BIM 技術(shù)在某房建施工監(jiān)理工作中的應(yīng)用

武 濤

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，天津 300220）

引言

上海洋山港四期房建工程包括綜合辦公樓、中控塔、候工樓、連廊、室外場地等項目，建筑面積21 349.74 m2，室外場地面積19 000 m2。除眾多的結(jié)構(gòu)物及多樣化設(shè)施設(shè)備外，水、電、通信、空調(diào)等管線、井（口）也非常集中、錯綜復(fù)雜。在任務(wù)重、工期短、標準高的情況下，房建監(jiān)理結(jié)合傳統(tǒng)監(jiān)理工作模式，通過BIM 后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，利用CAD 繪圖、工程模擬、決策優(yōu)化、可視頻化、無線視頻甄別等相關(guān)技術(shù)軟件，形成最終成果數(shù)據(jù)，在BIM 系統(tǒng)中進行各專業(yè)的統(tǒng)一儲存、檢索、調(diào)用，將這些分散的專業(yè)技術(shù)整合到一起，提高了各專業(yè)技術(shù)的準確化、系統(tǒng)化、決策化、快速化。

傳統(tǒng)的監(jiān)理工作方法中監(jiān)理工作模式單一，主要采取現(xiàn)場巡視檢查的方式，針對在現(xiàn)場監(jiān)查、控制、協(xié)調(diào)等方面發(fā)生的難點重點采取預(yù)控措施 。工程上日常的信息溝通往往采取二維視圖、手工填報、人工傳遞等方法。一旦出現(xiàn)參建各方溝通的誤解、遲緩，可能導(dǎo)致眾多的工程信息處理不及時、不能有效共享，致使工程管理決策所需的支持信息不完整、不充分。因此，將信息技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)理現(xiàn)場工作中是十分必要的。

1 采用BIM 技術(shù)進行監(jiān)理工作的優(yōu)勢

1.1 可視直觀化

傳統(tǒng)的CAD 模式是在建立二維的線條后，在大腦中構(gòu)想成三維圖形，難免會出現(xiàn)錯誤、遺漏、矛盾、缺失等問題，從而增加不必要的設(shè)計變更；而融入BIM 技術(shù)的工作環(huán)境下，項目設(shè)計、實施、運營過程中的匯報、溝通、決策等工作，都能利用BIM 技術(shù)，在系統(tǒng)中可視化的進行，使各項工作更為準確、直觀的高效率圓滿完成。如機電綜合管線圖，見圖1。

圖1 BIM 技術(shù)監(jiān)理可視化模型示意圖

1.2 便捷高效化

利用在施工現(xiàn)場關(guān)鍵工序、節(jié)點、時段、人物等素材的實時拍照、錄像，再分解、組合并與已建立的BIM 模型進行對照分析，可以及時的發(fā)現(xiàn)工程中的缺陷及問題，極大地減少了在隱蔽工程中暴露的質(zhì)量、安全問題造成的返工情況，從而避免了可能隱含的質(zhì)量、安全隱患，提高了施工質(zhì)量、安全、及效率。

1.3 信息完備化

通過對施工現(xiàn)場信息積累、完善而建立的BIM模型中，包含了工程建設(shè)過程中預(yù)設(shè)、發(fā)生、修改的所有信息和資料，參建各方都能夠隨各自的需求和目的隨時進行查詢，并通過BIM 協(xié)作平臺，在施工過程中進行所需信息和資料的共享，進一步避免了由于信息、資料溝通或傳遞的不及時、不完整，從而導(dǎo)致的信息滯后、缺漏問題。

2 運用BIM 技術(shù)在施工監(jiān)理中提出優(yōu)化方案

通過運用BIM 技術(shù)在圖紙會審與設(shè)計交底、審查施工方案、審查材料設(shè)備構(gòu)配件的質(zhì)量證明文件、見證取樣與平行檢測、質(zhì)量（進度、造價、工程變更）管理、竣工驗收與工程維修期服務(wù)等方面進行分析與研判，在實際工作中分別從設(shè)計圖紙、施工方案、施工平面布置、施工垂直運輸、安全防護措施、模擬施工、優(yōu)化施工流程等幾個方面提出了優(yōu)化方案建議。

2.1 對設(shè)計圖紙的優(yōu)化

根據(jù)以往施工經(jīng)驗結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)特點，11 層以上外挑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化為鋼結(jié)構(gòu)，核心筒采用型鋼混凝土與鋼結(jié)構(gòu)相連，改現(xiàn)場澆筑混凝土為工廠預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)，見圖2。

圖2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

2.2 對施工方案的優(yōu)化

通過計算、驗證、設(shè)計，將原方案中的錨固式懸挑腳手架優(yōu)化為支撐式腳手架，見圖3。

圖3 腳手架優(yōu)化方案

2.3 對施工平面布置和安全防護措施的優(yōu)化

針對施工場地平面布置，考慮安全防護措施進行了優(yōu)化設(shè)計，如圖4。

圖4 施工場地布置優(yōu)化方案圖

2.4 對局部方案的節(jié)點施工流程、安裝順序的優(yōu)化

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)施工特點，結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)條件和安全要求，通過三維可視化分析，對層間窗方案的節(jié)點、施工流程、安裝順序提出建議優(yōu)化，見圖5。

