土建、機電和鋼結(jié)構(gòu)中運用良好外，在裝飾工程中的應(yīng)用也效果顯著[8]。在內(nèi)部裝修環(huán)節(jié)，BIM的應(yīng)用主要涉及可視化方案討論、現(xiàn)場施工指導(dǎo)、重難點方案可視化分析、專業(yè)間碰撞、裝飾細部方案可視化等。該項目在內(nèi)裝施工前即根據(jù)設(shè)計院圖紙，結(jié)合結(jié)構(gòu)模型進行深化，內(nèi)裝模型精細度達LOD350。同時，將內(nèi)裝模型與結(jié)構(gòu)和機電模型進行軟硬碰撞，出具碰撞報告，并在定期例會時進行協(xié)同調(diào)整，最終實現(xiàn)現(xiàn)場施工與模型的一致性。

（13）建立項目管理BIM 5D云平臺

建立BIM 5D項目管理云平臺如圖3，通過云平臺將BIM應(yīng)用融入施工現(xiàn)場常規(guī)化管理，將資料、施工進度、質(zhì)量安全、成本、進度等數(shù)據(jù)與模型相關(guān)聯(lián)，將業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工等各方項目現(xiàn)場管理工作融入平臺，提高了現(xiàn)場管理效率，使現(xiàn)場施工管理更為精細化。

圖3 BIM 5D項目管理云平臺界面

（14）BIM+技術(shù)應(yīng)用

項目通過BIM+VR技術(shù)建立“VR體驗間”，搭建集項目各專業(yè)BIM模型、安全教育、模擬體驗、危險識別為一體的安全體驗平臺。BIM+VR平臺通過BIM與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合，將項目效果模型清晰展現(xiàn)給施工人員。通過模擬高空、洞口墜落等效果，讓其體驗安全傷害的嚴重性，強化施工人員安全意識。

采用BIM+建筑施工二維碼信息化管理方案，隨時掌握施工進度，提升現(xiàn)場監(jiān)督效率，強化項目信息化管理。

采用BIM+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，經(jīng)BIM 5D云平臺將BIM模型傳送至筑材網(wǎng)。根據(jù)施工進度安排，在平臺中提出材料量清單，并將信息及時在筑材網(wǎng)發(fā)布，跟蹤材料詢價、報價、中標及審批、簽訂合同等情況。

3 BIM的綜合應(yīng)用成效

為檢驗BIM技術(shù)的應(yīng)用效果，組織了BIM應(yīng)用部內(nèi)部測評和參加各方調(diào)查測評，統(tǒng)計項目應(yīng)用點落地率如表1，應(yīng)用點參建各方認可度如表2。

由表1分析可見，BIM應(yīng)用點不只局限在機電應(yīng)用設(shè)計深化領(lǐng)域，已逐漸與施工工藝相結(jié)合，并進一步融入現(xiàn)場常規(guī)化管理。表2分析表明，多數(shù)參建方對項目落地應(yīng)用點認可度高，但在工程量統(tǒng)計應(yīng)用方面還缺乏有效認可。

表1 項目BIM應(yīng)用點落地率

表2 項目BIM應(yīng)用點參建方認可度

項目施工過程中，結(jié)合現(xiàn)場需要申請了基于BIM的建筑檢測輔助裝置等3項與BIM應(yīng)用相關(guān)的專利，通過了中建協(xié)的BIM全國大賽三類認證，榮獲南通市建筑業(yè)第一屆“江海杯”BIM大賽一等獎等。另外，形成了一套完整的項目級BIM應(yīng)用模板、BIM企業(yè)級建模標準及交付標準，得到了業(yè)主方及建設(shè)部門的一致好評。

4 結(jié) 語

實踐表明，針對造型復(fù)雜、專業(yè)多、工期緊的項目，施工過程中應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效減少材料浪費，縮短工期，提高管理及技術(shù)創(chuàng)新水平。項目設(shè)計—施工—后期運維全過程全專業(yè)的BIM應(yīng)用，不僅是對BIM團隊的一次挑戰(zhàn)，也開創(chuàng)了業(yè)主方全新的管理模式。當然，項目BIM實施中還存在諸多問題，例如，設(shè)計院應(yīng)堅持正向設(shè)計，如何與造價領(lǐng)域無縫對接，如何保證平臺應(yīng)用的及時性，等等，有待進一步完善?？傊椖考塀IM的落地不僅依靠施工單位和業(yè)主方的努力，還需要政府對BIM發(fā)展的支持和行業(yè)內(nèi)軟硬件的支持，更要堅持從上至下落地落實。BIM落地實施任重道遠，還需在一次次的項目應(yīng)用實踐中不斷探索推進。