BIM技術在施工管理中的運用研究
——以美瑞花園為例

田 瓊，周 基，譚顯通

(湖南科技學院，湖南永州 425199)

BIM技術用在設計過程中解決管線碰撞、精裝修各工序配合、管線綜合優化、專業設備定制及設備間深化設計等方面較多，但真正落實到建筑項目上進行施工過程中進行質量、進度、成本控制的較少，本文以美瑞花園項目為例，根據項目施工現場提供的數據結果進行對比分析，探討BIM技術在施工管理中的運用。

1 工程概況

美瑞花園是廣東省中山市的一個商業住宅小區。總用地面積27 205.6 m2，總建筑面積58 987.50 m2，其中地下13 619.0 m2，地上45 368.6 m2，擬建7棟15層框剪結構住宅樓，設一層地下車庫，開挖深度為 4.50 m，建筑基地面積3 672.65 m2，具體建筑信息如下表1所示。場區交通便利，大型施工設備可進場施工，擬采用樁基礎施工。

表1 住宅建筑層數、高度、面積及建筑分類

該住宅小區建筑結構形式為高層住宅采用剪力墻結構、部分底部帶商鋪住宅采用部分框支剪力墻結構，垃圾站、公廁、沿街商業及地下車庫采用框架結構。基坑周邊現地面標高約為2.00～2.50 m(絕對高程，下同)，地下室底板墊層底標高為-0.70 m及-1.70 m，承臺底標高為-1.40 m及-2.40 m。其中1～3區、5區基坑設計深度考慮至底板墊層底，故基坑開挖深度為1.70～2.70 m；4區及6區基坑設計深度考慮至承臺底，故基坑開挖深度為2.90～3.40 m。

2 BIM技術在施工前期的應用

因該項目的工程量大，工期緊，且部分工序采用平行施工，施工前期的施工規劃和整體布署，對后續施工通暢性和便利性以及施工進度、施工成本、施工質量都有極大的影響。故該工程應用BIM技術進行施工前的模擬應用，分別對施工圖紙進行自審，根據項目特點對施工方案進行優化選擇，對施工進度進行合理布置，對重點難點施工工序進行動畫模擬，提前準備，為項目實施保質爭優，綠色環保施工打好基礎。

2.1 施工前BIM場地平面布置合理化設計

運用BIM技術進行施工前期準備，利用BIM三維場布軟件，在施工前期就可將擬建建筑及場地基礎信息繪制成直觀可視的三維模型，利用軟件進行模擬各階段的施工場地布置，合理安排臨時設施的搭建，建筑材料、機械設備的堆放保存場地及堆放位置，水網電網的布置，使場地布置合理化，減少二次搬運概率(圖1)。

圖1 場地三維模型

2.2 施工前BIM進度計劃優化設計

本工程根據施工圖預算利用傳統的管理人員經驗粗略編制施工進度計劃，然后采用BIM技術進行計劃編制精細合理化的施工模擬。首先，利用廣聯達BIM算量；然后再進行施工過程、施工段、施工層的劃分并且排序，并且根據施工時所需的技術間歇和組織間歇，合理安排施工流水；再以施工進度計劃導入Navisworks軟件進行全過程的模擬施工，探討施工合理性，再以此編排更科學客觀的施工進度計劃，做好全面布署工作。

2.3 施工前BIM施工方案合理性挑選

美瑞花園工程地下一層，開挖深度為 4.50 m，根據分段分層的原則進行開挖，土石方開挖及運輸的規劃空間較大，第一層土方于現地面開挖，首先，需清理平整施工臨時道路路基，在路基上鋪設臨時道路出運土方；其次，模擬實地環境，根據標高控制，在地下工作面鋪設臨時道路出運土方，經過BIM動畫模擬，可以優化余土外運工程的施工路線找到最合適的施工方案，。

3 BIM技術在施工中的應用

3.1 質量管控

3.1.1 全面整合各專業施工圖紙

本工程采取全新的BIM技術圖紙會審方式，通過計算機將所有專業施工圖信息集成生成一個整體三維建筑信息模型，它能涵蓋建筑整體所有各專業設計效果。運用BIM碰撞功能，便能提前的將不同專業設計時有沖突的部位全部進行標記，并且提醒專業人員及時進行協調修改。如圖2所示，通過BIM軟件將各施工圖模型整合至一個建筑模型中進行瀏覽和審閱，提前發現各施工圖之間的沖突，在施工之前就將沖突協調修改完善，確保施工時各專業工程互不干擾，保障施工的流暢性，從而提升生產效率，保障工程的施工質量。

圖2 各專業施工圖整合三維效果

3.1.2 施工建筑材料與模型材質關聯管控

BIM三維模型中材質可以隨設計要求及實際施工選用材料標注，明確設計要求中各部位所需材料品種類型和規格，標注材質性能和施工工藝要求，并且，利用移動APP同步模型所有信息。以便于施工時，工程師們能實時實地地嚴格管控所用材料的規格和要求，確保工程質量。

