BIM技術在建筑工程項目施工中的應用分析

占羅龍，李軍軍，劉文 （豐和營造集團股份有限公司，江西 南昌 330000）

0 前言

BIM技術是適應當今建筑行業發展的新技術，隨著現代建筑行業飛速發展，傳統建筑管理方法和技術逐漸被新技術所替代。BIM技術的出現，打破了工程項目傳統建造的模式和格局，應用該技術可以在建設前利用虛擬的信息模型，對目標提前進行全周期預估和評測，大大地提高了建設質量和減少了資源浪費。BIM技術可以主動與虛擬現實技術及人工智能技術等先進技術內容進行融合使用，完成對工程項目數字化與立體化的應用表達，可以有效提高施工動態管理水平[1]。三維可視化是BIM技術所具備的主要特點之一，對于工程本身益處頗多，通過這一特點能夠實現管理人員對于工程本身的操控，由此在確保施工進度的前提下，進一步提升工程的施工質量[2]。BIM技術對于整個工程項目來說，所有的信息都可以共享，為項目從建設到拆毀的全生命周期的所有決策提供了可靠的依據。在項目不同的實施階段，各個模塊協同方可以在BIM中插入、提取、更新和修改信息。BIM技術在項目建設過程中是一個動態的過程，可以提前預知和評估，再進一步修改。國內很多高校已經開設學習BIM的教學課程，BIM技術作為當前建筑設計最先進的技術之一，將其很好地應用到高校的實踐教學中，對培養出適應社會需求和時代發展的應用型人才尤為重要[3]。目前，BIM技術還沒有大范圍的推廣，不夠成熟和完善，沒有形成統一應用規范和標準。如果想要推進BIM技術在建筑行業的快速穩定發展，還應不斷對BIM技術進行相應探析，使其深入建筑行業，促進建筑事業的進一步發展[4]。在整個工程項目建設過程中通過數據集成、系統集成及應用集成實現BIM與業務的深度融合，實現安全、進度、質量、計量等方面的管理效率提升，節約項目成本，加快施工進度[5]。

1 工程項目實例

1.1 項目概況

項目為西南地區某高校基礎建設重點項目，也是該高校為改善教學環境和提升教學質量而專門籌建的重點項目。項目規劃用地18830.00m2，總建筑面積44962.25m2，地上建筑面積32178.21m2，地下建筑面積12784.04m2，地上6層，地下 1層，建筑高度為34.35m，采用框架剪力墻的結構形式，二類高層建筑，抗震設防烈度7度，設計使用年限為50年。項目建成后主要的功能為多功能大廳、露天廣場、創新創業及新能源研發中心、會議室、多媒體室、辦公室、車庫。項目效果圖如圖1所示。

圖1 項目效果圖

1.2 項目建設難點

本工程項目由多功能廳、創新創業及新能源研發中心以及露天廣場組成。2層板面標高以上劃分為A、B、C三個結構單元，露天廣場為一單個結構單元（D結構單元），為典型的大地盤多塔式結構。受場地周邊降水影響，地下水埋深大。受場地周邊降水影響，對擬建場地工程地質環境影響較大，尤其是對卵石土的原位測試成果有較大影響。A區存在一個1596個席位的多功能廳，多功能廳桁架屋面標高從 23.95m～29.7m，不易施工。A區鋼結構旋轉樓梯施工精度要求極高。C區南面大跨度喇叭口大面積鋁單板施工難度大，施工高度為39.81m。各區段層高不斷變化，管線安裝極為復雜。B區四層至六層存在大跨度廳堂的高支模施工，B區鋼結構樓梯吊裝焊接施工難度大。

1.3 應用BIM技術的意義

本項目結構較復雜，結構形式多樣，異形面、不規則面多，屬于大型單體公共建筑。獨立基礎、墻下條形基礎、筏板基礎，基礎形式多。利用BIM三維信息模型可以對施工難度大及不規則的部位提前制定實施方案，改善了施工過程中的質量。利用廣聯達或者宏業等造價模塊植入，可以對各個階段的資源配置進行有效的控制，極大地節約了成本。機電管線模型，面對如此復雜的管線布置關系，管線碰撞問題很好地得到了解決，讓管線的布置更加科學、更加合理。項目工程Revit結構模型圖如圖2所示，項目工程Revit建筑模型圖如圖3所示。

圖2 Revit結構模型圖

圖3 Revit建筑模型圖

2 施工質量控制

在施工之前，根據地勘報告和場地環境，建立BIM三維場地基礎模型，對編制土方開挖方案有非常重要的指導意義。在施工過程中，設計藍圖為平面圖紙，對于復雜的部位施工人員很難有空間想象，將項目結構模型導入到手機軟件中，在現場對比施工藍圖可以隨時查看結構三維模型，直觀的三維展示很大程度上降低了施工難度，能很好地把控施工質量。在管線安裝過程中，通過BIM進行三維校對后，很多在設計階段中隱藏的碰撞和沖突都可以被及時發現[6]。利用結構和建筑三維模型，A區1-11軸23.65m標處大梁原設計不滿足后期功能使用要求，進行了設計變更，增加了牛腿柱，減少了后期處理的困難。利用結構Revit模型很大程度上加快了對A區1596個席位的座椅通風孔的施工，調高了孔洞預留設精度，如圖4所示。

圖4 座椅通風孔定位施工圖

3 施工成本、進度控制

和傳統進度管理模式相比，BIM技術具有協調性好、資源配置合理、動態性和整體性控制好等優點。本項目樓層高度變化大，按照傳統建設模式模板反復利用具有挑戰性，鋼筋采購、模板采購、各分區及工種人員配置方面根據造價算量模型作為指導，減少了資源浪費，節約了成本。BIM技術信息數據有助于優化結構設計，對建設工程節能環保有很大的幫助。在現場實際施工中資源動態控制是非常關鍵的工作，有這BIM可視化信息動態管理，可以隨時非常直觀地反饋現場資源配置情況，可以合理地分配勞動力和建筑材料，可以說在成本控制方面，BIM技術是傳統建筑經驗和模式難以比擬的。根據場內總體布置和結構構成，利用BIM信息技術可視化功能，將工程項目模型劃分為A、B、C、D四個建筑分區，根據各區施工內容和施工難易程度整體協同安排，隨時調度可用人力和資源，使得各個施工面不產生交叉沖突，科學合理地推進整個建設進程，大大提高了施工效率和施工進度，相較于傳統的工程建設模式和方法，極大程度上為項目贏得了寶貴的建設工期。BIM技術是一個整體系統，各個部門之間的數據共享，減少了溝通上繁瑣的程序和失誤，具有很強的協調性。

4 結語

近十年，建筑行業發展是一個科學與技術的發展，傳統的建設理念和模式將會被時代淘汰，普及BIM技術將會是發展必然的結果。BIM技術還在起步階段，有很大的上升空間。利用BIM技術對工程項目的質量、成本、進度甚至項目生命全周期內進行控制顯得尤為重要。我們國家已經有很多成功的例子，可以說沒有BIM技術很多大型項目是無法完成建設的。目前，國家非常注重BIM技術領域的人才培養，全國很多高校將BIM學習歸納到學生課程表里，為國家培養出高技術、高能力的建筑人才起到了關鍵的作用。