BIM技術在某公共建筑施工過程中的應用

崔小飛，白青松，方文

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 工程概況

某公建項目，占地面積150000m2，總投資15億元。

1）管理難度大

作為大型重點項目，該項目施工面積廣，且各樓層和筏板標高較為復雜，各種專業施工技術必須穿插進行才能保證施工工期和施工質量，因此，在項目整體安全、進度和質量管理方面存在極大挑戰。

2）結構復雜

在本項目的主要架構中，采用了大量鋼結構設計，且鋼結構樣式多、設計復雜，采用大量的鋼筋—混凝土組合截面和勁性骨柱，且鋼筋與鋼結構的連接工藝有點復雜；該建筑幕墻為雙層扭轉曲面，造型較為復雜，存在角度漸變和尺寸漸變，幕墻主體與建筑主體之間的距離較遠，構件加工及空間定位難度較大。

3）專業施工多

項目深基坑大、高大模板較多、各專業材料入場管理、加工車間多，專業工序復雜，且鋼結構、機電和土建等需要交叉施工，現場項目管理困難。

該建筑項目存在體量大、創優標準高、施工難度大等難題，為了加強對現場施工的管理，通過利用BIM技術，引入智慧工地平臺，提高現場施工的效率。首先依據《BIM技術標準》對建筑模型、建筑場地進行設計，將建筑材料、機械等物資進行合理規劃；然后，通過BIM技術將施工進行三維標注，使其滿足可視化的要求；最后，相關人員利用BIM三維可視特點進行技術交底，對現場施工進行精細化管理，進而充分發揮BIM技術的優點。

2 BIM平臺在項目中的應用

2.1 工程管理信息化云平臺

該智慧工地管理平臺基于施工一體化、BIM技術設計等，具有以下特點。

①平臺可以為項目提供多種通用功能和流程，以及定制化功能擴展的多方協同，項目各參與方可以通過平臺實現信息共享、提高溝通及管理效率。

②項目管理平臺可以進行資料、進度、商務、新聞等上傳及共享，實現進度、安全、質量、物料等全方位的BIM管理。

2.2 項目進度計劃管理

項目管理的核心內容之一就是進度管理，確保在工期內項目的順利竣工。進度計劃貫穿于工程施工的全部過程，包括設計圖紙交付進度、設備材料采購進度、安裝施工進度，在實際的施工過程中，實際進度是根據情況動態調整的。將BIM模型與現場的進度完成計劃進行動態關聯，可以通過管理平臺管理施工進度計劃。

2.3 設計交付與文檔管理

設計圖紙及其他資料可以共享給各使用方，對圖紙或資料有疑問時，可以及時發起溝通，經過人員處理與完善后重新提交。

2.4 施工管理

基于智慧工地平臺的BIM模型工程量計算，可以將施工模擬結果與廣聯達工程量計算結果進行對比，查詢成本信息和構件工程量。

BIM模型與關鍵節點計劃關聯起來，可以模擬施工任務的進度。

2.5 質量管理

所有的應用構件應有相關設計文檔，方便工程師在設計相關方案時隨時查閱，并且在進行現場監督檢查時，隨時比對資料圖紙，省去尋找紙質文檔的繁瑣。

質檢標準工程師會根據項目特點及相關規范設置質檢標準，設置質檢的相關方法和步驟。相關質檢師通過掃描構件二維碼獲取設備信息，并快速定位構件位置，并上傳現場照片。當發現質量問題后，會詳細記錄進入系統，通過二維碼可以看到現場照片或影響、問題描述等，相關責任人會及時處理。

質檢中心及時管理、跟蹤和歸檔所有質檢問題。相關責任人對質檢問題及時響應，原本需要兩三天才可以進行反饋和整改的問題，通過該平臺平均一天就可以解決，提高效率。

2.6 安全管理

現場按照構件類型和專業施工制定安全檢查的標準和內容，并將其錄入系統。在現場檢查時，隨時發起檢查流程，將檢查內容和問題與當前的檢查任務關聯起來。

2.7 移動辦公

智慧工地平臺還有配套APP，電腦端與手機端實現互聯互通，與智慧平臺數據實時同步。用戶可以通過手機APP創建自己個人工作站，通過項目列表與文檔管理等，隨時掌握項目計劃與任務，實現移動辦公。

①用戶可以使用手機端個人工作站處理設計任務、預警信息、審核流程、質量缺陷等，通過便捷快速的移動APP提高了辦公效率。

②可以通過手機端APP的項目列表查看所負責的項目，點擊任一項目后，可以看到項目的詳細信息，人員、概況、質量、進度等，并可以實時查看項目的進度。

③工作人員可以通過移動端查閱項目的相關資料，如最新施工設計圖紙、設計圖紙、數據資料等。還可以查看平臺推送的相關待辦事項，及時進行反饋或者處理，并進入下一環節，同時可以看到問題處理的整個流程和進展。

