BIM技術在卡孔達學校建設施工中的運用

朱峻宏

（中鐵二十局集團，陜西西安 710016）

1 BIM技術概要

BIM技術可對目標特征進行動態提取，根據工程施工的進度，對各項目的細節采取可視化監管，制作可反映工程實際情況的三維立體圖示和施工報表，納入設計、施工技術、施工管理、項目決策等相關信息，實現對工程的全面掌控。通過BIM技術中三維模型和時間推演模式，可精確反映施工方案的可行度，包括施工進度的演進、應急方案的模擬等，可提前識別和預防風險。BIM技術的應用，為工程施工提供了功能全面的監管系統，將工程施工的各種情況具體化后，由系統和專家共同提出協調應對方案，結合物資、制度、信息等資源情況，優化項目的具體細節和相關措施。

2 BIM技術在建設施工中的運用

2.1 工程概況

工程項目位于卡孔達12間教室學校，施工內容包括土建、裝飾裝修及安裝，建筑主要用途為教學，由相關單位撥款建設，合同工期為6個月。工程建筑總面積為11 700 m2，房屋建筑面積1 785.85 m2，籃球場建筑面積439.53 m2。主體為單層磚混結構，吊頂高度3.0 m，飾面主要采用外墻涂料飾面，衛生間采用瓷磚貼面，所有地面采用水磨石地面，本工程屋面采用鋼屋架彩鋼瓦屋面。此外，還包括給排水、潔具及電氣安裝等。

卡孔達12間教室學校三維概圖如圖1所示。

圖1 卡孔達12間教室學校三維概圖

本工程對建設施工、管理的要求較高，工期為6個月，同時工作人員應優化設計、科學管理、降低造價、節約投資，因此，需要運用BIM技術對施工項目進行綜合管控。

2.2 準備工作中的運用

在施工準備階段，應優化工程的設計方案、相關計劃，前期設計中主體設計、結構設計、設備設施安裝設計等應高效配合。若關聯設計間的銜接度和配合性不足，可采集施工人員、設計人員、技術人員等意見，并借助BIM技術，在模型中對設計的項目進行多方案預演，選定最優設計圖。

優化設計方案時，可利用3D集成效果，對模型進行整體推演，且在原有的圖紙或模型的基礎上進行局部更換或注釋，加強設計方案的可行性。利用BIM的配套分析系統，可有效處理設計方案的細節，融入市場價格、工期等可變信息，對工程施工過程進行全面預判，有效控制施工工程成本，提高施工效益。

在工程建設中，各項目的技術人員、管理人員及施工人員，應對參與建設的圖紙進行審閱分析，記錄圖紙中反映的重點內容和關鍵細節，做好各部門或崗位間配合銜接內容的預設，明確標注涉及的精準參數和要求，將相關標準、圖集、要求等進行單獨注明或記載。

基本審閱分析完成后，將相關記錄匯總交付公司總技術負責部門，由技術總負責人和項目經理、項目管理人員一同審核，對施工細節進行協調，備案后成為施工指導文件。成型方案要求應說明施工工程的細節，保證可對工程建設的內容形成指導，安排項目工作人員對方案中的內容進行學習，明確各自在工程建設中需要遵守的規范、標準和流程。加強與設計方、業主方的溝通，或直接參與設計和業主方主持的方案會審，結合設計建設意圖進一步優化方案細節。由總工程人員負責領導編制施工作業指導書，落實質量與技術標準，必要時須對施工人員和技術人員進行單獨講解和培訓。

2.3 施工實踐中的運用

BIM技術運用時，除了原始設計方案外，需要使用現場實際數據，為了提高BIM技術運用效果，應對現場進行施工測量。施工人員應測定縱橫各軸線，建立測量控制網，設置引樁，做好引樁的保護工作，以確保軸線控制的準確性。在現場不易被破壞、通視的位置建立4個水準點，形成水準控制網，再采用鋼尺、水準儀進行高程傳遞。

結構施工至±0.000后，根據高程控制點，使用水準儀將+0.50 m水平線投測至底層外墻上，使用紅漆予以標注。高程傳遞使用鋼尺向上量取，再將水準儀置于施工層上，對由下量取的各點進行校測，誤差在±5 mm以內。工作人員按照施工圖紙要求，在±0.000以上工程的施工中，應做好該工程沉降觀測控制點的布點和埋設工作。

獲取現場基本信息后，根據BIM技術的特殊功能，優化施工中的各項工作。

（1）碰撞檢查。

對已完成的施工項目，經過BIM模型制作成對應的格式文件，由內置碰撞系統整合所有數據信息，并進行碰撞檢查，記錄碰撞點輸出檢查報告。

（2）工藝優化。

利用BIM技術對施工中的各項技術和相關參數進行分析，在3D模型的基礎上，加入4D施工進度演化。根據監測收集的數據信息，準確找出單次或局部施工偏差帶來的質量隱患，可為業主方隨時展現可視模型和施工情況。優化模板安裝時，可根據測量和設計數據，在BIM模型中確定比例，核對局部造型和受力構造情況等，標注特殊位置或關鍵點。

