BIM技術在蘭州東湖廣場超高層項目中的深度應用

楊智明，陳斌，杜曉英

（甘肅第六建設集團股份有限公司）

1 引言

隨著我國建筑理念的不斷更新，信息化、智能化、科學化的管理越來越受到各行各業人士的認可和青睞。由于現階段工程多為大型群體工程或單體超高層等復雜工程，工程的管理難度較大、技術要求較高。對于二維平面圖以及文字性的施工方案很難讓人第一時間明白設計意圖和發現設計中的問題、不足，顯然傳統的技術方法不能滿足現如今建筑工程的高要求、高標準。因此，將BIM技術運用于工程施工管理中，能夠很好地解決管理施工方面的問題，優化設計方案，實現建筑信息化、數字化、智能化。

2 項目概況

2.1 項目基本信息

本項目位于甘肅省蘭州市城關區南昌路6號，由甘肅第六建設集團股份有限公司承建，項目總建筑面積約18.5萬m2，造價約8億元，規劃為集購物中心、超高層寫字樓、酒店辦公綜合樓、超市、停車場于一體的綜合體，包含一個整體7層、局部8層的購物中心。塔樓A為超高層辦公樓，塔樓B為酒店、辦公綜合樓，結構形式為框架核心筒結構，商業及地下室為框架剪力墻結構[1]。項目效果圖見圖1。

圖1 項目效果圖

2.2 項目難點

①現場狹小，場地布置與現場物料運輸管理難度大；

②工期緊，鋼骨柱與梁鋼筋節點復雜；

③機電專業全，管道復雜，地下室凈空要求高；

④材料運輸及設備的選型復雜；

⑤現場分包單位眾多，質量、安全及進度協調管理工作量大。

2.3 應用目標

2.3.1 施工管理

近期目標：以此項目作為試點，以模型建立為主，建立場布模型及漫游動畫，并引入BIM5D平臺技術，將虛擬建造結合與現場施工管理相結合，形成初期管理云平臺。

中期目標：將BIM5D平臺投入到項目技術管理、安全質量、工程量計算等工作中，通過APP及PC端同步立體管控現場施工。

遠期目標：將平臺應用拓展到整個施工全周期，全方位輔助施工管理，精細化項目管控。

2.3.2 技術管理

①通過建立企業自己的軟件交互應用規范，使軟件應用更加智能化，根據現場實際情況，擬采用廣聯達BIM5D作為管理平臺，操作更加簡單化。采用翻模插件提高建模效率、細化交互規范，使各專業模型融入一個平臺，避免或減少模型信息和構件丟失。

②針對項目的重點難點，利用BIM可視化、可模擬等優勢，對項目重點、難點區域創建模型、節點，通過三維模型、動畫等形式進行技術交底與方案編制，輔助項目技術管理。

2.3.3 人員

通過試點項目的應用，積累BIM技術應用經驗，提高BIM技術在企業內部的應用率，培養一支綜合能力強的BIM團隊，并通過不同專業的應用，使BIM實施人員向更加專業化、精細化發展。

以此項目BIM應用在施工中的落地，總結成熟的經驗，在項目上進行推廣。項目部要形成善用BIM、會用BIM的技術團隊，使BIM應用逐漸成為一種管理模式、一種改進手段，積極應用此項技術。公司領導需要知道并重視BIM的實施，通過領導的重視與推進，才能使BIM技術在項目中真正運轉起來。

2.3.4 應用方法

通過試點項目BIM技術的應用，總結整理BIM技術在應用過程中出現的問題、應用方式，以及應用過程中的不足與誤區。編制BIM技術與BIM5D應用手冊，為其他項目應用BIM技術提供參考[2]。

3 BIM應用方案

3.1 應用內容

根據本項目特點與難點，結合集團公司對本項目的預期目標，BIM技術應用具體內容如下。

1）技術應用

①依據國家標準與企業建模標準進行本項目全專業模型的建立，提前發現并解決圖紙中的錯、漏、碰、缺，并對其優化。

②對機電模型進行管綜優化，重點對地下室（無梁樓蓋板與設備機房）、首層、標準層進行碰撞檢測與優化，提高樓層凈空高度，結合結構模型進行孔洞精確預留，優化管道走向與支吊架位置，并出圖指導施工。

③本項目為鋼框架混凝土結構，鋼骨柱與鋼筋、多梁相交部位較為復雜，對鋼結構與鋼筋節點進行建模并優化，優化鋼筋排布并提前預留穿孔與錨板，提高現場工作效率。

④因本項目周邊為民房，僅有基坑周邊狹窄的部分場地可以使用，利用BIM技術進行三階段的施工場地策劃，提高施工現場場地利用率。

⑤重難點方案利用BIM進行策劃、模擬與專家論證，制作三維可視化交底視頻與720o全景圖，結合二維碼將應用成果落地到施工現場。

2）管理應用

結合廣聯達BIM5D管理平臺對施工過程進行管控，收集施工過程資料、協調參建各方解決施工過程中出現的問題，合理有效地全方位管控施工進度、資源、質量、安全。全員參與管理平臺的應用，利用平臺整理匯總的數據資料輔助管理層決策，生成的二維碼實現資料共享與無紙化辦公，將BIM應用成果落地到施工現場中。

