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        BIM 技術(shù)在某房建施工監(jiān)理工作中的應(yīng)用

        2021-11-07 07:30:22
        港工技術(shù) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:監(jiān)理優(yōu)化工程

        武 濤

        (中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司,天津 300220)

        引言

        上海洋山港四期房建工程包括綜合辦公樓、中控塔、候工樓、連廊、室外場地等項(xiàng)目,建筑面積21 349.74 m2,室外場地面積19 000 m2。除眾多的結(jié)構(gòu)物及多樣化設(shè)施設(shè)備外,水、電、通信、空調(diào)等管線、井(口)也非常集中、錯綜復(fù)雜。在任務(wù)重、工期短、標(biāo)準(zhǔn)高的情況下,房建監(jiān)理結(jié)合傳統(tǒng)監(jiān)理工作模式,通過BIM 后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器,利用CAD 繪圖、工程模擬、決策優(yōu)化、可視頻化、無線視頻甄別等相關(guān)技術(shù)軟件,形成最終成果數(shù)據(jù),在BIM 系統(tǒng)中進(jìn)行各專業(yè)的統(tǒng)一儲存、檢索、調(diào)用,將這些分散的專業(yè)技術(shù)整合到一起,提高了各專業(yè)技術(shù)的準(zhǔn)確化、系統(tǒng)化、決策化、快速化。

        傳統(tǒng)的監(jiān)理工作方法中監(jiān)理工作模式單一,主要采取現(xiàn)場巡視檢查的方式,針對在現(xiàn)場監(jiān)查、控制、協(xié)調(diào)等方面發(fā)生的難點(diǎn)重點(diǎn)采取預(yù)控措施 。工程上日常的信息溝通往往采取二維視圖、手工填報(bào)、人工傳遞等方法。一旦出現(xiàn)參建各方溝通的誤解、遲緩,可能導(dǎo)致眾多的工程信息處理不及時、不能有效共享,致使工程管理決策所需的支持信息不完整、不充分。因此,將信息技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)理現(xiàn)場工作中是十分必要的。

        1 采用BIM 技術(shù)進(jìn)行監(jiān)理工作的優(yōu)勢

        1.1 可視直觀化

        傳統(tǒng)的CAD 模式是在建立二維的線條后,在大腦中構(gòu)想成三維圖形,難免會出現(xiàn)錯誤、遺漏、矛盾、缺失等問題,從而增加不必要的設(shè)計(jì)變更;而融入BIM 技術(shù)的工作環(huán)境下,項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)營過程中的匯報(bào)、溝通、決策等工作,都能利用BIM 技術(shù),在系統(tǒng)中可視化的進(jìn)行,使各項(xiàng)工作更為準(zhǔn)確、直觀的高效率圓滿完成。如機(jī)電綜合管線圖,見圖1。

        圖1 BIM 技術(shù)監(jiān)理可視化模型示意圖

        1.2 便捷高效化

        利用在施工現(xiàn)場關(guān)鍵工序、節(jié)點(diǎn)、時段、人物等素材的實(shí)時拍照、錄像,再分解、組合并與已建立的BIM 模型進(jìn)行對照分析,可以及時的發(fā)現(xiàn)工程中的缺陷及問題,極大地減少了在隱蔽工程中暴露的質(zhì)量、安全問題造成的返工情況,從而避免了可能隱含的質(zhì)量、安全隱患,提高了施工質(zhì)量、安全、及效率。

        1.3 信息完備化

        通過對施工現(xiàn)場信息積累、完善而建立的BIM模型中,包含了工程建設(shè)過程中預(yù)設(shè)、發(fā)生、修改的所有信息和資料,參建各方都能夠隨各自的需求和目的隨時進(jìn)行查詢,并通過BIM 協(xié)作平臺,在施工過程中進(jìn)行所需信息和資料的共享,進(jìn)一步避免了由于信息、資料溝通或傳遞的不及時、不完整,從而導(dǎo)致的信息滯后、缺漏問題。

