某項目施工BIM應用與研究

王宗成

(福建建工集團有限責任公司 福建福州 350001)

0 引言

我國“十三五”規劃中明確指出：建筑業信息化是建筑發展戰略的重要組成部分。可見建筑業信息化即將是未來建筑業發展不容忽視的方向。BIM技術成為建筑業相關工作人員必須掌握的技能，因此也培養出很多BIM建模人員。BIM建模不再是主要問題，如何運用BIM模型指導施工，實現BIM技術的落地與應用已成為新的矛盾。基此，筆者將利用某項目上的BIM應用成果，針對現階段BIM的應用與研究展開一些探討。

1 工程簡介

該工程涵蓋現澆鋼筋砼結構、預應力鋼筋砼結構、型鋼砼組合結構、鋼結構、屋頂網殼結構等形式。兩層連體地下室，地上3棟建筑。該工程作為BIM應用試點項目，受到公司高度重視。

2 前期準備

2.1 成立項目實施組織機構

為保證工程BIM技術的有效實施，以集團為中心建立了三級組織機構：集團科技質量部——分公司BIM工作站——項目部BIM小組，如圖1所示。其中集團公司科技質量部負責大方向的把關；分公司工作站主要負責搭建模型，制定應用方案，與集團公司、各項目部緊密聯系協調工作；項目部BIM小組負責將模型應用落地。

圖1 項目組織機構

2.2 軟硬件配備

由集團總公司統一采購軟件，分公司根據需求采購硬件或增加軟件節點，形成多軟件共同協作的BIM平臺如圖2所示。軟件種類繁多，對設備和人員的要求很高，建模人員必須熟練掌握表中所列軟件。因此，建模人員也進行了相關培訓，以保證知識儲備。

2.3 訂立目標

貫徹執行國家技術經濟政策，聚焦于工程項目全生命期內的經濟、社會和環境效益，通過BIM應用，提高工程項目管理水平，保證工程質量和綜合效益。根據工程項目自身條件確定BIM應用內容，避免過度建模，分階段、分重點地開展BIM應用。

圖2 軟硬件配備

集團公司科技質量部從實際出發，考慮到項目施工人員水平參差不齊，將BIM模型用于指導整個工程施工，難度極大，于是選取6個容易實施又能帶來明顯效益的點來實施。包括：①三位場地策劃；②施工方案模擬與技術交底；③管線綜合；④鋼構深化；⑤工程量參考；⑥云平臺應用。

3 項目的BIM應用

3.1 三維場地策劃

傳統的二維CAD平面布置圖只有平面信息，不能直觀地體現出不同施工階段的場地信息關系。由于項目處于金融商務區，場地比較狹小，使得施工場地的合理布置更難。考慮到以上兩點原因，BIM小組決定利用《三維策劃》軟件代替二維平面圖進行場地布置策劃。模型直觀地模擬了施工現場土方階段、主體施工階段、裝飾裝修階段3個階段的臨時場地布置。合理、獨立地安排了辦公區域、生活區域、施工區域；對各個階段的進出場路線和初步的施工模擬，確保了土方退土路線的合理，并對塔吊的防碰撞進行了測試；對3個階段的材料堆放區、加工區等設施進行明確的用地規劃，綜合考慮兩個階段之間的銜接關系、進退場時間，以及不同階段場地條件變化。

審核通過后，BIM應用小組組織施工人員嚴格按場地布置模型施工，有效避免了各工種之間的干擾與減少了材料的二次搬運，降低施工成本加快施工進度；乃至對項目的綠色施工、安全文明施工、企業外形象等方面對項目進行管控，以最有效的方式利用場地，節約資源。項目部實景對比如圖3所示。

圖3 項目部實景對比

3.2 施工方案模擬與三維交底

確保模板方案、腳手架方案通過審核后，三維建模人員運用專業的腳手架、模板建模軟件，進行精細化建模，并利用軟件的驗算功能驗算模板及腳手架結構的安全性，以便于在施工前對方案進行模擬。對立桿、水平桿或型鋼等位置進行排布、調整，形成平面布置圖、剖面圖、模板切割方案配置圖、下料清單等內容，有效保證各項布置符合施工方案要求，確保安全、節省材料、綠色施工。

針對標準化樣板施工、砌體排磚、鋼筋梁柱節點等專項內容建立BIM模型，利用模型結合現場實體對人員進行三維交底，更形象直觀地展示施工工藝、施工工序，提升交底水平，將施工前的重點難點提前預警，保證施工過程的安全有序進行，從交底層面提高項目施工安全、施工質量。在工程例會、專業技術會議等工程各類交流中，該項目建立的三維模型的優勢也不容小覷：如三維展示的功能，可以更加直觀顯示問題所在、易于觀察理解、便于各方交流，各設備定位更準確。