3.2 應用方案的確定

3.2.1 軟硬件配置

本項目專職人員成立BIM工作室，配備有I7與GTX1080的臺式電腦五臺，高配置外星人筆記本兩臺。具體配置不再復述。

配置的軟件：Revit2016、MagiCAD、Navisworks Manage2016、Lumion8.0、Fu‐zor、廣聯達BIM5D管理平臺等。

3.2.2 組織架構（見圖2）

圖2 項目BIM工作小組組織機構圖

3.2.3 BIM團隊職責及崗位職責（見表1）

表1 BIM團隊職責及崗位職責表

3.2.4 實施順序

①BIM組、項目部其他管理人員共同參與，通過不同實施方向共同進行BIM技術在本項目中的應用。

②針對BIM技術難以落地的問題，制定BIM應用方案、應用制度，明確不同崗位的職責與分工，并與廣聯達共同制定BIM落地應用聯合推動方案，確保BIM技術在項目中能夠真正落地、體現價值。

③定期編制BIM應用階段性成果總結與下階段工作計劃，周例會使用BIM5D平臺匯總整理數據，發現問題并制定針對性整改措施。

4 BIM實施過程

4.1 實施準備

1）擬定項目級BIM實施方案與管控制度

針對本項目BIM應用目標以及重難點、質量、安全、文明施工、綠色建造等要求，編寫項目級BIM應用實施方案，細化項目應用點的內容。同時，制定不同專業的實施管理制度，確保項目BIM技術的規范化應用，明確BIM成果交付的具體要求。

2）模型標準

項目按照六建集團BIM建模規范進行模型建立，包括構件族、機電樣板、不同系統RGB編碼、模型精細程度、模型繪制要求、族與構件名稱要求等。同時，統一模型在各軟硬件之間的傳遞規則，保證信息的完整。制定設計變更對模型更改記錄模式，保證模型的時效性。

3）明確BIM成果要求

在本項目中，BIM技術應用產出的成果文件主要包括結構、建筑、鋼結構與鋼筋、機電管綜、幕墻等專業模型文件，碰撞檢測報告、圖紙會審記錄、BIM5D過程資料、可視化交底文件、導出的各專業圖紙、施工方案等。

4）公司管理族庫的創建

在項目BIM實施開始時，根據六建集團BIM技術發展規劃，通過建立符合企業VIS識別要求的場地布置族、各類構件族、機械設備族等等，通過建立網頁端BIM族庫平臺做到企業內部資源共享，利用已創建好的族文件提高建模效率，并不斷整理補充企業所需的各類族文件。

5）人員培訓

組織企業各個項目BIM實施人員進行培訓，根據實施人員技術水平，分為基礎班與提高班，主要培訓內容包括軟件操作、硬件知識、建模標準、項目應用思路、動畫制作、視頻剪輯等等。

6）過程控制

定期開展BIM專題會議，即項目現場問題協調會，有效落實工作分工、協同以及重難點問題的高效處理。依據本項目的建設標準及管理目標，進一步建立項目BIM過程監管及應急預案體系，結合獎懲激勵制度規范項目建設，保障本項目順利開展及圓滿建成。

4.2 實施過程

4.2.1 場地布置模擬及優化

應用BIM技術直觀可視化的特性，解決了現場平面布置的問題。在三維空間中劃分不同區域，分階段創建場布模型，依據施工平面布置原則布置各種臨時設施與現場道路，并滿足企業VIS標準與安全文明工地的需要，導出平面圖指導現場布置。同時，根據施工部署將鋼結構、幕墻、內裝、主體等垂直交叉作業按進度模擬，規劃現場布置及垂直交叉作業防護模擬，確定懸挑防護棚位置，精準控制現場動態布置，明確安全管理重點，并利用BIM5D管理平臺進行定時巡查，保障施工安全（見圖3）。

圖3 場地布置與BIM 5D巡視

4.2.2 機電管綜優化與孔洞預留

因本項目專業多且結構復雜，通過全專業模型的建立，使用Navisworks進行整合、碰撞檢測并出具報告，與設計院溝通并解決，避免返工，節約工期，共計找到并優化碰撞17411個點位。導出成為單專業平面圖與全專業綜合圖，現場以此為據進行施工。以優化后的管道位置、標高、間距，確定支吊架的型式，綜合考慮管道間距、外徑、保溫、重量等因素，通過Magi‐CAD優化布置并驗算其可靠性，實現安全、美觀、經濟的效果。