圖5 層間窗施工工藝優(yōu)化方案圖

2.5 對垂直運輸設(shè)備的優(yōu)化

將原施組中的塔吊優(yōu)化為ST60/15 截臂塔，達到滿足現(xiàn)場使用、保證安全、降低成本的目的。并利用建筑物內(nèi)部正式消防電梯作為臨時電梯，為砌體結(jié)構(gòu)施工和裝飾裝修運輸施工人員和材料，見圖6。

圖6 垂直運輸設(shè)備優(yōu)化方案

2.6 對施工流程的優(yōu)化

1）使用Revit 和Navisworks 軟件，模擬整個施工工況和流程，提前對施工中存在的問題和風險進行分析，并逐一解決。確保在復(fù)雜的施工過程中，所有工序正常施工。應(yīng)用BIM 技術(shù)，建立三維的現(xiàn)場場地平面，可以形象直觀的模擬現(xiàn)場的安全文明施工情況，實現(xiàn)現(xiàn)場平面布置的靈活高效，及時有效避免錯誤的發(fā)生，減少返工，降低成本。圖7 為施工場地布置三維透視圖。

圖7 施工場地布置三維透視圖

2）從平面和立體兩方面優(yōu)化施工順序和流程。在平面上，對核心筒結(jié)構(gòu)施工順序流程分解，對每道工序進行優(yōu)化。在中控塔狹小的施工作業(yè)平面上，組織流水施工；在立體上，結(jié)合施工內(nèi)容，不同工序的流水節(jié)拍、施工部位等因素，在采取安全措施的前提下，對施工工況進行優(yōu)化，實現(xiàn)建筑物立體同步施工。即1-10 層進行窗戶安裝和外墻涂料施工；11-12 層進行鋁板安裝施工；13-17 層層間窗龍骨與鋼結(jié)構(gòu)錯層施工；核心筒混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)錯層施工。

3）核心筒外墻模板由木模板優(yōu)化為鋼模板。由于木模板使用次數(shù)只有3～4 次，使用多次后，表面有一定損壞，影響混凝土觀感質(zhì)量；木模板加固時間長，影響施工進度。使用鋼模板后保證了混凝土工程質(zhì)量與施工安全、加快了施工進度，降低工程成本。

2.7 建議及改進

1）勁性鋼柱為保證定位精準，增加臨時八字支撐和環(huán)形支撐鋼梁。在施工過程中，發(fā)現(xiàn)八字支撐對模板安裝影響較大，改進為在600 mm 厚墻體內(nèi)支撐，見圖8。

圖8 支撐改進方案

2）為了加強混凝土養(yǎng)護，創(chuàng)新墻面自動養(yǎng)護系統(tǒng)。既提高混凝土養(yǎng)護質(zhì)量，又可以節(jié)約用水，節(jié)省人工，達到綠色環(huán)保的要求。

3）鑒于上海地域氣候特點，在塔吊上安裝自動測風儀，隨時掌握風力對施工影響，合理安排施工作業(yè)，確保施工安全，見圖9。

圖9 移動設(shè)備實時監(jiān)控示意圖

4）為保證高空實體施工效果，采用制作實體模型樣板的形式，模擬高空作業(yè)中的各項工序工況、分析施工中存在的安全風險，在施工現(xiàn)場的西側(cè)以15 層1:1 比例做一個樣板施工區(qū)，見圖10。

圖10 實體模型樣板施工區(qū)

3 效果分析

通過監(jiān)理采用BIM 技術(shù)對施工過程提出的合理化建議，增強了傳統(tǒng)監(jiān)理工作模式的管控能力，提高了工程質(zhì)量與施工安全，加快了施工進度，降低工程成本。

1）優(yōu)化設(shè)計后，11～17 層縮短工期187 天，見表1。

表1 分層澆筑時間記錄表

2）工程成本降低了289.47 萬元，見表2。

表2 優(yōu)化設(shè)計后成本統(tǒng)計表

3）通過BIM 技術(shù)在房建監(jiān)理工作中的運用，提高了青年員工的專業(yè)技術(shù)水平、質(zhì)量意識、問題意識、改進意識、解決實際問題技巧和團隊合作的精神，為以后同類型監(jiān)理工作積累了有益經(jīng)驗。

4 結(jié)語

1）BIM 技術(shù)的自動算量功能可提升計算客觀性與效率，還可利用三維模型對規(guī)則或不規(guī)則構(gòu)建等進行準確計算，無論是效率、準確率還是客觀性上都有保障。BIM 技術(shù)的應(yīng)用改變了工程監(jiān)理管理中工程量計算的繁瑣復(fù)雜，節(jié)約了人力物力與時間資源等，讓監(jiān)理工程師可以更好的做好風險評估與咨詢工作，參與進行精度更高的預(yù)算控制。

2）BIM 技術(shù)的應(yīng)用有利于項目全過程各個階段監(jiān)理管理工作。建筑工程全過程監(jiān)理管理貫穿決策、設(shè)計、招標投標、施工、結(jié)算五大階段，每個階段的管理都為最終項目投資效益服務(wù)，BIM 模型可提供準確的數(shù)據(jù)，提升效率，減少經(jīng)濟糾紛。利用BIM 技術(shù)可發(fā)揮其自身優(yōu)越性在工程各個階段的監(jiān)理管理工作中提供更好的服務(wù)。