BIM技術在大型城市綜合體工程智能建造中的應用

周忠云

中鐵上海工程局集團有限公司 上海 200000

現階段，在我國建筑行業發展中，信息化、智能化已經成為發展的主要方向，也是當前建筑企業創新能力、競爭能力提升的主要途徑。所以，在建筑工程中，如何將BIM技術的應用優勢充分發揮出來，推動我國建筑行業高質高效發展，是當前建筑企業面臨的主要問題。

1 、工程概況

以某大型綜合體工程項目為例，工程包含辦公樓、公寓、商業及地下室等建筑，其中辦公樓2棟、公寓2棟，地下室共四層，集合了商業、辦公及公寓為一體。工程建筑總面積為36.9萬m2，地下建筑面積11.7萬m2。1號公寓樓高度106m，2號公寓樓高度136m。建筑基礎采用樁筏基礎，平均深度19.9m，最深處24.9m，屬于超深基坑，開挖難度較大；地下結構施工采用半逆作法。工程特點如下：地下2、3層采用逆作法施工，通過結構兼具水平支撐作用，施工中對技術要求比較高；工程體量較大，施工中各專業穿插施工，工期較緊，管理難度大；地下室機電設備密集，安裝難度較大。

2 、大型城市綜合體工程智能建造中BIM技術的應用

2.1 實施流程

城市綜合體工程智能建造中，整個項目實施全過程中均需貫穿BIM技術的應用。從BIM技術的實際應用來看，同一項目中BIM應用主要涉及三個方面：不同項目參與方、不同項目階段、不同應用層次，而每個方面在項目實施中并非處于獨立的狀態，三者之間是相互影響的，因此在信息方便具有共享與交互的特點。為確保BIM技術在大型城市綜合體工程智能建造中順利的實施，就需要對BIM實施的流程進行明確，如圖1所示。

圖1 BIM應用工作流程圖

2.2 實施過程

（1）BIM應用準備。BIM技術在設計應用中，需做好充分的準備工作，在施工管理方面需組建完善的管理架構，管理體系中需要對工作流程進行明確，對不同人員的責任及分工進行明確，在軟硬件設施方面配備完善。首先，在組織架構方面。根據實際工程特點及需求，組建BIM技術小組，分貝設置組長、組員，組長與副組長通常分別由項目總工程師、項目總工擔任，公司BIM專家擔任顧問。其次，工作流程。在BIM應用實施前，對項目參建各方進行組織，參與專題會討論，對BIM在項目中應用的具體流程進行確定，使項目參加各方都能明確自身的職責，以便在BIM實施過程中都能發揮自身的作用。最后，軟硬件配置。在BIM建模及應用過程中，用到的軟硬件設施主要由3D MAX、Revit、AE、Navisworks、MagiCAD、廣聯達BIM 5D等軟件。

（2）超深基坑土方開挖施工方案優化。在進行超深基坑開挖時，為保證開挖施工的準確、順利實施，開挖前采用BIM虛擬技術，對開挖各個階段的實際工況進行模擬，對不同模擬方案進行對比，選擇最佳的出土路徑，在此基礎上對機械設備、人員的配置進行優化。通過模擬分析，對基坑開挖過程中存在的風險點、危險源等進行識別與發現，提前制定防護與應對的措施；對基坑開挖后的成品做好保護措施，將此作為整個基坑開挖施工中需重點把控的要點。最終，借助BIM虛擬技術，對超深基坑土方開挖方案進行優化與確定。

（3）碰撞檢查。BIM技術在實際應用中，碰撞檢查是主要的應用階段，是借助BIM系列軟件，對工程中的機電、土建、幕墻等專業進行建模，模型建立完成后，進行合模，即對不同專業的模型進行集成。然后，借助BIM軟件中的碰撞檢查功能進行檢測，并出具檢查報告。再通過對報告中呈現出的碰撞點進行科學分析，對報告中合理的碰撞點進行排除，如填充墻砌體與電纜橋架的碰撞。組織參建各方對碰撞點進行討論，并提出修改建議，對建議的可行性提交設計院進行審核。設計院出具變更文件，對存在的碰撞點進行解決，之后才能開始施工，以便減少不必要的浪費，避免對工期產生影響。

