BIM 技術在大體積筏板混凝土澆筑過程中的探索應用

劉軍生 王寶玉 石 韻 田 園 曹曉輝 韓大富 吳 延

(1.陜西省建筑科學研究院，陜西西安 710042;2.陜西建工集團總公司，陜西西安 710003)

引言

建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程項目的信息數據作為模型的基礎，進行三維可視化模型數據庫的建立［1］［2］。它具有可視性、協調性、模擬性、優化性和可出圖性等特點［3］。它是一個建筑工程項目的集成管理平臺，可以使其在各實施階段進程中顯著提高效率、大量減少風險［4］。

本文依托延長石油科研中心大體積筏板一次性連續混凝土澆筑施工成功案例，詳細闡述BIM 技術在該項目大體積筏板施工過程中的具體應用。

1 工程概況

延長石油科研中心位于西安市高新區唐延路與科技八路東北角，地上46 層，地下三層，總建筑高度217.3m，總建筑面積21.7 萬m2，占地面積約37畝。建成后將成為集科研與辦公功能為一體的綜合大樓。

本工程塔樓筏板混凝土澆筑橫截面尺寸長寬均為75m，主要由三個不同厚度的區域組成，分別為3 000mm、1 500mm、700mm。該筏板包含電梯井2 處、集水坑4 處，最大深度為6.6m。布置詳見圖1。

圖1 塔樓筏板三維視圖

本工程筏板澆筑混凝土體量大，并要求一次性連續整體澆筑，施工組織難度挑戰性大。項目部在澆筑之前采用BIM 軟件對澆筑方案進行提前優化、對施工進度計劃進行精細化、對混凝土澆筑量進行材料統計，為實際施工提供了強有力的理論依據，保障了工程的施工進度和質量。

2 BIM 技術的具體應用

2.1 施工方案的優化

為保證筏板澆筑過程的有序、有力進行，一份行之有效的施工方案是關鍵所在。項目部在施工方案編寫過程中采用BIM 技術進行三維建模并對整個澆筑過程進行實時模擬演示，尤其對澆筑過程中重點及難點部位進行詳細的模擬研究分析。

本過程實施的步驟為:首先使用Revit 軟件創建筏板3D 虛擬模型;然后根據精細化的施工進度計劃(精確到小時)，結合仿真模擬軟件實現筏板施工的澆筑過程模擬。

通過BIM 技術模擬之后最終確定采用以下技術方案進行澆筑:首先對核心筒電梯井(標高位置為-20.60m～-17.00m)進行澆筑，直至澆筑面達到3 000mm 筏板底面高度;然后從C 軸與E 軸之間的3 000mm 筏板邊處開始澆筑，待澆筑面達到C 軸與E 軸之間的1 500mm 筏板底面高度時，從C 軸開始遵循由南向北的原則進行階梯狀澆筑，具體澆筑實施狀況詳見圖2。

2.2 施工進度的掌控

施工進度控制是項目管理中的一項關鍵內容，直接關系到項目的經濟效益。隨著BIM 技術的不斷發展成熟，利用BIM 技術進行項目進度管理已在國內外很多工程中應用，并取得了顯著的經濟效益。在對施工進度進行模擬的過程中，一來可以直觀的檢查實際進度是否按計劃要求進行;二來如果出現因某些原因導致工期偏差，可以分析原因并采取補救措施或調整、修改原計劃，保證工程總進度目標的實現［5］。

圖2 不同時刻筏板澆筑三維視圖

BIM 工作室在已編制的施工方案的基礎上，首先在Navisworks Management 軟件中導入筏板三維虛擬模型，然后對施工方案關鍵節點進行分解，并確定工作單元進度信息，這一過程可在Project 軟件中完成，也可在Navisworks Management 軟件中完成。工作單元進度信息包括任務的名稱、編碼、計劃開始時間、計劃完成時間、工期等資源安排。本工程計劃開始、完成時間以小時為單位。

根據項目部計劃安排的混凝土泵車每個澆筑點的布置狀況及理論澆筑量，BIM 工作室通過上述的施工進度模擬確定了本次筏板澆筑總耗時為72 h，澆筑過程在時間進程上分兩階段進行。第一階段持續時間約為48 h，第二階段持續時間24 h，詳細進度計劃見圖3。

圖3 筏板澆筑計劃進度表

圖4 筏板材料統計表

筏板澆筑工程開始之后，技術人員實時記錄每一時刻泵車澆筑總量，然后將分析后的數據輸入BIM 軟件，實時對比計劃澆筑過程與實際澆筑過程的差異性，分析導致澆筑滯后的原因為個別澆筑點泵車安排不合理。通過增加泵車的數量之后得以解決。

2.3 材料統計應用

材料統計是企業控制成本、提高效益的關鍵工作，如何利用BIM 技術，提高工程算量的效率和準確性，對現場施工具有重要的指導意義。以Revit為例的BIM 軟件，具備材料明細表統計功能，三維模型和明細表是基于建筑工程項目數據庫的不同表現形式，數據庫的數據粒度達到構件等級，滿足材料算量的基本要求［6］-［8］。

Revit 軟件明細表功能非常強大，用戶可自定義多種計算方式［9］［10］，筆者在項目中利用Revit軟件對已創建的筏板三維模型混凝土進行澆筑量統計，得到本次澆筑混凝土量為1 5936m3，而實際統計的澆筑量為1 5959m3。筏板材料統計表見圖4。

3 結論

通過BIM 技術對大體積筏板混凝土澆筑方案進行優化、對施工進度計劃進行精細化、對混凝土澆筑量進行材料統計，為實際工程的實施提供了強有力的理論依據，為現代大體量、超大體量筏板混凝土澆筑施工管理提供一種新思路、新模式。

［1］李勇，郭陽.BIM 技術在施工階段四大控制中的應用探討［J］.建筑發展導向，2014，35(2):103-107.

［2］戴榮里.BIM 技術在蘭州西站項目的應用［J］.施工技術，2014，43(9):99-101.

［3］江宇冠，吳平春，王耀，劉火生.BIM 技術在某工程復雜節點鋼筋設計中的應用［J］.施工技術，2013，42(24):93-96.

［4］王雪青，張康照，謝銀.基于BIM 實時施工模型的4D模擬［J］.廣西大學學報(自然科學版)，2012，37(4):814-819.

［5］王雪青，張康照，謝銀.基于BIM 實時施工模型的4D模擬［J］.廣西大學學報(自然科學版)，2012，37(4):814-819.

［6］崔滿.BIM 技術在土建工程量清單計算中的應用探討［J］.房地產導刊，2013.

［7］楊大鵬.BIM 技術在工程量統計中的應用［J］.建筑工程技術與設計，2015.

［8］賈寶榮.BIM 技術在上海中心大廈工程中的探索應用［J］.施工技術，2014，43(7):254-258.

［9］Jones，Jenny.The importance of BIM［J］.Civil Engineering，2014，2098:16-17.

［10］Jian Li.From CAD to the rapid development of BIM［J］.Applied mechanics and materials，2014，580:3175-3178.