3.3 管線綜合

由于設計圖紙中水、電、暖各專業管線標高在二維CAD圖中無法詳盡展示，傳統施工中3個專業又分別由3個班組甚至3個以上班組完成，往往會造成返工、碰撞、交叉、凈高不足、材料浪費、布置不美觀等問題，特別位于設備機房，管線復雜設備眾多，傳統施工、統籌難度大。

現利用BIM技術在施工前對水、電、暖各專業管線進行優化設計，在各安裝專業建模前事先初步制定管綜方案，擬定大致標高，避免各專業標高重合，以此為基礎建立模型并對管線的碰撞進行梳理、檢測。在獲得檢測報告后，在保證凈高的前提下，根據小管讓大管，有壓讓無壓的準則，采用“繞道”的方式進行避讓。并與設計院、業主方確認最終施工方案，按模型施工，最大程度上節約工期、材料，保證凈高、美觀，并且錄入設施設備的規格、型號、參數、生產廠商等信息數據，為后期運營維護提供依據、便利，提升維保工作的針對性和時效性。設備機房BIM模型如圖4所示。

圖4 設備機房BIM模型

3.4 鋼構深化

該工程有屋頂網殼結構，施工較困難，二維圖紙無法直觀體現結構的空間關系。按圖紙施工，很難保證誤差保持在允許范圍內。分公司BIM工作站采用TEKLA建立鋼結構模型如圖5所示，詳細拆分構件，對構件進行編號，形成清單，并利用3D打印技術進行模擬施工，提前發現施工重點難點，進行合理的工序安排。各施工班組專門通過模型對此網殼結構屋頂進行詳細的施工技術交底，施工員容易接受，交底工作達到了良好的效果。因此，專門針對此屋面工程進行工期統計，共節約工期3d。由于模型中已對構建進行拆分，所以能夠精確地制定構建規格，提供材料表，從而減少了材料的浪費。

圖5 鋼結構模型

3.5 工程量參考

該項目通過專業的施工策劃軟件對施工進度進行施工模擬，并利用REVIT軟件中明細表功能對工程項目的構件進行分類統計。現場各專業人員，通過施工策劃的情況，并結合各類構件的數量，對工程量進行摸底并統計。再根據現場實際情況，對信息進行核查篩選，以便于統籌安排，從而把控預測各個階段的成本、材料用量、材料采購進場情況，避免了材料過早、過剩或不足的情況，避免了項目資金的積壓，材料的損壞，使整個項目的資金運用有了確實可行的參考依據，施工進度、施工計劃得到了強有力的保障。

3.6 云平臺應用

由于各個階段參與各方以及項目人員BIM水平軟件等程度各不相同，專業的BIM軟件不僅對使用操作人員專業性要求高，而且也對操作設備的要求較高，極其不利于BIM應用的落地與應用。《建筑信息模型施工應用標準》自2018年1月1日起實施，其中明確指出：企業在模型應用過程中，宜將BIM軟件與相關管理系統相結合實施。

該項目將建成的三維模型上傳至專業的三維云平臺，將模型儲存于云端，項目工作人員使用WAP端和手機端即可查看模型，在項目上可隨時展示與調用BIM成果。云平臺的使用，降低項目部設備配置要求，切實有效地降低了BIM應用門檻。在手機端，現場管理人員可隨時查看最新三維模型，讀取各類構件信息，制作施工日志，將現場發現的問題直接以文字或照片的形式備注到模型上，并發送給相關責任人，以及在復雜關鍵節點位置通過云端系統將該部位圖紙、模型、施工工藝等內容生成二維碼。現場人員僅需使用微信或QQ類及時通訊APP掃碼的方式就可獲得相關內容，或直接跳轉至該部位的模型上，三維直觀地與模型進行對比檢查施工的準確性，使現場操作人員能輕松、直觀地使用到BIM成果。

該項目利用云平臺，實現BIM技術的落地與應用。

4 結論

此次應用雖然還無法做到完全用三維模型指導施工，但是這些應用點很成功，參與BIM技術應用的組織人員收獲很大。從BIM新手到應用于項目中，本身就是往前邁了一大步。目前BIM技術潛在市場空間巨大且有待開發，因此在新技術出現的時候應該積極參與。相信隨著建筑業不斷的轉型升級,BIM技術會運用到越來越多的工程項目中去，只有充分掌握BIM技術、把握時代脈絡，才能真正地從我國百家齊放競爭激烈的傳統建筑市場中打破格局，彎道超車，脫穎而出。

參 考 文 獻

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