（4）機電管線綜合布置。對機電管線進行布置時，首先要遵循的原則是保證機電系統基本使用需求及功能的實現，結合吊頂高度，對合模進行深化設計。管線綜合布置中，對重點部位管線的密集程度要重點關注，如地下室、走道、管井等部位，需遵循“小管避讓大管、水管避讓風管、有壓避讓無壓、電纜位于水管上方”的原則進行布設，達到管線布設錯落有序、多而不亂、走向合理、層次分明、安裝美觀的目的。

（5）凈高分析。本工程在商業建筑方面，定位比較高端，由于商業建筑在投入使用后，計劃引入多個國際高端品牌，而國際品牌在入駐時，對樓層的凈高都有嚴格的要求，一旦樓層凈高達不到品牌在合同中約定的高度要求，則業主會面臨索賠的風險。為了規避此類風險的發生，就需要借助BIM軟件中的凈高檢查功能，結合機電管線布置城固，對各區域凈高分布圖提前進行繪制，為建設單位在招商過程中提供可靠依據。對于部分區域無法滿足品牌對凈高的要求時，則需進行二次深化設計，提升凈高。如圖2所示為機電管線布設中，部分管線高程低于標高控制線，通過二次深化設計后，凈高滿足實際需求。

圖2 二次深化設計

（6）砌體結構排磚深化設計。由于該工程的體量非常大，所以工程實施中涉及大量的砌體結構工程，如果在砌體結構排磚圖繪制中，采用傳統AutoCAD軟件繪制，則工作量非常大，在繁重的繪圖計算過程中也容易出錯。而BIM技術的應用，在砌體結構排磚圖繪制中，借助BIM 5D軟件中砌體結構排磚功能，按照設計總說明及相關要求，在BIM逆行基礎上，在軟件中輸入相關數據，系統能夠自動向每面墻的拍磚圖繪制出來，并對砌體的需求量自動進行統計，同時對相關AutoCAD文件也能同步導出。從BIM軟件中該智能建造功能的實際應用效果來看，使砌體結構排磚設計的工作效率大幅提升，不僅節約了人力、物力，同時工作質量也得到提升。

（7）幕墻深化設計。在進行幕墻模型創建中，采用Revit軟件，該軟件的優勢在于對幕墻里面模型創建過程中，同時幕墻的大樣、平面也同時做好，可直接調用節點，實現了幕墻設計的可視化，設計效率大幅提升。

（8）可視化技術交底。對于大型城市綜合體工程而言，施工中包含諸多重點及節點工程，如高大支模施工、爬模施工等，在技術交底過程中，可借助傳統圖紙配合BIM軟件生成的三維圖進行展示，這樣技術人員與施工人員在進行技術交底工作中，能夠直觀的通過圖紙、模型的觀察來完成技術交底工作，交底工作更加具體、形象，減少了以往單純依靠設計圖紙時容易產生歧義的問題的發生。

（9）實測實量二維碼。在對BIM應用的特點充分利用的基礎上，結合施工現場數據采集，在現場實測實量過程中生成二維碼，提升了實測實量工作的信息化水平。將二維碼張貼在墻、柱上，現場工程師只需要用手機掃滿，實測實量詳細數據就會顯示在手機上，包含構件3D示意圖、構件垂直度、構件截面尺寸、軸線位置、平整度、回彈強度值、混凝土強度等級、檢測人、責任人、班組長及檢測結果等，顯示出的文件可直接保存在手機中，方便工程師隨時查看。同時，數據還能同步到BIM 5D軟件云端，提升了信息、數據的電子化水平。

3 、結束語

通過對BIM技術在大型綜合體工程智能建造中的實際應用情況進行分析，較傳統施工建造相比，BIM技術的應用保證了工程質量的提升、減少了返工情況的發生、節約了材料、提高了施工安全性，實現了建筑工程智能化建造與綠色施工的目標。同時，BIM技術在實際應用中，還存在一些問題，如指令執行不徹底、模型準確性核準困難等，還需將此作為BIM技術在大型綜合體工程智能建造研究中的重點。