高層住宅施工中BIM技術的廣泛應用

曹曉陽

華煜建設集團有限公司 浙江 湖洲 313100

近年來，我國城鎮化建設步伐加快，工程結構形式更加復雜化、多樣化，工程規模巨大，特別是高層住宅施工增加了施工企業的管理和技術難度。將BIM技術應用于高層住宅施工中，可有效解決建筑工程各專業、各階段間信息斷層難題，全面提高高層住宅從施工管理、設計規劃、投入使用全過程的應用效果和信息化水平，最大限度地滿足建設企業的技術需求[1]。

1 BIM技術的價值

BIM技術具有仿真、可視化、協調和優化等特點，該技術可提供并改進可視化功能，提高項目管理的可操作性和直觀性[2]。與此同時，因該技術具有信息檢索優勢，可大大提升生產力，方便對施工文件、供應商等信息的協調、嵌入以及連接方面進行有效管理[3]。除此之外，借助BIM技術能獲取特定材料相關信息、項目要件位置，能降低成本和加快交貨速度[4]。

BIM模型具有關聯性、完備性以及一致性的信息，高層住宅項目各參與方建立和使用單一工程數據源，能提高信息的一致性和準確性，有效破解目前建筑領域信息化的難題；各專業CAD借助BIM模型可得到圖紙設計需要的參數及有關信息，無需數據重復錄入，防止出現數據錯誤、歧義和冗余等問題[5]。

2 BIM技術在高層住宅施工中的應用

2.1 在三維建模中的應用

在高層住宅施工中，利用BIM系統中的多種軟件，如REVIT等進行建模、施工模擬、檢查碰撞、模型施工等多項工作，建立信息化的模型體系，替代原來那種陳舊的平面圖，讓施工項目參與人員能全面地掌握施工設計方案，就算是非專業人員都能通過直觀的方式對項目施工有關情況進行了解，從而實現參觀實體施工現場的良好視覺效果[6]。見圖1。

圖1 三維建模圖形

2.2 在場地布置中的應用

可借助BIM技術把高層住宅建筑施工分為基礎部分、主體部分以及裝修部分等，然后打造動態全過程工程布局方案。借助BIM模型里信息共享功能及LFC數據庫，通過一次建模實現多次應用的效果，然后對高層住宅工程場地進行規劃，并制定各階段的施工方案，可有效縮短時間、節約資源，為整個項目施工提供參考。還能借助BIM技術快速準確反映空間沖突，便于對場地規劃和布局過程在存在的問題進行及時的完善和調整。另外，還可借助BIM技術對施工場地進行現場模擬，對施工現場進行虛擬布排，對施工現場的生活區、作業區等提前進行科學規劃，保證地上、地下已有施工設備、臨時設施、擬建建筑物、堆放材料、管線、庫房、道路、加工區等設施和各場地的布置更趨科學化、合理化，保障場地道路通暢，避免機具和現場材料的二次搬運，滿足安全防火、現場衛生、文明施工和環境保護等工作的需要，切實發揮BIM技術的顯著優勢和巨大作用。

2.3 在核查圖紙和深化設計中的應用

在施工圖紙中常常會存在不同專業間不協調或圖紙前后矛盾等情況，一方作業人員在施工中通常很難充分考慮其他專業或后續工作的相關性，不能盡早發現問題，經常會存在前后作業或不同專業之間的打架現象[7]。在施工前可借助BIM技術對圖紙內容進行核查，利用模擬三維動畫實施檢查，對施工圖紙里出現的問題做到及時發現。還可借助BIM模型輸出碰撞文件，利用碰撞系統模型對綜合碰撞進行檢查，定位各碰撞點，并生成碰撞報告，方便施工人員與設計人員進行交流，運用BIM系統中的三維可視化功能對碰撞點進行及時處理，對在施工過程中有可能發生的管線碰撞、預留洞掩埋、預埋件缺漏、尺寸偏差等缺項錯漏問題提早進行有效解決。與此同時，還有助于可行合理建議的提出，不斷修正和深化設計圖紙，有效防范施工技術風險，降低不必要的損失，避免返工。

2.4 在施工交底中的應用

施工準備階段的施工交底工作非常關鍵，可為技術人員提供現場指導和過程管控提供依據，并且施工作業人員可根據施工交底嚴格控制施工操作和安全質量。借助BIM模型進行施工技術交底，可使高層住宅施工人員對設計意圖、注意事項以及控制質量要點等內容進行全面掌握和了解，能非常直觀地告訴施工人員應怎樣開展施工，施工人員像是在施工現場看見了成品，一說就能懂，運用BIM模型，使施工交底工作變得非常容易，能大大降低施工人員的出錯概率，使施工交底收到事半功倍的良好效果，切實發揮BIM模型的作用和效果。

2.5 在方案論證和優化中的應用

借助BIM技術對施工方案進行模擬演示，可對項目施工方案提前進行有效論證，從而可以及時發現方案中存在的問題，及時完善和調整方案，為施工工作更好地提供指導和服務。

在高層住宅施工過程中，每項工作可能有很多施工方案，但各個施工方案又都存在利弊，可運用BIM技術提前模擬各施工方案，驗證各施工方案的可操作性、經濟性等指標，并根據動畫演示情況對比分析施工方案各個環節具體情況，對施工方案中出現的問題盡可能早地發現，通過有效措施對施工方案進行不斷完善，從而達到最佳的施工效果[8]。

