莊 建

中國葛洲壩集團第二工程有限公司,四川 成都 610091

0 引言

近幾年,建筑信息模型(building information modeling,BIM)技術逐步成為提升企業(yè)核心競爭力的重要手段之一。通過發(fā)揮BIM可視化建筑信息模型的信息集成和管理技術,大力實施工地智慧化管理,可全面提升項目高效履約和價值創(chuàng)造能力。應用BIM技術,可實現(xiàn)項目施工的信息化、流程標準化,提前發(fā)現(xiàn)和解決施工進度、質量、安全問題,實現(xiàn)質量、安全、進度、成本等管理的協(xié)調統(tǒng)一。此外,通過BIM技術進行管線綜合排布,可提前解決管線交叉碰撞問題,避免返工,確保工程質量。本文以某建筑項目為例,介紹了BIM技術在工程施工中的應用。

1 工程概況

眉山某住宅項目總建筑面積約16.17萬m2,共有54棟樓,其中有7棟為高層,47棟為多層。工程效果圖如圖1所示。

圖1 工程效果圖

該項目施工存在以下重點和難點:項目的電梯、消防、弱電、室外等工程由專業(yè)單位施工,分包項目多、交叉施工作業(yè)頻繁,施工期間各專業(yè)、各分包單位的配合與協(xié)調是本項目的重點之一;樁基長度不確定,成本控制風險大;項目由7棟高層、47棟多層及地下車庫等組成,工程分區(qū)分界面實施先后施工,現(xiàn)場總平面管理是重點;項目的地下室結構復雜,機電專業(yè)多,對機房、通道管道排布要求高。

2 BIM應用過程

公司BIM中心和項目部主要成員一起組成項目BIM團隊,項目模型創(chuàng)建由BIM中心人員完成,項目部技術、商務、物資、安全、質量等人員主要實施BIM技術應用。BIM組織機構如圖2所示。此外,項目部還成立了“BIM+智慧工地”領導小組,明確了各崗位的職責分工,確保BIM技術真正的在項目落地使用,執(zhí)行有效。

圖2 BIM組織機構

項目充分利用BIM技術三維可視化、可模擬性、構建級信息組織、信息集成性等特點,在技術、安全、質量、進度等維度,通過設計糾錯、管綜優(yōu)化、塔吊布置優(yōu)化、樁基預判分析、施工模擬、墻體排磚深化等應用點的實施,滿足了項目精細化管理需求。

2.1 BIM在技術管理方面的應用

2.1.1 設計查錯

項目從模型搭建過程中發(fā)現(xiàn)圖紙設計問題共129條,經整理一并歸入圖紙會審記錄中,在設計交底和圖紙會審會上與設計單位溝通,將問題提前提出并解決,避免返工而導致的工期延誤。圖紙會審記錄如圖3所示。

圖3 圖紙會審記錄

2.1.2 機電管綜優(yōu)化

創(chuàng)建了地下室管綜模型,并進行了綜合排布及碰撞檢測,形成碰撞檢查報告,對典型的碰撞問題在施工前加以調整,轉為CAD施工圖用于指導現(xiàn)場施工,減少拆改、返工現(xiàn)象的發(fā)生。本項目地下室機電管綜碰撞檢查及綜合排布模型見圖4和圖5。

圖4 地下室機電管綜碰撞檢查

圖5 綜合排布模型

2.1.3 塔吊布置優(yōu)化

本項目為群塔施工,且場地高程差最大為12 m,當塔吊較多時,易出現(xiàn)塔吊碰撞或塔吊位置、高度不合理等情況,利用BIM技術對多塔施工現(xiàn)場進行碰撞方案模擬,優(yōu)化節(jié)省2處塔吊的標準節(jié)數(shù)量,優(yōu)化2處塔吊位置。本項目塔吊位置優(yōu)化前后對比模型見圖6。

圖6 塔吊位置優(yōu)化前后對比模型

2.1.4 樁基預判分析

傳統(tǒng)施工過程中確定樁基長度方法是根據(jù)地勘定位,將地形分為多個水平面進行計算,精度有限且人為干擾因素較大。項目通過BIM技術生成三維持力層模型對3 300根樁基進行預判分析,與傳統(tǒng)預判的樁基長度平均相差僅0.318 m,工作效率高,能相對準確合理,同時也能減少人為因素影響。