        2 運(yùn)用BIM 技術(shù)在施工監(jiān)理中提出優(yōu)化方案

        通過運(yùn)用BIM 技術(shù)在圖紙會審與設(shè)計(jì)交底、審查施工方案、審查材料設(shè)備構(gòu)配件的質(zhì)量證明文件、見證取樣與平行檢測、質(zhì)量(進(jìn)度、造價(jià)、工程變更)管理、竣工驗(yàn)收與工程維修期服務(wù)等方面進(jìn)行分析與研判,在實(shí)際工作中分別從設(shè)計(jì)圖紙、施工方案、施工平面布置、施工垂直運(yùn)輸、安全防護(hù)措施、模擬施工、優(yōu)化施工流程等幾個方面提出了優(yōu)化方案建議。

        2.1 對設(shè)計(jì)圖紙的優(yōu)化

        根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn),11 層以上外挑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化為鋼結(jié)構(gòu),核心筒采用型鋼混凝土與鋼結(jié)構(gòu)相連,改現(xiàn)場澆筑混凝土為工廠預(yù)制鋼結(jié)構(gòu),見圖2。

        圖2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

        2.2 對施工方案的優(yōu)化

        通過計(jì)算、驗(yàn)證、設(shè)計(jì),將原方案中的錨固式懸挑腳手架優(yōu)化為支撐式腳手架,見圖3。

        圖3 腳手架優(yōu)化方案

        2.3 對施工平面布置和安全防護(hù)措施的優(yōu)化

        針對施工場地平面布置,考慮安全防護(hù)措施進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),如圖4。

        圖4 施工場地布置優(yōu)化方案圖

        2.4 對局部方案的節(jié)點(diǎn)施工流程、安裝順序的優(yōu)化

        根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)條件和安全要求,通過三維可視化分析,對層間窗方案的節(jié)點(diǎn)、施工流程、安裝順序提出建議優(yōu)化,見圖5。

        圖5 層間窗施工工藝優(yōu)化方案圖

        2.5 對垂直運(yùn)輸設(shè)備的優(yōu)化

        將原施組中的塔吊優(yōu)化為ST60/15 截臂塔,達(dá)到滿足現(xiàn)場使用、保證安全、降低成本的目的。并利用建筑物內(nèi)部正式消防電梯作為臨時電梯,為砌體結(jié)構(gòu)施工和裝飾裝修運(yùn)輸施工人員和材料,見圖6。

        圖6 垂直運(yùn)輸設(shè)備優(yōu)化方案

        2.6 對施工流程的優(yōu)化

        1)使用Revit 和Navisworks 軟件,模擬整個施工工況和流程,提前對施工中存在的問題和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,并逐一解決。確保在復(fù)雜的施工過程中,所有工序正常施工。應(yīng)用BIM 技術(shù),建立三維的現(xiàn)場場地平面,可以形象直觀的模擬現(xiàn)場的安全文明施工情況,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場平面布置的靈活高效,及時有效避免錯誤的發(fā)生,減少返工,降低成本。圖7 為施工場地布置三維透視圖。

        圖7 施工場地布置三維透視圖

        2)從平面和立體兩方面優(yōu)化施工順序和流程。在平面上,對核心筒結(jié)構(gòu)施工順序流程分解,對每道工序進(jìn)行優(yōu)化。在中控塔狹小的施工作業(yè)平面上,組織流水施工;在立體上,結(jié)合施工內(nèi)容,不同工序的流水節(jié)拍、施工部位等因素,在采取安全措施的前提下,對施工工況進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)建筑物立體同步施工。即1-10 層進(jìn)行窗戶安裝和外墻涂料施工;11-12 層進(jìn)行鋁板安裝施工;13-17 層層間窗龍骨與鋼結(jié)構(gòu)錯層施工;核心筒混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)錯層施工。

