BIM技術(shù)在大型地下車庫的施工進(jìn)度信息化管控研究

匡靜 劉赟 潘星

（甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州730050）

0 前言

工程項(xiàng)目施工進(jìn)度滯后是建筑行業(yè)內(nèi)普遍現(xiàn)象，主要原因在于建筑施工企業(yè)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度管控存在多方面的問題：施工進(jìn)度計(jì)劃不根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)形成多層次進(jìn)度計(jì)劃體系，可操作性差；進(jìn)度計(jì)劃與資源配置計(jì)劃不同步，導(dǎo)致資源投入不均衡，大幅增加項(xiàng)目成本；進(jìn)度動(dòng)態(tài)管理不到位，缺少跟蹤糾偏機(jī)制，計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度越差越遠(yuǎn)，計(jì)劃流于形式；月、周、分部分項(xiàng)工程等低級(jí)次進(jìn)度計(jì)劃管理混亂，不能分解落實(shí)執(zhí)行等。這是傳統(tǒng)粗放式項(xiàng)目管理模式的一個(gè)縮影，弊端尤為明顯，造成大量的人力、財(cái)力與時(shí)間的浪費(fèi)。

近年來，國內(nèi)建筑行業(yè)引入BIM技術(shù)進(jìn)行三維模型可視化設(shè)計(jì)與工程精細(xì)化管理，其中針對(duì)基于BIM技術(shù)的工程施工進(jìn)度管控有了一定的研究與應(yīng)用，雖進(jìn)展較緩慢，制約因素較多，但從一定程度上體現(xiàn)了應(yīng)用BIM技術(shù)后工程項(xiàng)目施工進(jìn)度管控及整體項(xiàng)目管理質(zhì)量的提升，項(xiàng)目施工進(jìn)度管理隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用拓展開始步入信息化管控時(shí)代。

1 工程概況

本工程為某住宅小區(qū)大型地下車庫，建設(shè)場地位于蘭州市七里河區(qū)大灘地區(qū)，東至B069#路，北鄰南濱河路。地下車庫為大底盤機(jī)動(dòng)車停車庫，共地下一層，機(jī)械雙層停車，建筑面積31586m2，層高為4.8m,結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。該工程施工涉及的主要專業(yè)有結(jié)構(gòu)框架鋼筋混凝土澆筑、內(nèi)墻燒結(jié)多孔磚砌體砌筑、防水及地面鋪設(shè)、內(nèi)門安裝、外墻頂板保溫及裝飾、水暖電消防管線安裝、設(shè)備安裝等。

該工程進(jìn)度管理存在幾個(gè)顯著的難點(diǎn)：

1）工程緊鄰濱河路，作業(yè)場地較狹小；涉及專業(yè)多，且施工過程中由于工期較緊，須安排土建、機(jī)電、安裝、消防等各專業(yè)交叉搭接作業(yè)，進(jìn)度計(jì)劃編制工作困難；

2）進(jìn)行施工現(xiàn)場管理時(shí)，管理者經(jīng)常需要協(xié)調(diào)同一工作面上不同專業(yè)間的施工沖突，管理任務(wù)較為繁重；

3）采用傳統(tǒng)進(jìn)度管理方法，現(xiàn)場管理者難以實(shí)時(shí)了解施工現(xiàn)場的實(shí)際進(jìn)展情況，無法及時(shí)預(yù)判現(xiàn)場實(shí)際施工情況是否會(huì)影響后續(xù)施工而采取預(yù)防措施。

2 施工進(jìn)度管理中BIM技術(shù)的引入

2.1 軟件配置

工程施工進(jìn)度管理中引入BIM技術(shù)，其核心功能是BIM信息平臺(tái)與多種相關(guān)軟件間的綜合作用，通過BIM-3D模型信息與施工進(jìn)度信息的4D合成，實(shí)現(xiàn)BIM模型與進(jìn)度軟件的交互應(yīng)用。本文采用revit、project和navisworks軟件創(chuàng)建基于BIM技術(shù)的四維進(jìn)度管理系統(tǒng)，并在上述大型地下車庫結(jié)構(gòu)施工與機(jī)電安裝過程應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行基于revit信息平臺(tái)的四維進(jìn)度管理。

