BIM技術在某行政綜合樓施工階段的應用*

文/山西大同大學建筑與測繪工程學院 譚朝明 呂貝貝

0 引言

當前，我國建筑業仍處于粗放型管理經營階段，項目實施過程中出現的材料浪費、工程變更等問題較多，導致企業利潤空間偏低，工程質量難以保證。近年來BIM技術已逐步應用于大中型項目中。BIM技術可快速搭建精細化管理平臺，其大數據管理、工作協同、工程成本控制、進度實時跟蹤等優勢不斷顯現，能有效提升項目精細化管理，提高企業工作效率，促進企業管理轉型發展。為進一步探索BIM技術在實際項目中的應用，結合工程實踐，介紹BIM技術在工程施工準備階段、項目實施過程階段、竣工驗收階段的應用。

1 工程概況

某學校行政綜合樓工程，地上5層，地下1層，總建筑面積8820.6m2，其中地下1層建筑面積2790.1m2，層高3.9m，建筑總高度20.7m，框架-剪力墻結構，樁筏基礎。

該項目結構復雜，施工場地位于學校教學區內，對施工環境要求嚴格，工期緊，同時對項目成本、質量要求高。為加強對項目成本、進度、質量的控制，在項目施工全過程運用了BIM建筑信息化管理技術。

2 BIM技術應用亮點

BIM（Building Information Modeling）是通過數字化技術，利用多種專業軟件建立的一個完整建筑信息庫，包含項目模型、建筑材料造價、采購、關鍵節點細部做法、場地規劃、日照分析等信息。BIM技術在該項目的運用主要貫穿于以下階段。

1）項目投標階段 應用BIM三維技術進行施工方案可視化介紹，對復雜施工工序進行三維視覺演示。

2）施工方案階段 應用BIM信息化管理進行圖紙三維可視化交底、管線初步碰撞檢查、場地布置、進度計劃制定、材料計劃編制等。在施工過程中應用BIM技術對項目施工全過程進行進度監控、管線碰撞檢查、施工資料管理、鋼筋算量、砌體排布、材料過程管理等。

3）竣工驗收階段 應用BIM技術進行工程量統計、施工資料整理歸檔、施工過程材料歸納等工作。

3 BIM技術應用

3.1 BIM三維建模

本項目在實施過程中應用Revit軟件進行建筑、結構、機電設備建模；利用魯班鋼筋軟件進行鋼筋建模和鋼筋算量；利用Navisworks軟件進行多專業碰撞檢查、凈高檢查、三維虛擬漫游等；利用BIM-iBan軟件進行現場照片資料管理。本項目BIM三維模型如圖1所示，在建模過程中，可將施工圖紙里存在的尺寸偏差、施工節點不符合做法要求等問題及時整理出來，與設計院協商溝通，及時處理。

3.2 各專業三維模型碰撞檢查

本項目設備管線較多，尤其是地下1層，通風、給排水、消防噴淋、橋架等管線錯綜復雜，墻體留洞較多。為避免在后期施工過程中發生返工、延誤工期等情況，施工前先利用BIM三維技術進行逐層管線碰撞檢查。經過碰撞檢查，發現地下1層共有320個碰撞點，1層125個，2層110個，3層98個，4層102個，5層86個，其中墻體預留洞102個，將所有碰撞點的具體位置、碰撞情況匯總成該項目的碰撞檢查報告，并根據碰撞檢查報告對原有設計管線進行優化，管線優化前后對比如圖2所示。通過優化，對原有管線設計標高進行局部調整，對管線交叉位置的建筑凈高進行精細控制，盡可能保證管線有足夠留設高度的情況下，增加房間凈高。

通過利用BIM三維技術對本項目的管線進行碰撞檢查和管線優化，可準確布置管線支架，精確計算出支架工程量，為后期安裝施工節約人工，同時減少材料浪費，可有效避免返工。經施工前預算，套管留設、水電線路安裝過程中可節省410個工日，每個工日按照市場價平均240元，共計可節省9.84萬元。

3.3 BIM技術三維可視化交底

技術交底是指在工程施工前，項目建設方、設計方、施工方、監理方和地勘部門對圖紙中存在的疑難問題、現場情況與圖紙存在矛盾的地方進行協商處理。傳統的技術交底是每個專業針對各自專業存在的問題進行協商處理，各專業之間往往相互獨立，導致各專業間聯系不夠緊密，不能從全局對施工圖紙存在的問題進行解決，從而導致后期施工過程中各專業之間出現新的問題，影響整個工程的造價與進度。本項目利用BIM三維可視化技術進行施工交底，使工程圖紙中存在的問題一目了然，主要承重構件的鋼筋排布清晰可見，施工中的重點難點問題也可提前解決。由此可見，BIM三維可視化技術具有傳統平面圖紙難以替代的優勢。

圖1 BIM三維模型

圖2 管線優化前后對比

3.4 BIM技術在施工組織、材料、進度、質量管理中的應用

施工組織設計是在項目開工前期根據工程項目場地條件、周圍交通環境，對施工生活區、作業區進行的詳細規劃。施工組織設計是工地文明化、標準化建設的先決條件，優秀的施工組織設計可為后期工程順利推進提供保障。在施工過程中，工程材料使用、進度控制、質量監管往往是項目能否如期完成、工程質量能否達標、企業能否盈利的關鍵。本工程利用BIM三維技術，在施工組織設計階段，根據現場情況，并結合相關施工規范技術手冊，對施工生活區、作業區、施工交通運輸設施、現場用水用電設施、現場消防設施、塔式起重機位置選取等進行詳細設計布置。對已布置好的施工場地進行三維施工模擬，查漏補缺，避免給后續施工帶來不便。而在工程材料、進度、質量管理方面，利用BIM信息化管理，對現場材料采取限額領料、數據實時更新等手段進行精細化管理。同時，利用BIM技術編制詳細的進度計劃和質量控制要求，尤其是對關鍵節點進度、施工重難點進行信息化全程跟蹤，并做好相關過程材料的留存。

3.5 BIM技術在施工過程中的深化設計應用

本工程復雜節點及管線預留洞較多，給后期施工帶來諸多不便，對工程進度控制、質量監管造成較大影響。因此，在施工前利用BIM三維技術對每層復雜節點的施工工序、鋼筋排布、管道留洞位置、砌體排布、衛生間局部大樣進行深化設計，以便更好地指導施工，不僅可提高施工進度，而且有利于提高工程整體質量，真正實現精細化設計與管理。

3.6 BIM技術在竣工驗收、施工資料整理歸檔中的應用

工程竣工驗收是對項目完成結果的全面考核，是項目收尾階段的重要環節，目的主要是檢查項目能否達到工程設計要求，工程質量是否達標，設備能否良好運行，以及竣工決算編制情況和施工資料歸檔情況等。利用BIM信息化集成平臺對項目材料信息、工程變更、工程檢測等進行綜合管理，比傳統人工整理更加高效快捷，方便后期資料歸檔。

4 結語

本項目將BIM技術應用于整個施工過程，從施工投標階段到竣工驗收階段，利用BIM三維可視化技術和信息智能化管理技術對施工組織設計、技術交底、工程核算、進度控制等進行精細化管理。在應用過程中，可清楚認識到BIM技術將后期施工中可能存在的問題提前暴露出來，方便及時解決，降低工程成本，提高施工效率。