陳顥元 （中化學(xué)曙光建設(shè)有限公司，浙江 溫嶺 317500）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑的建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，建筑量也逐漸增加，建筑的結(jié)構(gòu)、功能、施工過(guò)程也越來(lái)越復(fù)雜，管理和技術(shù)問(wèn)題也越來(lái)越多。傳統(tǒng)的施工圖紙由于缺乏信息化和可視化的能力，很難在施工過(guò)程中輔助施工人員和技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)有效的溝通和交流[1]。因此，針對(duì)這一問(wèn)題，將BIM 技術(shù)應(yīng)用到施工工程中，可以解決傳統(tǒng)施工工藝難以解決的問(wèn)題和難以發(fā)現(xiàn)的各種管線碰撞問(wèn)題，以此促進(jìn)施工管理水平的提升。

1 建筑工程概況

以霍爾果斯萬(wàn)創(chuàng)世紀(jì)城項(xiàng)目總承包工程為例，該工程項(xiàng)目施工地點(diǎn)位于霍爾果斯蘭新路與振興路交叉口，工程立項(xiàng)批準(zhǔn)文號(hào)為2019022，資金來(lái)源為自籌。該工程項(xiàng)目的總用地面積為28704.65m2，總建筑面積為127959.37m2，其中包含1#樓（共11 層），2#、3#、4#樓（包含地下1 層和地上27 層），5#樓（包含地下1 層和地上12 層），6#樓（包含地下1 層和地上18 層），集中商業(yè)樓（地上3層），物管用房（地上1層）。該工程項(xiàng)目當(dāng)中包含了辦公工程、住宅工程、商業(yè)工程等眾多不同類(lèi)型的工程項(xiàng)目，屬于大規(guī)模的工程建設(shè)項(xiàng)目[2]。同時(shí)，項(xiàng)目地處位置較為繁華，施工面積與總建筑面積相比較小，業(yè)主對(duì)于該項(xiàng)目的工期以及對(duì)施工要求有著更加嚴(yán)格的要求。因此，為了能夠確保滿(mǎn)足業(yè)主的要求，并做好相應(yīng)的施工工作，需要在該建筑項(xiàng)目的深化設(shè)計(jì)、多專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)、現(xiàn)場(chǎng)布置等方面運(yùn)用BIM技術(shù)，以此促進(jìn)施工效率以及施工管理能力的提升[3]。為確保后續(xù)管理方法的順利實(shí)施，保證BIM技術(shù)的順利應(yīng)用，建筑方設(shè)立了專(zhuān)業(yè)小組，其中包含建模小組、算量小組、動(dòng)畫(huà)小組以及運(yùn)維小組。

2 BIM技術(shù)在建筑施工管理中的應(yīng)用

2.1 基于BIM技術(shù)的建筑建模

為實(shí)現(xiàn)基于BIM的施工管理，需要在設(shè)計(jì)中，先選擇建筑模型模板，在此過(guò)程中注意設(shè)計(jì)的模型必須與CAD 圖紙適配，并且要在項(xiàng)目的每一步驟和每一環(huán)節(jié)進(jìn)行圖紙匹配[4]。建筑過(guò)程由四步構(gòu)成，具體內(nèi)容如下：

第一步（建立樣板）：明確建筑工程項(xiàng)目的基點(diǎn)，在其中錄入常用族群信息，輸入對(duì)象名稱(chēng)、材料、型號(hào)等基礎(chǔ)信息，確定模型模板樣式。

第二步（生成模型）：根據(jù)建筑的標(biāo)高、軸網(wǎng)等信息，生成建筑框架結(jié)構(gòu)，建立施工場(chǎng)地模型。

第三步（模型檢查）：對(duì)整體模型結(jié)構(gòu)的完整度、構(gòu)件信息的合理性進(jìn)行全面檢查。

第四步（添加屬性信息）：在模型的各個(gè)節(jié)點(diǎn)中輸入構(gòu)件的詳細(xì)信息與數(shù)據(jù)。

在上述步驟中，通過(guò)Autodesk Revit 軟件進(jìn)行架構(gòu)的選擇，同時(shí)，選定相應(yīng)的樣板，然后進(jìn)行項(xiàng)目標(biāo)高、軸網(wǎng)的建設(shè)，確定工程參考，確保后續(xù)各個(gè)專(zhuān)業(yè)在協(xié)調(diào)工作中定位精確。

