梁璐璐 姚金山 姚宇翔 申培成 王林

中國建筑第五工程局有限公司 安徽合肥 230041

我國目前處于構(gòu)建BIM數(shù)據(jù)信息集成和數(shù)字表達(dá)領(lǐng)域建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用階段[1]，近幾年BIM技術(shù)應(yīng)用在政策的指導(dǎo)下橫向范圍愈發(fā)廣泛，豎向發(fā)展更加深入，在建項(xiàng)目的BIM應(yīng)用點(diǎn)也趨于成熟，如何在項(xiàng)目實(shí)施過程中更好的利用BIM技術(shù)，做到最終按合同進(jìn)行履約，為項(xiàng)目爭先創(chuàng)優(yōu)提供正向助力，是一個十分復(fù)雜且繁瑣的工作，滁州中學(xué)新校區(qū)在合同中就明確提到要確保魯班獎，根據(jù)魯班獎要求在現(xiàn)場的安全、適用、美觀等方面做出了相應(yīng)成果打造出質(zhì)量特色并利用BIM技術(shù)制作匯總相關(guān)工程技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新成果，為項(xiàng)目提質(zhì)增效，爭先創(chuàng)優(yōu)打下良好基礎(chǔ)。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目簡介

安徽省滁州中學(xué)新校區(qū)建設(shè)地點(diǎn)位于明湖區(qū)域陽明路與昌輝路交叉口東南角，總建筑面積約12.3萬平方米，主要為綜合樓、教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓、教學(xué)樓、體育館、科藝樓、食堂、學(xué)生宿舍（兩棟）、看臺、門衛(wèi)、綜合培訓(xùn)中心，結(jié)構(gòu)形式均為框架結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目為聯(lián)合體工程，BIM小組共組建兩支隊(duì)伍，組內(nèi)按照各專業(yè)進(jìn)行工作劃分：土建工程師、暖通工程師、給排水工程師、電氣工程師及平臺管理員，小組對接項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，商務(wù)部、質(zhì)量部等部門提供全程協(xié)助。

1.2 施工難點(diǎn)

本項(xiàng)目的體育館、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，標(biāo)高變化較多，水平方向上同一層出現(xiàn)兩種FA、FB兩種不同大面標(biāo)高，豎向方向上存在局部夾層，且存在多處疊梁區(qū)域，結(jié)構(gòu)施工困難，機(jī)電管線走向繁雜，凈高要求較難以滿足；食堂結(jié)構(gòu)屋頂部分存在多處五梁交匯的位置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鋼筋較多，有限的尺寸內(nèi)，不利用現(xiàn)場鋼筋下料布置；公共衛(wèi)生間需要滿足魯班獎創(chuàng)獎條件，達(dá)到三縫合一的貼磚要求，衛(wèi)生器具及附屬設(shè)備居中，美觀等要求[2]。

2 實(shí)施BIM技術(shù)綜合應(yīng)用

BIM技術(shù)在本項(xiàng)目施工階段的應(yīng)用主要設(shè)計(jì)深化和交底兩部分，從進(jìn)場到目前，主要技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)有利用現(xiàn)有的BIM模型對結(jié)構(gòu)復(fù)雜位置進(jìn)行交底，將Revit模型利用輕量化模型展示平臺進(jìn)行施工過程交底，方便現(xiàn)在作業(yè)人員快速了解單體模型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，減少勞務(wù)作業(yè)人員因?yàn)閳D紙不清產(chǎn)生的沖突從而影響施工進(jìn)度；借助Power BI軟件的分類和梳理功能，將圖紙機(jī)電建模產(chǎn)生的碰撞沖突問題進(jìn)行記錄，并分析沖突結(jié)果，明確原因，從而制定合理措施，避免在正式施工時遇到卡殼，影響工期；充分利用各層空間，合理調(diào)整各專業(yè)機(jī)電管線的位置，導(dǎo)出深化圖紙，指導(dǎo)現(xiàn)場勞務(wù)作業(yè)；深化衛(wèi)生間貼磚排布，做到節(jié)材、美觀。

2.1 BIM實(shí)施前的準(zhǔn)備工作

根據(jù)項(xiàng)目施工建設(shè)要求及公司下達(dá)的任務(wù)指標(biāo)制定本項(xiàng)目BIM技術(shù)實(shí)施目標(biāo)，以公司實(shí)施目標(biāo)為指導(dǎo)，根據(jù)公司制定的BIM技術(shù)策劃樣本，項(xiàng)目BIM模型建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等指導(dǎo)文件，編制項(xiàng)目實(shí)施策劃書，主要包含內(nèi)容有：BIM小組組織架構(gòu)、建模精度、模型命名標(biāo)準(zhǔn)、成果提交節(jié)點(diǎn)、軟硬件配置計(jì)劃等，在項(xiàng)目實(shí)施過程中根據(jù)進(jìn)度及業(yè)主監(jiān)理所提出的要求和想法再動態(tài)調(diào)整各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容，做到BIM技術(shù)在各方滿意的同時將應(yīng)用點(diǎn)落地實(shí)施，在項(xiàng)目建設(shè)中有效實(shí)施，從而達(dá)到完美履約，達(dá)到提質(zhì)增效的目的。