3.1.3 實測實量數據集成管控，保障工程質量

實測實量是施工過程中必不可少且任務量極大的一項重要工作，核查施工完成后工程部位的原始尺寸是否滿足設計要求是工程質量評判的一個重要標準。而利用BIM技術的可視化模型，則可以對實測實量數據進行系統化的管理，在實測不滿足要求的部位進行標記，其精細程度可以詳細至某一梁某一柱某一墻，如圖3所示。而大數據的積累總結，也是可以幫助施工單位在后續同類施工中采取針對措施改進，以此保障工程的施工質量。

圖3 三維模型標記管理

3.2 安全控制

3.2.1 BIM危險源標識

本工程為商住建筑群，且各棟建筑樓層高度均超10層，高空作業多，漏天作多，地下作業也多。利用BIM技術將施工中易發生安全事故的施工工序和部位在BIM模型中進行注明標記，施工時著重注意該部位的施工安全管理。施工完成后，需要進行的安全防護及隱患處理的方面也將及時安排人員進行跟進管理，采取有效的安全管理措施，實時杜絕安全事故的發生。

3.2.2 BIM高危性分部工程施工模擬施工

本工程為高層商住樓群體建筑，在某些施工中需注意施工安全生產問題，如在塔吊安裝、樓層卸料平臺安裝、基坑邊坡土方開挖、高大模板支模加固等危險性較大的施工方面，利用了BIM模擬施工，集中施工人員和管理人員進行技術交底。在本工程樁基礎施工前，利用BIM技術模擬施工，優選出最優打樁順序與施工區域劃分。在基坑北側靠公園段采用混凝土支護樁支護，其施工也具有一定危險性且工序復雜，施工質量直接影響整個工程的質量，故也使用模擬施工對工人進行施工工藝要點交底。

3.3 進度控制

進度管理一直是工程管理人員的工作重點，管理人員在施工過程中需要對照施工進度計劃對工程進度進行實時對比分析，從而進一步對施工進度進行管理控制。傳統管理模式一般利用橫道圖對比法進行計劃與實施對比，前后工序進度的關聯性進度控制更多依賴管理人員的經驗，對工程整體計劃缺乏一個系統的管理工具。利用BIM建筑信息模型的實時性與系統性特點，管理者可以更便捷地了解工程各部位的施工進度及實施情況，并根據實際情況對其做出調整與管控。

3.4 成本控制

3.4.1 精準備料

精準備料是工程項目有效控制成本的一大施工管理目標，為了實現這一目標，本工程在各施工階段，利用BIM算量軟件與模擬施工軟件計算出所需材料、人工，以及為了滿足施工條件所需要投入的人工和材料，結合現場實際場地儲存條件，選擇最優備料數量，然后便傳達至物資管理部門精確備置本階段施工材料。從而避免備料不足時的影響工期現象，或備料過多超出施工場地儲存容量導致物料損毀或質量出現問題而產生浪費現象發生，有效控制了成本。

3.4.2 減少返工整改

返工整改不僅誤工誤時，甚至還會帶來較大的經濟損失，故需最大限度減少此類現象出現。利用BIM技術進行施工圖整合、對關鍵工序和復雜工序技術人員與施工人員進行三維動畫模擬施工技術交底等等均能有效降低返工整改現象的發生概率。減少返工整改，從成本角度來說也是避免了不必要的額外工程支出，也是節約了工程施工成本。

3.4.3 提前識別，減少工程額外成本

在本工程基坑支護施工過程中，因南側基坑邊實際場地標高與設計文件略有不符，導致距離基坑外城市道路也小于基坑支護設計所示，故實際施工無法采用其放坡方案進行放坡開挖、噴錨支護。在工程測量人員給出現場實際測量數據后，導入其三維建筑模型計算，結果表明無法按照設計放坡坡度要求進行放坡，故迅速聯系建設單位與設計單位商討，南側靠近“科技東路”段改用12 m“拉森”鋼板樁支護，建設單位承諾給予簽證，這也避免了后續的諸多麻煩，節約了額外成本。

4 結束語

BIM技術在項目管理上的應用，使得工程項目在各項管理上快速、準確獲取工程管理所需的各種基礎數據和信息，對管理者的決策給予了巨大的幫助。BIM技術的虛擬三維模型和3D、4D關聯數據庫為項目工程進度保證，工程成本、安全、質量控制，解決工程難點問題等提供了幫助。項目各方管理上的協同、配合、共享、合作效率也進一步提高。利用BIM技術、互聯網技術、云技術的結合擁有與項目部的對稱的信息，可以及時、準確下達指令，減少了溝通的時間成本，實現項目精細化管理，成就了建設方與施工方的雙贏。該項目首次利用BIM技術進行虛擬建造提升項目精細化管理水平，得到了同行和業界的高度贊賞，也取得了很好的經濟效益與社會效益。