在結(jié)構(gòu)模式的命名上，應(yīng)結(jié)合構(gòu)件所在的空間位置，對(duì)各部位的狀態(tài)歸屬區(qū)進(jìn)行劃分和指定。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：各方向鋼筋保護(hù)層厚度、強(qiáng)度等級(jí)、柱號(hào)、零件號(hào)碼（根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計(jì)零件編號(hào)，以方便后續(xù)施工中對(duì)構(gòu)件與零件的跟蹤）。

在完成模型中所有的標(biāo)高和軸網(wǎng)的設(shè)計(jì)后，再將CAD 模板與其連接在一起，然后用CAD 網(wǎng)絡(luò)和已完成的標(biāo)高網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)鎖緊，防止模板在結(jié)構(gòu)中的不正常運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)模型[5]。在此基礎(chǔ)上，按照一定的順序和樓層，完成墻體、柱、梁、板的搭建。

2.2 結(jié)構(gòu)碰撞檢測(cè)與深化設(shè)計(jì)

在確定了整個(gè)結(jié)構(gòu)模式具有科學(xué)性和可操作性后，各專(zhuān)業(yè)的模具師與設(shè)計(jì)者（若工程已完成，則由承包人進(jìn)行核對(duì)和驗(yàn)證）進(jìn)行建筑施工中的鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)。

在此過(guò)程中，通過(guò)對(duì)BIM基礎(chǔ)模型的均衡與協(xié)調(diào)，使碰撞檢測(cè)的功能得以應(yīng)用，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)間的碰撞、誤、漏等問(wèn)題，使各專(zhuān)業(yè)問(wèn)題得到及時(shí)處理，減少建筑主體結(jié)構(gòu)與BIM 模型之間沖突，避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)回料、停止施工等問(wèn)題，減少設(shè)計(jì)變更，保證建筑項(xiàng)目按期完工[6]。對(duì)碰撞檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體步驟為：編制Revit，完成后導(dǎo)出所有的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)，從NWC文件中下載Navisworks（Revit版本數(shù)據(jù)不能直接輸出）。Revit模型在輸出.nwc文件后，只需要單擊Navisworks manage中的一個(gè)附件，就可以將所有的.nwc 文件進(jìn)行合并，這樣就可以得到一個(gè)新的集成模型，然后點(diǎn)擊右邊的選擇樹(shù)，選擇“碰撞點(diǎn)查看”就可以看到鋼結(jié)構(gòu)中的碰撞點(diǎn)與碰撞數(shù)據(jù)。碰撞點(diǎn)示意圖如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)碰撞點(diǎn)

在碰撞檢測(cè)中，不合理的碰撞點(diǎn)與空間位置交叉點(diǎn)將以陰影的方式在界面中呈現(xiàn)。

操作界面手動(dòng)調(diào)整模型中不符合規(guī)范的碰撞點(diǎn)，點(diǎn)擊更新與生成模型，對(duì)完成碰撞處理后的模型進(jìn)行整改。再按照上述步驟進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的碰撞測(cè)試，直到安裝結(jié)構(gòu)中顯示不存在碰撞點(diǎn)，此時(shí)，點(diǎn)擊界面中的保存，即可完成對(duì)建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)。

2.3 建筑施工進(jìn)度與成本協(xié)同管理

通過(guò)BIM 技術(shù)和集成的協(xié)作平臺(tái)，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度進(jìn)行控制管理。此過(guò)程中，通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)仿真與模擬，比較不同的施工組織方案，確定最佳的場(chǎng)地布局和預(yù)制構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)和堆放方式[7]。

根據(jù)裝配式施工組織、場(chǎng)地布置、吊次占用等特征，對(duì)組裝工藝的銜接進(jìn)行優(yōu)化、對(duì)工藝間歇進(jìn)行合理消化、對(duì)關(guān)鍵部位和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度。

同時(shí)，將該項(xiàng)目的總體進(jìn)度控制方案分解為各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度控制方案和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)度控制，對(duì)各個(gè)階段的材料消耗量和大型機(jī)械的需求進(jìn)行測(cè)算，以進(jìn)一步優(yōu)化各種資源的使用和場(chǎng)地布局。設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