要求現澆鋼筋混凝土梁跨度≥4 m時，模板應起拱；設計無要求時，起拱高度宜為全跨長度的1‰～3‰。安裝上層梁、板底模及其支架時，下層樓板應保持足夠的強度，確?？沙惺苌蠈雍奢d，預埋件及預留洞的允許偏差應符合規范要求。管線安裝時，可借助BIM三維可視化模型，在滿足設計要求和實用需求的情況下，明確管線預留洞口等，應至少提出2套方案，可避免碰撞點，運用BIM系統對剖面和局部圖畫，在移動端和信通工具的幫助下，完成對現場的技術交底和實時指導。

2.4 施工管理中的運用

在施工管理中，BIM技術為核心平臺納入管理、分析、存檔、通信等功能，改變了傳統施工管理的模式，提高了施工管理的效率及質量。BIM技術為工程項目提供可靠的數據與信息，內置智能化與自動化程序解放了人力工作，降低了錯誤發生概率，在云技術、5D技術、人工智能等的輔助下，可快速完成人員定位、實時監控、快速交互等工作，保障工程在成本、安全、質量等方面的效益。

待IFC預設文件完成加載并確認無誤后，質檢人員開始執行質量檢測工作，調用實測數據信息與預設模型數據、理論數據進行比對，查看實際數據是否符合預期要求，并應做好結果記錄和報告等交接工作。圖紙、細節報告等文件和信息，應同步提交工程項目的關聯主體，可進行輔助性說明。專業碰撞檢測需要采取模型優化策略，直至各關鍵點專業碰撞率降至0，若需要對設計方案進行調整，應由系統進行綜合評估后，生成專業報告文件，作為后期查閱或參考的依據。工作人員制定一種相對高效簡便的檢查方法，以工程驗收相關規定為基礎，須嚴格按照相關標準和規范執行檢查工作，并對現場進行攝像、拍照等，后期將檢測、施工等各環節中的詳細記錄一并提交系統服務器，供相關工作人員直接查看或下載。

2.5 建模與優化要點

根據當前技術，施工中BIM在建模時考慮兩種模式。

（1）在內置建模以及輔助軟件支持下直接進行建模，如Autodesk Revit專業BIM建模軟件通過內置建筑、結構、水暖等模塊直接建立概樣，根據現場學校工程的實際要求，增加相關的材料、技術、空間要求等具體信息，形成真實還原的現場模型。

（2）以CAD圖紙為基礎的建模，根據CAD圖紙表示的坐標和相關信息，重新形成3D或4D模型?？紤]施工環境和具體操作，工程采用兩種模式靈活應對，以Autodesk Revit為基礎，在相對平坦和簡易的空間內，采用預設模塊+人工錄入數據信息的方法制作模型，在相對復雜的空間內使用CAD導入的辦法輔助完成模型創設，降低人工錄入的錯誤率。若模型輸出存在異常，需要再次使用專業繪圖的相關軟件，對異常情況進行檢查和修復，直至建模型成型無誤后再由BIM終端輸出設備出具概圖或分解圖。

3 結語

（1）使用了BIM技術后，工程獲得了整體性的優化，進行了高精度的質量檢測和模擬施工，合理控制了現場的質量，包括基礎、墻柱等關鍵點的碰撞模擬，避免發生施工問題，減少施工誤差。（2）建立了前期預購材料清單，通過系統對工程各部位的施工進行三維模擬，分解為各種材料規格，由系統提供材料加工的精準數值，部分加工數據被直接錄入數字化加工設備中。（3）通過現場模擬，對施工現場和環境的變化進行一體化推演，并聯合信息管理平臺，對現場和后臺進行管理互動，加強了部門間的溝通和協作。

通過BIM系統給予輔助，卡孔達12間教室學校的建設比預計提前了8 d完成，在節約成本、安全防范、施工質量等方面取得了較好的效果。使用過程中出現了一些實際問題，如BIM技術對信息搜集要求較高，需要在現場配置大量的信息數據搜集裝置，前段信息搜集失真導致BIM分析脫節，且應增強BIM在某些項目細節上的控制能力。

BIM技術可分析建筑工程中的各項數據信息，并依據可視化、模擬化等先進技術，實現對工程各方面進行優化，有效銜接工程設計和建設施工，保障工程質量。在推廣和應用BIM技術過程中，應對原始工程數據進行反復比對，并考慮選擇合適的方案，且應做好應用中各步驟的記錄工作，為后期技術應用提供經驗和改良依據。