        3)核心筒外墻模板由木模板優(yōu)化為鋼模板。由于木模板使用次數(shù)只有3~4 次,使用多次后,表面有一定損壞,影響混凝土觀感質(zhì)量;木模板加固時間長,影響施工進(jìn)度。使用鋼模板后保證了混凝土工程質(zhì)量與施工安全、加快了施工進(jìn)度,降低工程成本。

        2.7 建議及改進(jìn)

        1)勁性鋼柱為保證定位精準(zhǔn),增加臨時八字支撐和環(huán)形支撐鋼梁。在施工過程中,發(fā)現(xiàn)八字支撐對模板安裝影響較大,改進(jìn)為在600 mm 厚墻體內(nèi)支撐,見圖8。

        圖8 支撐改進(jìn)方案

        2)為了加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù),創(chuàng)新墻面自動養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。既提高混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,又可以節(jié)約用水,節(jié)省人工,達(dá)到綠色環(huán)保的要求。

        3)鑒于上海地域氣候特點(diǎn),在塔吊上安裝自動測風(fēng)儀,隨時掌握風(fēng)力對施工影響,合理安排施工作業(yè),確保施工安全,見圖9。

        圖9 移動設(shè)備實(shí)時監(jiān)控示意圖

        4)為保證高空實(shí)體施工效果,采用制作實(shí)體模型樣板的形式,模擬高空作業(yè)中的各項(xiàng)工序工況、分析施工中存在的安全風(fēng)險(xiǎn),在施工現(xiàn)場的西側(cè)以15 層1:1 比例做一個樣板施工區(qū),見圖10。

        圖10 實(shí)體模型樣板施工區(qū)

        3 效果分析

        通過監(jiān)理采用BIM 技術(shù)對施工過程提出的合理化建議,增強(qiáng)了傳統(tǒng)監(jiān)理工作模式的管控能力,提高了工程質(zhì)量與施工安全,加快了施工進(jìn)度,降低工程成本。

        1)優(yōu)化設(shè)計(jì)后,11~17 層縮短工期187 天,見表1。

        表1 分層澆筑時間記錄表

        2)工程成本降低了289.47 萬元,見表2。

        表2 優(yōu)化設(shè)計(jì)后成本統(tǒng)計(jì)表

        3)通過BIM 技術(shù)在房建監(jiān)理工作中的運(yùn)用,提高了青年員工的專業(yè)技術(shù)水平、質(zhì)量意識、問題意識、改進(jìn)意識、解決實(shí)際問題技巧和團(tuán)隊(duì)合作的精神,為以后同類型監(jiān)理工作積累了有益經(jīng)驗(yàn)。

        4 結(jié)語

        1)BIM 技術(shù)的自動算量功能可提升計(jì)算客觀性與效率,還可利用三維模型對規(guī)則或不規(guī)則構(gòu)建等進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,無論是效率、準(zhǔn)確率還是客觀性上都有保障。BIM 技術(shù)的應(yīng)用改變了工程監(jiān)理管理中工程量計(jì)算的繁瑣復(fù)雜,節(jié)約了人力物力與時間資源等,讓監(jiān)理工程師可以更好的做好風(fēng)險(xiǎn)評估與咨詢工作,參與進(jìn)行精度更高的預(yù)算控制。

        2)BIM 技術(shù)的應(yīng)用有利于項(xiàng)目全過程各個階段監(jiān)理管理工作。建筑工程全過程監(jiān)理管理貫穿決策、設(shè)計(jì)、招標(biāo)投標(biāo)、施工、結(jié)算五大階段,每個階段的管理都為最終項(xiàng)目投資效益服務(wù),BIM 模型可提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),提升效率,減少經(jīng)濟(jì)糾紛。利用BIM 技術(shù)可發(fā)揮其自身優(yōu)越性在工程各個階段的監(jiān)理管理工作中提供更好的服務(wù)。

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