4.2.3 復雜節點鋼筋優化與方案可視化交底

本項目是型鋼混凝土結構，通過對鋼結構、鋼筋的模型創建，優化型鋼的開孔位置與數量，通過BIM可視化的優勢進行型鋼與梁節點的優化與排布，解決鋼筋錨固問題，節約鋼材、避免返工。對復雜節點創建可視化交底視頻，通過視頻對施工員、班組進行交底，不像以前的交底只是依靠聽文字內容來想象，通過直觀的視頻動畫，加深交底印象，提高交底的有效性（見圖4）。

圖4 復雜節點鋼筋優化

針對本項目重點、難點區域，對復雜區域進行建模，利用BIM可視化的優勢進行技術交底，能夠讓操作班組更清晰工藝流程和質量控制要點。針對重難點的保障措施，在施工前就提前控制，以保證質量一次成優。在專家論證過程中，應用模型+方案形式，對提出的問題在模型中記錄，會后統一修改。

4.2.4 材料精細化管理

在場布模型中提前規劃材料堆場，提前考慮場內轉運與管理。作業面以60m2～100m2分區編號，編號采用樓號-層號-分區號形式。利用BIM技術將二次結構精細化排布，提取所需砌塊數量，并對不規則砌塊進行工廠加工。設備選型時，詳細了解施工電梯噸位及電梯籠大小，規劃砌塊打包規格并進行編碼。通過將打包砌塊以卡車—叉車—施工電梯等機械設備一步到位至作業面分區，并定制鋼托盤避免運輸損壞。通過機械代替人工，提高運輸效率，精細化提量并分區減少周轉次數（見圖5）。

圖5 砌體材料精細化管理

4.2.5 室外綜合管網的優化設計

按照室外景觀園林的設計圖紙，進行室外給水、雨水、污水、消防及化糞池、消防接合器、室外消火栓等的設計與優化，并將雨水井、化糞池、檢查井，管道等進行參數化建模，通過輸出構件明細表輔助計算工程量及提取材料計劃。

4.2.6 BIM管理平臺的綜合應用

現場項目部管理人員發現問題直接使用移動端APP記錄和拍照上傳問題，并制定責任人，質量安全部門通過BIM5D平臺生成的整改通知單形成管理閉環[4]。針對每條問題是否整改以及進程查看，讓工程質量安全管理有跡可循、精準管控。項目采用現場信息化管理，利用管理平臺的問題記錄、通知、分類、匯總等功能的結合應用，信息快速傳輸，達到項目精細化管控的目的。

依托BIM5D管理平臺，將三維模型與時間線、成本線進行關聯，綜合考慮多維度中存在的問題，在平臺中管控每日進度落實情況，并與進度計劃進行對比，以滿足施工進度的管控與預警目的。

利用BIM的信息性和協同性，達到實時追蹤物料信息的目的，設置構件出廠、進場驗收，構件堆放、安裝以及安裝質量驗收等節點。通過二維碼管控從材料發出、路途跟蹤、到場驗收、安裝完畢的全過程追蹤（見圖6）。

圖6 BIM 5D管理平臺應用

5 結語

5.1 效果總結

本項目采用BIM技術與BIM5D管理平臺，達到了項目精細化、信息化管理的要求，重點部位一次成優，有效避免返工，節省了工期及成本。本項目鋼骨柱與鋼筋節點、凈高優化、重難點方案模擬與可視化交底、砌體精細化管理的價值尤為明顯，凸顯企業技術實力的同時，還獲得了省市主管部門、建設單位的一致好評。應用BIM5D管理平臺實現了全方位集成管控，改變了項目傳統管理模式，為工程建設信息化管控提供參考，精細化項目過程管控。

5.2 方法總結

5.2.1 應用方法的總結

六建集團通過在本項目BIM技術的試點應用，總結修訂六建集團BIM建模規范、Revit與BIM5D交互規范，編制BIM成果交付要求、BIM5D管理平臺應用實施指南、BIM5D聯合推動方案、標準化BIM實施方案等成果文件。上述文件充分考慮工程項目實際情況及應用點，建立統一、開放、可操作的全生命周期BIM技術應用標準。不斷補充完善企業族庫，建立了六建集團網頁端BIM族庫平臺，并推廣到全公司進行使用。

總結了本項目BIM技術與BIM5D應用過程中的經驗教訓，編制BIM實施指南，形成可推廣的經驗和做法，提升企業在工程中應用BIM技術的內在動力與需求。

5.2.2 人才培養的總結

本項目通過建立BIM團隊，引導推廣了BIM技術在項目的全面應用，鍛煉了團隊人才，先后有10人通過BIM等級考試，項目50名管理人員每人一個BIM5D賬號，全面使用BIM技術。

建立公司BIM培訓機制與BIM人員的選拔制度，結合微信平臺進行BIM技術的長期培訓，為公司全面推廣應用BIM技術儲備了人才，并將BIM實施人員向更加專業化、精細化發展，打造出一支綜合能力強的BIM團隊。