2.2 BIM信息模型的建立

本項(xiàng)目累計(jì)共11棟單體，在設(shè)計(jì)階段沒有創(chuàng)建BIM模型的要求，所以施工階段并沒有可以承接的上游BIM模型，本項(xiàng)目特殊性是由兩家聯(lián)合體進(jìn)行施工，所以在建模前就提前將項(xiàng)目建模標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，避免在上傳平臺時，出現(xiàn)同一項(xiàng)目不同標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致后續(xù)的應(yīng)用問題的出現(xiàn)。（見圖1）

圖1 項(xiàng)目BIM模型視圖

2.3 基于BIM的施工深化設(shè)計(jì)

2.3.1 BIM圖紙問題審查

在設(shè)計(jì)過程中，各專業(yè)設(shè)計(jì)并無太多沖突問題，當(dāng)各專業(yè)圖紙匯總時，就容易出現(xiàn)各專業(yè)之間的沖突情況，本項(xiàng)目沖突情況主要出現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)平面和剖面不符，梁平面標(biāo)注缺失、給排水、暖通、電氣橋架出現(xiàn)標(biāo)注缺失以及沖突的情況。利用Revit軟件進(jìn)行建模并借助Navisworks輕量化處理模型，方便多方人員共同協(xié)作并審核圖紙，同時也可以對建模的問題也進(jìn)行進(jìn)一步的審查，避免建模出現(xiàn)問題。對三維可視化的模型能夠直觀的發(fā)現(xiàn)單體所存在的問題，逐一記錄并生成沖突報(bào)告，食堂共發(fā)現(xiàn)54處。

2.3.2 梁柱深化設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目的食堂單體中設(shè)計(jì)了多處五梁交匯的位置，由于柱截面較小，在所有梁的主筋均布置的情況下，無法保證鋼筋之間的凈距要求，為確保鋼筋能完全放入結(jié)構(gòu)內(nèi)，不影響施工澆筑作業(yè)及混凝土成型質(zhì)量，提前用Revit進(jìn)行鋼筋排布（見圖2），此次建模中直觀發(fā)現(xiàn)鋼筋排布擁擠，鋼筋之間的凈距難以滿足，提出增加柱帽擴(kuò)大深入長度的措施，確保滿足最小凈距要求（見圖3），方便混凝土澆筑作業(yè)。

圖2 五梁交匯優(yōu)化后模型圖

圖3 優(yōu)化后現(xiàn)場布置

2.3.3 機(jī)電管線深化設(shè)計(jì)

將土建、給排水、暖通、電氣等全專業(yè)模型綜合在一起，在Revit軟件中進(jìn)行綜合優(yōu)化，結(jié)合Navisworks軟件碰撞檢測找出管線碰撞或無法施工的部位，按照施工規(guī)范和管道避讓的一般原則，對管線進(jìn)行平面和空間位置的調(diào)整；通過天花板平面標(biāo)高，碰撞檢測等功能對管線密集區(qū)進(jìn)行凈高分析，協(xié)調(diào)解決不同專業(yè)穿插工序，提高了綜合排布的效率。

2.3.4 衛(wèi)生間貼磚深化設(shè)計(jì)

利用Revit軟件進(jìn)行初步建模，項(xiàng)目依據(jù)《公司深化設(shè)計(jì)指南》、《安徽省工程施工BIM模型建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》等指導(dǎo)文件，通過橄欖山插件對原BIM模型進(jìn)行衛(wèi)生間貼磚排布設(shè)計(jì)（見圖4），為做到最大限度材料的節(jié)約，布置的美觀，本次深化共出具兩種深化方案，經(jīng)過會議討論，最終定下以大小便衛(wèi)生器具為起鋪依據(jù)，導(dǎo)出最終排布方案效果圖（見圖5）。

圖4 貼磚排布模型圖

圖5 貼磚排布效果圖

2.4 基于BIM的施工技術(shù)交底

2.4.1 BIM協(xié)同管理平臺交底

本項(xiàng)目采用公司自主研發(fā)BIM協(xié)同平臺，作為確保魯班獎項(xiàng)目，積極采用局BIM協(xié)同平臺，并使用自有引擎，開發(fā)出滴模軟件方便一鍵分享模型（見圖6），加強(qiáng)了BIM團(tuán)隊(duì)的配合與協(xié)同，提升BIM設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。

圖6 協(xié)同云平臺

2.4.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）虛擬交底

AR現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)是一種全新的人機(jī)交互技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)現(xiàn)場的模擬，突破時間、空間的限制，把虛擬的圖像和文字訊息與現(xiàn)實(shí)生活景物結(jié)合在一起，讓人們感受在真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)，增強(qiáng)使用的趣味性和互動性[2]。體育館作為本項(xiàng)目中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的單體，將建筑和結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入unity3D中制作可視化三維交互程序，利用BIM結(jié)合AR技術(shù)對人員進(jìn)行模型交底，利用這種新型的交底方法，從而減少返工現(xiàn)象的出現(xiàn)（見圖7）。

圖7 AR模型虛擬交底

3 結(jié)語

本項(xiàng)目合同要求為確保魯班獎項(xiàng)目，作為對質(zhì)量要求十分嚴(yán)格的獎項(xiàng)，需要在施工更加注重施工各部位，各構(gòu)建、各管理方法上付出更多的精力，通過以上BIM技術(shù)措施的順利落實(shí)不僅提高了施工質(zhì)量，也加快了施工進(jìn)度，值得后續(xù)類似項(xiàng)目的推廣和使用