2.8 平臺優勢

①系統自動存檔和管理相關資料、圖紙、設計等數據。

②可以通過基于BIM技術的模擬計劃與施工現場進度進行實時聯動，可以及時掌握現場進度和情況，并且對施工的質量、進度、安全管控和成本等進行管控和分析。

③工作人員可以輕松進行以往需要多方協調的復雜辦公，讓數據跑代替人跑，并且借助大數據分析技術提高信息和問題處理效率。

3 BIM技術在施工中的應用

3.1 土建BIM技術應用

智慧工地平臺結合BIM技術可以實現對圖紙三維模擬、工程量的統計、模擬施工進度、建筑可視化交底、復雜施工環節分析、綜合管線碰撞檢測等內容，其中，綜合管線碰撞檢測為BIM技術的應用重點。在項目的施工過程中，經常會出現孔洞未預留、管道碰撞等現象，智慧工地結合BIM技術可以直觀看到預留孔洞的位置，避免出現孔洞遺忘的現象。同時，在BIM模型中對可能發生碰撞的管線進行分析，提前對圖紙進行修改，節約了建筑工期，保證了建筑的順利進行。

3.2 機電安裝

在機電安裝工程中利用BIM技術，應先建立總負責人、模型組、應用組的組織結構，使其具備完備的管理組織機構；然后，進行模型搭建、碰撞統計、模型調整的工作，使機電安裝整潔美觀、減少因現場施工沖突造成的不必要返工。可以根據不同功能區域對管線施工的不同要求計算出調整后的凈高，調整后的圖紙用于指導現場專業施工。機電安裝的BIM模型包含給排水、暖通、地下暖通、地下電氣、地下給排水等。

3.3 鋼結構BIM技術應用

該建筑項目鋼結構設計復雜，先采用專業軟件進行建模，然后將設計院審核后的模型進行深化分析，最后進行出圖制作，可以對復雜工序進行可視化加工。利用BIM技術對施工方案進行模擬預演的步驟如下：施工模擬進行方案確定—各專業進行施工方案核算—施工過程全程監控。由于幕墻鋼支撐結構需要進行大量曲面及不規則設計，首先進行結構受力分析計算，確定分片安裝模式；然后對支撐鋼結構的施工過程進行模擬，先吊裝連廊再進行拼裝，最后進行屋脊桁架的施工。

3.4 幕墻BIM技術應用

該重點項目幕墻結構采用扭轉立面的雙層幕墻設計，立體空間和支撐框架較為復雜，且鋁板形狀、尺寸、角度、數量比較多，因此需要采用R hino+GH專業軟件進行安裝設計。通過采用專業軟件，對不同區域的翻轉鋁板進行參數分析，然后將鋁板的角度、數量等結構導出，進行施工指導。

3.5 BIM圖紙審查

通過對整個項目的土建、鋼結構、機電安裝等結合BIM技術進行分析。對比CAD圖紙及專業模型后，進行各專業之間的碰撞分析，累計發現問題10227條。其中，土建施工335條，機電安裝問題9845條，幕墻安裝問題47條。對土建施工和鋼結構模型進行碰撞檢測后，及時對相關設計及時調整并確定解決方案。利用BIM技術在各階段及時發現問題并調整方案，為后續的材料加工、專業施工等提供了技術保障，避免返工造成的工期延誤和成本支出。

4 BIM創新應用

在項目建造施工過程中，采用大屏投影和沙盤模式，利用3D打印技術，將采集好的實際數據進行比例模型制作，結合VR虛擬現實等創新科技手段進行項目展示，增加項目展廳的智能化，更好地體現項目的科技水平。同時，在項目建造現場，可以將技術交底卡詳細信息生成二維碼，現場人員可以通過掃碼進行技術交底，管理人員可以通過后臺看到交底過程和施工進展。

5 結語

該項目通過BIM技術結合工地智慧管理平臺，實現設計、施工的一體化管理，同時，將參建各方的業務融合一體，實現數據資料、通知消息、進度、安全、質量的全方面共同管理?；谄脚_數據共享和大數據分析，提高了分析計算速度，讓數據跑代替人工跑，提高了各方溝通交流效率。結合三維立體設計，使工程展示和作業交底更加具體化、形象化。通過智慧工地平臺和BIM技術，將復雜的項目管理變成流程化和集約化管理，提高了項目管理的安全隱患治理效率和進度，以及質量管控效率，對大型復雜建筑項目意義重大，具有很好的推廣價值。