基于BIM5D平臺的項目精細化管理應用

胡夢佳 董良

1.鄭州大學管理工程學院 中國建筑第七工程局有限公司 河南 450001 2.河南省交通一卡通有限責任公司 河南 450016

1 工程概況

本工程位于鄭州市經開區航海東路與九曲路交叉口，包括6棟（26#～31#）32～34F高層住宅；一棟3F幼兒園（33#），建筑高度9.25m～13.25m；一棟2F商業（33#），建筑高度9.15m；一座-1F/-2F地下車庫組成。其中26#27#為1F地下室，28#～31#為2F地下室；其中-2F為人防區。工程造價2.2億元，項目工期：2017年11月15日至2019年6月20日。

2 BIM應用策劃

2.1 BIM應用目標

1、實現BIM+SSGF模式全工序穿插，合理安排工期，實現“高周轉、高品質”。

2、使用BIM技術管控項目機電安裝工程，保證現場碰撞問題解決95%，保證不出現因專業間沖突而引起的工期延誤。

3、實現BIM技術與雙優化的融合管理，實現低成本、高質量的樣板工程，以及工程的精細化管理。

4、使用BIM技術完成項目鋁合金模板的拼模工藝模擬，將鋁模拼接問題前置解決，保證模板到場拼接零問題，模板報廢率降低30%，保證現場施工問題解決90%。

2.2 BIM組織保障

項目成立了以項目經理為第一責任人，以公司BIM中心為技術指導的項目BIM中心。提倡“1+BIM”即專業能力+BIM能力，全員應用。加強BIM人才體系建設，化垂直管理轉變為相互交融，淡化各系統間的分界線。項目以公司BIM技術手冊為指導，編制完成項目BIM實施策劃書、項目BIM建模規范及成果交付標準，將BIM應用過程及BIM文檔標準化管理，并制定工作流程，為后續BIM+智慧工地實施奠定基礎。

3 BIM應用成果

3.1 技術管理

3.1.1 圖紙可視化

項目部搭建了BIM專用服務器和網絡環境，BIM小組根據《中建七局項目BIM建模標準》和施工圖紙按照建模規則和項目樣板文件建立全專業三維模型，包括6棟主樓、地下車庫等建筑、結構、水暖電全專業模型。

3.1.2 施工場地布置

通過BIM技術，模擬施工現場平面布置，對施工場地進行優化配置，現場機械、材料堆場、加工場地配置優化，合理安排空間和資源，對比原方案現場增設電子門禁、展示區、安全通道、加工區，同時增加防霾噴霧系統和PM2.5監測系統，達到綠色施工要求，并根據現場施工動態及時調整。

3.1.3 工地標準化、全天候開放

一方面建立工地標準化開放模型，提前與甲方溝通工地標準化細節內容，并作為工程計價依據。另一方面通過BIM技術進行“全天候工地開放”展示，項目定期接受客戶、準業主、業主的預約全天候到工地看工程實體質量，客戶購房前可以親自走進工地，見證施工現場、工程質量、環境建設等關乎房子質量安全和品質保障的各項實際指標。

3.1.4 塔吊選型

用于塔吊選型，利用BIM技術進行塔吊方案比選，從QTZ40與TC6510這兩種塔式起重機中進行對比QTZ40起重力矩400KN.m，最大工作幅度50m，TC6510額定起重力矩630KN.m，最大工作幅度60m，通過創建塔吊模型，我們發現，QTZ40工作半徑不能滿足現場施工要求。最終，在確保覆蓋半徑，載重，安裝拆除的可行性條件下，最終決定采用TC6510塔式起重機。

3.1.5 深化設計

本項目住宅樓采用鋁模板施工，針對主樓二次結構，使用BIM技術制定了2種方案進行了對比。第一種方案使用高精度加氣混凝土砌塊進行二次結構的施工，使傳統的二次結構砌筑方式。第二種方案是將原有使用加氣混凝土砌塊施工的大多數部位進行一次澆筑，使用結構拉縫板增強墻體的側向承載力。經過BIM技術方案比選最終確定方案二，將部分加氣混凝土砌塊墻改為一次澆筑的混凝土墻，在使用功能不受影響的情況下施工難度降低，安全性高，通過此次深化設計，節約工期共計20天。