運用BIM建模對高層住宅施工進行模擬演示，可對砌體結構排磚、排布綜合管線、布設支架等各項施工方案進行優化。首先，可借助BIM軟件的編號功能為各墻體進行編號，然后將編過號碼的墻體按照設置砌體的規格、種類、大小灰縫等條件進行依次排布，從而得到相應編號墻體各種不同規格砌體的排布圖、砌筑砂漿的用量等信息，以有效指導砌體施工（見圖2）。其次，通過可視化三維功能，仔細布排各種管線，從而有效避免出現碰撞點，確定管線排布原則，從而得出最優管線排布方案。最后，借助綜合支架功能展示三維支架，實施支架可視化模擬等，對支架進行分層、分區域、分系統布置，對材料用量進行科學計算，在支架安裝前全面做好各項準備事項，另外還可通過BIM系統根據綜合管線排布方案疏導出支架節點圖紙，并可打印出來，對現場施工進行有效指導。

圖2 地下室管線排布及凈高

2.6 在預制件加工、鋼結構深化設計中的應用

利用BIM信息模型對高層住宅的鋼結構進行深化設計，通過較為直觀的三維模型效果圖的方式與設計、業主以及分包單位積極進行洽商溝通，如此一來可大大提高工作效率，并有利于促進商洽成功。另外，利用BIM建模還可及時發現鋼結構在設計方面存在的不合理之處，與設計單位及時進行溝通解決。借助BIM進行信息建模深化對預制件的設計，將預制件3D模型以圖片的方式傳輸給加工制作鋼構件的工廠，如此一來能有效降低加工構件錯誤出現率，實現降低成本、節約工期的良好效果。

2.7 在質量安全管控中的應用

提前借助BIM技術對高層住宅施工過程中的關鍵環節、重大危險源等進行模擬演示，能預知施工過程中的質量安全風險，從而采取有效措施防止發生各種風險，減少出現返工、窩工等情況，提高施工的安全性，保證能高效優質完成各項施工項目[9]。還能利用BIM技術在項目施工過程中查找和篩選高支模，較為直觀地確定高支模的具體位置，嚴格按照專項方案對施工過程進行指導，另外，還可專門安排人員進行跟蹤監控。除此之外，還可借助BIM仿真建模對復雜梁柱節點、預埋預留位置、止水鋼板、后澆帶等進行動態模擬，嚴格實行對施工項目中的關鍵工序和關鍵節點的質量控制，堅決防止發生工程施工質量方面的通病。

根據BIM項目總體計劃的相關規定，明確設置崗位職責，通過將手機與BIM系統相鏈接，施工人員可對施工質量、安全防護、施工節點、施工進展情況等進行現場拍照，并能將有疑問的施工照片上傳到BIM系統，然后與BIM模型中的內容進行比對，從而及時發現存在的問題，盡快地解決這些問題，有效提升施工質量。另外，可利用BE客戶端在質量安全會議上或生產例會上查看施工過程中存在的問題，有利于現場進行交流溝通，便于有效處理解決問題，避免了因文字表述不到位或描述不清楚等造成的異議。

2.8 在進度控制中的應用

首先，借助BIM技術可對高層住宅施工過程進行現場模擬，對施工工序以及組織安排各項工作提前進行優化處理，有效提高工程施工的效率，使工程施工進度加快[10]。其次，借助BIM技術可對施工進度進行適時的更新，做到對工程施工進度情況了如指掌，與施工計劃進行對比，及時查找和發現存在的差距及問題，從而對施工工序、組織安排進行隨時調整和優化，必要時還可對施工計劃進行適當的調整，利用各種有效措施，對施工過程中的偏差及時進行糾正，確保施工工程的進度。最后，借助BIM可及時對高層住宅施工進程進行模擬演示，按照制定的項目施工進度計劃利用模端SP對時間節點進行定義，細化模擬演示各構件施工的進度。利用BIM系統可有效提取材料計劃，提前安排施工人員，提前準備需要的機械設備以及材料等進入施工現場等。

2.9 在成本管理中的應用

首先運用BIM技術構建“時間、3D、WBS”5D數據庫，然后把一些實際成本數據，比如：材料、人工費用、周轉材料等等全部錄入5D關系數據庫，同時將WBS單位工程量也導入BIM成本數據庫中，如此一來就能很快獲取成本匯總、拆分對應等一些數據信息，然后結合這些數據進行認真分析，查看消耗量是否超標，進貨分包單價是否得到了有效控制等，從而實現對項目成本風險的有效控制。另外，還能通過時間、空間以及WBS等多維度對統計分析條件、各種成本報表等進行匯總分析，如此一來，不僅可有效降低成本管控工作量，也能大大增強匯總分析效能，使成本現狀得以及時準確地體現，為高層住宅施工項目進行快速高效決策提供準確詳實的數據參考。

2.10 在協同各方中的應用

高層住宅施工項目參與方可利用網絡進行協同作業，實施住宅工程的各項洽商和協調等工作，有效監控和管理工程施工的質量、安全、成本以及工作進度等，達到施工項目各參與方同時多專業協同工作的效果。

3 結語

總而言之，在高層住宅施工中可將BIM技術廣泛地應用到三維建模、場地布置、核查圖紙和深化設計、施工交底、方案論證和優化、質量安全管控、進度控制、成本管理、協同各方等方面。同時，隨著BIM應用軟件的逐步完善，高層住宅項目的增多，BIM技術會在施工中更充分地展現協調性、可視化、優化性、模擬性以及出圖性等優勢，更好地發揮BIM技術在高層住宅建筑施工中的應用價值和指導作用。