2.1.5 施工模擬

施工工藝模擬是依據(jù)施工方案,通過模型搭建,把二維的平面圖模擬成真實的三維空間,同時依據(jù)方案中的要點添加文字、圖片及語音描述。BIM施工工藝模擬,較傳統(tǒng)方式更加直觀和簡潔。本項目中針對基坑工程、地下室、砌體施工等進行了大量的模型深化和模擬動畫制作。項目砌體施工工藝模擬見圖7。

注:構造柱模板寬出構造柱兩邊各10 cm,頂部設置喇叭口,模板使用對拉螺栓錨固,喇叭口高度應高于構造柱,方便澆筑。

2.1.6 墻體排磚深化

根據(jù)現(xiàn)場情況設置砌體規(guī)格、灰縫厚度、錯峰長度等參數(shù)。一鍵智能排磚,從而代替手工排磚,并且圖例形象生動,指導現(xiàn)場施工,快速統(tǒng)計材料量并生成報表。本項目墻體排磚深化模型見圖8。

圖8 墻體排磚深化模型

2.1.7 場地布置

根據(jù)項目場地情況,結合項目施工組織安排,基于BIM設計各階段項目材料堆場、臨時道路、垂直運輸機械、臨水臨電、CI等內容的平面布局;同時對現(xiàn)場辦公區(qū)、生活區(qū)進行規(guī)劃布置,保證施工現(xiàn)場空間上、時間上的高效組織。本項目辦公區(qū)場地布置模型見圖9。

圖9 項目辦公區(qū)場地布置模型

2.1.8 工程量查詢

以Revit模型為基礎,快速提取所需要的實時工程量,精確提料,限額領料,減少浪費。

2.1.9 可視化技術交底

在技術交底方面,將Revit中發(fā)現(xiàn)的問題、設計變更和重點難點節(jié)點等,直接導出模型節(jié)點,對現(xiàn)場人員進行三維書面交底,同時可以利用Fuzor軟件制作成視頻對現(xiàn)場人員進行交底,可使復雜的問題簡單化,使抽象的問題直觀化,從而使每道工序更易理解。

2.2 BIM在進度管理方面的應用

在BIM進度管理系統(tǒng)(BIM5D、Iworks等)中將模型與進度計劃進行關聯(lián),形成4D進度模型[1]。在進度執(zhí)行過程中,通過系統(tǒng)填報現(xiàn)場實際進度,與計劃進行對比,分析進度計劃完成情況,通過模型直觀展示進度提前、正常與延遲,針對延遲的進度,采取措施進行糾偏;同時管理系統(tǒng)所具備的自動分析預警機制為項目決策提供了便利。

2.3 BIM在質量安全管理方面的應用

現(xiàn)場施工人員通過手機app上傳質量安全問題關聯(lián)BIM模型后并發(fā)送給相關責任人,相關責任人對質量、安全問題按照整改要求進行限期整改并回復后形成閉環(huán)。建立隱患排查、日常巡檢等多要素管控,可查詢可追溯。手機端安全質量管理見圖10。

圖10 手機端安全質量管理示意圖

3 BIM應用效果

在三維建模過程中進行“錯漏碰缺”檢查,避免后期施工不必要的返工情況,節(jié)約工期。在機電工程施工前對機電管線進行綜合調整,通過預留孔洞優(yōu)化、預埋件位置定位、凈高優(yōu)化控制、檢修操作空間控制等一系列工作進一步減少返工情況。

通過BIM模型對土方開挖、混凝土等工程量進行統(tǒng)計,以計劃材料采購進場、消耗等,嚴格控制成本,防止材料采購過多、材料浪費等現(xiàn)象發(fā)生,并根據(jù)材料進場消耗和現(xiàn)場施工實際情況來提前計劃材料采購。

運用BIM技術來輔助核算各個分包單位、分包對組的結算工程量,杜絕謊報、瞞報工程量的現(xiàn)象發(fā)生,防止了項目部利益遭受損害。

4 結束語

首批試點項目BIM技術應用實踐為公司后續(xù)其他施工項目樹立了標桿,為公司BIM技術發(fā)展積攢了寶貴經驗?，F(xiàn)場運用BIM技術、“BIM+智慧工地”平臺進行施工管理,促進了項目信息化、精細化管理。利用BIM技術對管理人員、作業(yè)人員進行更直觀的可視化交底,從而促進工程項目施工質量的提升[2]。