庄 建

中国葛洲坝集团第二工程有限公司,四川 成都 610091

0 引言

近几年,建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术逐步成为提升企业核心竞争力的重要手段之一。通过发挥BIM可视化建筑信息模型的信息集成和管理技术,大力实施工地智慧化管理,可全面提升项目高效履约和价值创造能力。应用BIM技术,可实现项目施工的信息化、流程标准化,提前发现和解决施工进度、质量、安全问题,实现质量、安全、进度、成本等管理的协调统一。此外,通过BIM技术进行管线综合排布,可提前解决管线交叉碰撞问题,避免返工,确保工程质量。本文以某建筑项目为例,介绍了BIM技术在工程施工中的应用。

1 工程概况

眉山某住宅项目总建筑面积约16.17万m2,共有54栋楼,其中有7栋为高层,47栋为多层。工程效果图如图1所示。

图1 工程效果图

该项目施工存在以下重点和难点:项目的电梯、消防、弱电、室外等工程由专业单位施工,分包项目多、交叉施工作业频繁,施工期间各专业、各分包单位的配合与协调是本项目的重点之一;桩基长度不确定,成本控制风险大;项目由7栋高层、47栋多层及地下车库等组成,工程分区分界面实施先后施工,现场总平面管理是重点;项目的地下室结构复杂,机电专业多,对机房、通道管道排布要求高。

2 BIM应用过程

公司BIM中心和项目部主要成员一起组成项目BIM团队,项目模型创建由BIM中心人员完成,项目部技术、商务、物资、安全、质量等人员主要实施BIM技术应用。BIM组织机构如图2所示。此外,项目部还成立了“BIM+智慧工地”领导小组,明确了各岗位的职责分工,确保BIM技术真正的在项目落地使用,执行有效。

图2 BIM组织机构

项目充分利用BIM技术三维可视化、可模拟性、构建级信息组织、信息集成性等特点,在技术、安全、质量、进度等维度,通过设计纠错、管综优化、塔吊布置优化、桩基预判分析、施工模拟、墙体排砖深化等应用点的实施,满足了项目精细化管理需求。

2.1 BIM在技术管理方面的应用

2.1.1 设计查错

项目从模型搭建过程中发现图纸设计问题共129条,经整理一并归入图纸会审记录中,在设计交底和图纸会审会上与设计单位沟通,将问题提前提出并解决,避免返工而导致的工期延误。图纸会审记录如图3所示。

图3 图纸会审记录

2.1.2 机电管综优化

创建了地下室管综模型,并进行了综合排布及碰撞检测,形成碰撞检查报告,对典型的碰撞问题在施工前加以调整,转为CAD施工图用于指导现场施工,减少拆改、返工现象的发生。本项目地下室机电管综碰撞检查及综合排布模型见图4和图5。

图4 地下室机电管综碰撞检查

图5 综合排布模型

2.1.3 塔吊布置优化

本项目为群塔施工,且场地高程差最大为12 m,当塔吊较多时,易出现塔吊碰撞或塔吊位置、高度不合理等情况,利用BIM技术对多塔施工现场进行碰撞方案模拟,优化节省2处塔吊的标准节数量,优化2处塔吊位置。本项目塔吊位置优化前后对比模型见图6。

图6 塔吊位置优化前后对比模型

2.1.4 桩基预判分析

传统施工过程中确定桩基长度方法是根据地勘定位,将地形分为多个水平面进行计算,精度有限且人为干扰因素较大。项目通过BIM技术生成三维持力层模型对3 300根桩基进行预判分析,与传统预判的桩基长度平均相差仅0.318 m,工作效率高,能相对准确合理,同时也能减少人为因素影响。

2.1.5 施工模拟

施工工艺模拟是依据施工方案,通过模型搭建,把二维的平面图模拟成真实的三维空间,同时依据方案中的要点添加文字、图片及语音描述。BIM施工工艺模拟,较传统方式更加直观和简洁。本项目中针对基坑工程、地下室、砌体施工等进行了大量的模型深化和模拟动画制作。项目砌体施工工艺模拟见图7。

注:构造柱模板宽出构造柱两边各10 cm,顶部设置喇叭口,模板使用对拉螺栓锚固,喇叭口高度应高于构造柱,方便浇筑。

2.1.6 墙体排砖深化

根据现场情况设置砌体规格、灰缝厚度、错峰长度等参数。一键智能排砖,从而代替手工排砖,并且图例形象生动,指导现场施工,快速统计材料量并生成报表。本项目墙体排砖深化模型见图8。

图8 墙体排砖深化模型

2.1.7 场地布置

根据项目场地情况,结合项目施工组织安排,基于BIM设计各阶段项目材料堆场、临时道路、垂直运输机械、临水临电、CI等内容的平面布局;同时对现场办公区、生活区进行规划布置,保证施工现场空间上、时间上的高效组织。本项目办公区场地布置模型见图9。

图9 项目办公区场地布置模型

2.1.8 工程量查询

以Revit模型为基础,快速提取所需要的实时工程量,精确提料,限额领料,减少浪费。

2.1.9 可视化技术交底

在技术交底方面,将Revit中发现的问题、设计变更和重点难点节点等,直接导出模型节点,对现场人员进行三维书面交底,同时可以利用Fuzor软件制作成视频对现场人员进行交底,可使复杂的问题简单化,使抽象的问题直观化,从而使每道工序更易理解。

2.2 BIM在进度管理方面的应用

在BIM进度管理系统(BIM5D、Iworks等)中将模型与进度计划进行关联,形成4D进度模型[1]。在进度执行过程中,通过系统填报现场实际进度,与计划进行对比,分析进度计划完成情况,通过模型直观展示进度提前、正常与延迟,针对延迟的进度,采取措施进行纠偏;同时管理系统所具备的自动分析预警机制为项目决策提供了便利。

2.3 BIM在质量安全管理方面的应用

现场施工人员通过手机app上传质量安全问题关联BIM模型后并发送给相关责任人,相关责任人对质量、安全问题按照整改要求进行限期整改并回复后形成闭环。建立隐患排查、日常巡检等多要素管控,可查询可追溯。手机端安全质量管理见图10。

图10 手机端安全质量管理示意图

3 BIM应用效果

在三维建模过程中进行“错漏碰缺”检查,避免后期施工不必要的返工情况,节约工期。在机电工程施工前对机电管线进行综合调整,通过预留孔洞优化、预埋件位置定位、净高优化控制、检修操作空间控制等一系列工作进一步减少返工情况。

通过BIM模型对土方开挖、混凝土等工程量进行统计,以计划材料采购进场、消耗等,严格控制成本,防止材料采购过多、材料浪费等现象发生,并根据材料进场消耗和现场施工实际情况来提前计划材料采购。

运用BIM技术来辅助核算各个分包单位、分包对组的结算工程量,杜绝谎报、瞒报工程量的现象发生,防止了项目部利益遭受损害。

4 结束语

首批试点项目BIM技术应用实践为公司后续其他施工项目树立了标杆,为公司BIM技术发展积攒了宝贵经验。现场运用BIM技术、“BIM+智慧工地”平台进行施工管理,促进了项目信息化、精细化管理。利用BIM技术对管理人员、作业人员进行更直观的可视化交底,从而促进工程项目施工质量的提升[2]。