2.2 revit平臺(tái)全專業(yè)3D模型構(gòu)建

本文采用Autodesk公司的Revit建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備系列軟件，通過Revit系列BIM平臺(tái)構(gòu)建地下車庫全專業(yè)3D模型，模型效果如圖1所示模型。

圖1 由Revit構(gòu)建地下車庫三維信息模型效果

建筑三維信息模型是建筑信息數(shù)據(jù)的集成，它將建筑工程的功能數(shù)據(jù)化，通過數(shù)字的形式表達(dá)出各構(gòu)件的尺寸及位置信息，并形成一個(gè)系統(tǒng)、完整、可互動(dòng)的數(shù)據(jù)管理庫。此時(shí)的建筑模型可看作數(shù)據(jù)管理庫中視圖及數(shù)據(jù)信息的表達(dá)，因此可以在數(shù)據(jù)管理庫中對(duì)模型信息進(jìn)行自由修改與完善，以達(dá)到協(xié)調(diào)高效的效果。同時(shí)，還可以對(duì)模型各專業(yè)內(nèi)部構(gòu)件、管線尤其是各專業(yè)之間進(jìn)行碰撞檢查，提前實(shí)現(xiàn)管線調(diào)整與避讓，深化設(shè)計(jì)。

2.3 項(xiàng)目施工進(jìn)度數(shù)據(jù)創(chuàng)建

采用目前常用的Microsoft Project項(xiàng)目計(jì)劃軟件，收集地下車庫土建施工與機(jī)電安裝施工基本信息，新建項(xiàng)目文件后輸入任務(wù)，通過考慮任務(wù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序，并保證每一個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)之處，同時(shí)在軟件中輸入任務(wù)的起始和完成工期，確立項(xiàng)目各任務(wù)間的關(guān)系，最終制定任務(wù)進(jìn)度計(jì)劃，部分施工進(jìn)度計(jì)劃如表1所示。

表1 施工進(jìn)度計(jì)劃

2.4 BIM四維模擬體系實(shí)現(xiàn)

將BIM-3D模型與Project進(jìn)度文件導(dǎo)入Navisworks軟件，綁定構(gòu)件組和進(jìn)度項(xiàng)，使模型在時(shí)間維度上按照排好的施工計(jì)劃進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，可以直觀形象地展示各時(shí)間建筑實(shí)體各部位的施工情況。根據(jù)初步編制的施工進(jìn)度計(jì)劃，在完成車庫A、B區(qū)結(jié)構(gòu)框架澆筑任務(wù)后，圖示半透明顯示的為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)上正在進(jìn)行的作業(yè)，分別是A區(qū)內(nèi)墻砌筑與C區(qū)結(jié)構(gòu)梁板澆筑。在BIM可視化平臺(tái)上，可以看到該兩項(xiàng)任務(wù)在不同施工區(qū)域同時(shí)開展，工作面充足，兩項(xiàng)任務(wù)不存在沖突，能正常安排施工。這是在一維Project進(jìn)度管理軟件中無法直觀看出的。

BIM四維模擬體系的實(shí)現(xiàn)為進(jìn)度調(diào)控提供可視化依據(jù)，同時(shí)也有助于掌握施工現(xiàn)場的工作進(jìn)展情況。

3 BIM技術(shù)與實(shí)際施工進(jìn)度管理的現(xiàn)場協(xié)同

BIM技術(shù)與實(shí)際施工進(jìn)度管理的現(xiàn)場協(xié)同，首先需要在工程施工現(xiàn)場和進(jìn)度管理組織工作場所之間建立一個(gè)可以實(shí)時(shí)互動(dòng)交流協(xié)同的一體化平臺(tái)體系。這種一體化平臺(tái)體系主要包括計(jì)算機(jī)仿真模擬、施工監(jiān)控、實(shí)時(shí)記錄與動(dòng)態(tài)進(jìn)度計(jì)劃調(diào)整等功能的整合與可視化表達(dá)。本工程施工時(shí)，通過在施工現(xiàn)場塔吊頂設(shè)置高清攝像頭，可以對(duì)工程土建施工過程進(jìn)行全方位、全天候施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)監(jiān)測；在機(jī)電管線安裝階段，由專門工作人員攜帶便攜式攝像、照相設(shè)備拍攝記錄定時(shí)進(jìn)度情況與關(guān)鍵工序，進(jìn)度管理人員需保證定時(shí)將收集的現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)度信息添加到進(jìn)度管理一體化平臺(tái)。現(xiàn)場與辦公場所均設(shè)有一個(gè)大屏幕，用以實(shí)時(shí)顯示進(jìn)度管理組織收集到的施工現(xiàn)場所有正在進(jìn)行的施工情況，進(jìn)度管理人員與計(jì)劃進(jìn)度對(duì)比后如發(fā)現(xiàn)有部分計(jì)劃應(yīng)開工的任務(wù)未能按時(shí)開工，則及時(shí)組織相關(guān)專業(yè)工程師一同召開小型臨時(shí)會(huì)議，共同討論后制定糾偏措施并發(fā)布到進(jìn)度管理一體化平臺(tái)。