圖2 BIM協(xié)同管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度的綜合管控后，密切結(jié)合建筑模型和工程進(jìn)度計(jì)劃，在項(xiàng)目實(shí)際施工中，綜合考量施工中的進(jìn)度、構(gòu)件需求量、損耗量等因素，確定具體環(huán)節(jié)與節(jié)點(diǎn)的材料支出與預(yù)期支出之間的差異，從而為工程的技術(shù)方案優(yōu)化、生產(chǎn)備料等多個(gè)環(huán)節(jié)及時(shí)提供準(zhǔn)確的工程算量數(shù)據(jù)，以此提高施工中所施工材料的利用率。

同時(shí)，通過(guò)對(duì)實(shí)際三維模型的計(jì)算，得到不同環(huán)節(jié)與節(jié)點(diǎn)施工所需的具體成本，通過(guò)對(duì)成本數(shù)據(jù)的比對(duì)與匹配，使成本更加客觀、準(zhǔn)確[8]。此外，利用BIM 模型，對(duì)項(xiàng)目施工的各種資料進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)，有助于經(jīng)理方與監(jiān)理方對(duì)項(xiàng)目整體進(jìn)度的把控，從而更好地控制項(xiàng)目的成本和費(fèi)用。

3 對(duì)比分析

將上述提出的施工管理方法應(yīng)用到霍爾果斯萬(wàn)創(chuàng)世紀(jì)城項(xiàng)目總承包工程中，針對(duì)該工程項(xiàng)目進(jìn)行施工管理。在管理前，按照表1中的內(nèi)容完成對(duì)BIM技術(shù)在硬件上的配置。

按照表1 中的配置，完成建筑施工管理的準(zhǔn)備工作，在此基礎(chǔ)上，按照上述思路完成對(duì)該工程的施工管理。針對(duì)施工進(jìn)度管理的成效進(jìn)行分析。在管理過(guò)程中，利用BIM技術(shù)對(duì)各個(gè)施工工序進(jìn)行模擬計(jì)算，并記錄管理結(jié)果，見(jiàn)表2。

表1 BIM技術(shù)應(yīng)用配置表

表2 建筑施工進(jìn)度管理結(jié)果記錄表/d

從表2中記錄的數(shù)據(jù)可以看出，各個(gè)施工工序的實(shí)際施工時(shí)間均小于規(guī)定時(shí)間，并且是在確保施工質(zhì)量以及施工效果均達(dá)到要求的情況下記錄的實(shí)際施工時(shí)間。因此，通過(guò)這一結(jié)果可以看出，在應(yīng)用基于BIM技術(shù)的施工管理方法后，施工進(jìn)度得到有效管理，能夠節(jié)約大量施工時(shí)間，以此保障了施工的既定進(jìn)度。除此之外，在施工過(guò)程中，利用本文上述提出的施工管理方法，在BIM 模型當(dāng)中對(duì)項(xiàng)目中所有施工現(xiàn)場(chǎng)的安全操作進(jìn)行了全方位的監(jiān)督和管理，并且協(xié)同各個(gè)分包隊(duì)伍，針對(duì)較大危險(xiǎn)源采取了安全預(yù)防和防護(hù)措施。具體而言，在對(duì)建筑大樓樓頂施工時(shí)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了3D 可視化模擬，在施工陽(yáng)臺(tái)以及建筑面上都設(shè)置了防護(hù)結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

圖3 施工中的防護(hù)管理

按照?qǐng)D3 所示的內(nèi)容對(duì)高空操作進(jìn)行了全方位的防護(hù)，有效提高施工安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)建筑施工項(xiàng)目管理工作在進(jìn)行中仍然存在諸多問(wèn)題，對(duì)于我國(guó)整體建筑行業(yè)的發(fā)展具有十分不利的影響。通過(guò)上述研究，提出了一種基于BIM 技術(shù)的管理方法，并在此基礎(chǔ)上，得到了下述研究結(jié)論：

（1）通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，建筑施工管理的水平得到有效提升，無(wú)論是在施工進(jìn)度管理還是在施工安全管理都具備極高的應(yīng)用價(jià)值。

（2）BIM技術(shù)在建筑施工管理中的應(yīng)用還可根據(jù)具體建筑類(lèi)型進(jìn)行細(xì)化和優(yōu)化，從而促進(jìn)BIM 技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)性的提升。

（3）由于研究所選案例的工程量較大，因此對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的廣度和深度存在不足，對(duì)此在后續(xù)研究中還將進(jìn)行進(jìn)一步深化。