基于BIM技術(shù)的施工進(jìn)度管理通過BIM-4D進(jìn)度模型的應(yīng)用與現(xiàn)場的協(xié)同，形成多位一體的施工進(jìn)度信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場與辦公場所之間進(jìn)度控制信息的高度共享與反饋信息的即時(shí)傳遞。

4 BIM在施工進(jìn)度管控中的應(yīng)用優(yōu)勢

BIM技術(shù)在施工進(jìn)度管控中的應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

4.1 可視化

建筑模型與施工過程可視化。利用可視化建筑模型呈現(xiàn)的建筑信息的真實(shí)描述，采用BIM+4D模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工過程的可視化模擬，用動(dòng)態(tài)、直觀的方式模擬展示施工的全過程與關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本項(xiàng)目在施工前期可視化模擬的過程中就暴露出了很多問題，比如按初步進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行施工模擬后發(fā)現(xiàn)樓梯施工時(shí)現(xiàn)場無法提供工作面，此項(xiàng)施工應(yīng)屬于初步進(jìn)度計(jì)劃的錯(cuò)誤項(xiàng)，在一維Project進(jìn)度管理軟件中很難觀察出，但在BIM平臺(tái)下則可以明顯看到并提前做好調(diào)整。因此，利用BIM可視化模型與施工過程模擬可以做到在施工前針對(duì)問題制定合理方案，采取合理措施，早發(fā)現(xiàn)早解決該類問題，達(dá)到避免返工、縮短工期的目標(biāo)。

4.2 信息實(shí)時(shí)化

基于BIM平臺(tái)創(chuàng)建的建筑模型可以添加各類參數(shù)。在實(shí)際施工過程中，得到的進(jìn)度數(shù)據(jù)可加入BIM+4D進(jìn)度信息模型，并可對(duì)進(jìn)度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)編輯，保證模型進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度相匹配，從而使現(xiàn)場管理者可以及時(shí)獲得實(shí)際進(jìn)度信息并與計(jì)劃進(jìn)度信息實(shí)時(shí)比較，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的動(dòng)態(tài)管理。

4.3 高效協(xié)同化

基于BIM平臺(tái)的集成化施工進(jìn)度管控為施工過程信息交互提供了平臺(tái)，參與工程的各方都可通過4D進(jìn)度模型在平臺(tái)內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息查詢與互動(dòng)交流，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多信息傳遞，并且發(fā)現(xiàn)問題也可實(shí)時(shí)調(diào)整，顯著提高各方各專業(yè)間協(xié)同效率，施工效率與質(zhì)量得到大幅提升。

5 結(jié)論

1）傳統(tǒng)粗放式項(xiàng)目管理模式下，因涉及專業(yè)面廣及各種不同步信息影響，導(dǎo)致施工進(jìn)度滯后成為建筑行業(yè)的普遍問題。

2）通過對(duì)某地下車庫項(xiàng)目施工進(jìn)度管理中引入BIM技術(shù)的案例，展示了實(shí)際工程中BIM-3D模型構(gòu)建、BIM+進(jìn)度四維模擬和施工現(xiàn)場協(xié)同的全過程，為BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工進(jìn)度信息化管控中的應(yīng)用研究積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3）BIM技術(shù)應(yīng)用于施工進(jìn)度管控的可視化、信息實(shí)時(shí)化與高效協(xié)同化優(yōu)勢，為提升施工效率與施工質(zhì)量提供了有力保障。