同時，利用BIM模型對鋁模板深化圖進行可視化，發現鋁模深化圖中12處錯誤，優化5個節點，在鋁膜進場施工前與鋁模廠家溝通，減少模板資源浪費，保證現場鋁模板正常安裝。

3.1.6 管線綜合

結合現場施工經驗，在地下室結構施工前，利用revit對地下室綜合管網，室內水電井進行深化設計，滿足甲方對凈高要求，消除消防箱對車位的影響，提高安裝施工水準，使整體觀感得到提升，提升小區品味，為甲方帶來社會效益。

通過安裝的管線綜合，共優化施工圖6萬㎡，出優化圖51張，優化車位7個，優化后節省橋架47米，管道77米，節約工期約17天，節省資金約43萬元。

3.1.7 二次結構自動排磚

二次結構進場前，對排布砌體、構造柱等精細化排布，檢測洞口或者其他構件，并導出材料統計表，通過材料統計，實現限額領料，減少二次搬運，保證現場工人砌筑完成后，現場剩余的各規格磚量在3塊以內。另一方面實現定點投料制度，嚴格把控上料的數量，依據墻體規格和砌塊用量對整體標準層的區域劃分，并指揮工人在規定的區域內卸料，通過這一方式使得本項目材料節約率4.3%，人工節約率6.5%，節約相應成本3.5萬元。

3.2 精益生產管理

利用BIM技術進行可視化4D施工模擬，動態展示項目進度，將計劃關聯模型，通過模擬施工發現進度計劃中的專業沖突、材料設備進場時間等不合理的地方進行及時調整，并形成動畫指導施工。

3.2.2 進度跟蹤

通過BIM5D將總進度計劃按照專業、樓層、流水段的形式與模型相關聯，并設置各施工階段現場工況，同時與商務成本、物資等關聯，從而模擬整個建造過程及相應時間節點所需要的人力，機械、材料、資金等情況。通過錄入實際時間，用來與總進度計劃做對比，共生成施工進度報告3個，并及時進行了糾偏。

3.2.3 生產過程資料記錄

通過BIM5D平臺自動整合生產信息并生成施工日志，解決了施工日志編寫困難、記錄信息不準確等問題。同時，基于平臺基礎數據，自動生成施工日志，極大提高工長工作效率。

3.3 精益質量安全管理

為達到精益建造要求，響應工程局“過程精品，質量重于泰山”的口號，質量管理通過全過程質量管控，全面提升施工精度，確保一次成優，降低質量風險。深入開展安全風險分級管控與隱患排查治理，強化項目全生命周期過程管控，深化全員安全生產責任，減少職業健康安全隱患。

3.3.1 臺賬分析

BIM5D平臺有效的解決了我項目現場管理預控難、問題跟蹤難、數據積累難等三大難點，問題記錄清晰準確、可追溯，避免扯皮。實現項目質量安全問題按時整改率達到100%。

標準配送式變電站采用面向間隔與功能的模塊化設計原則，形成“預制艙式二次組合設備+預制式組合二次設備+預制式智能控制柜”的模塊化設計方案[1]。標準配送式變電站站內二次設備模塊主要包括預制艙式二次組合設備、預制式智能控制柜、預制式組合二次設備，其中公用二次設備采用模塊化二次組合設備，布置于裝配式建筑物內；各電壓等級及主變間隔二次設備采用預制艙式二次組合設備，布置于配電裝置場地；合并單元、智能終端等二次設備選用預制式智能控制柜，與匯控柜一體化布置于配電裝置場地[2]。

3.3.2 風險源分級管控

依據風險源辨識系統，識別出項目安全風險源，并進行分級巡檢管控，安全排查責任到人，有效排查現場安全隱患，將風險消滅在萌芽狀態。并通過BIM5D平臺將巡檢排查過程可視化、標準化，有針對性的對風險源進行排查，排查記錄清晰準確可追溯，達到了零安全事故的管理目標。

3.4 成本管理

3.4.1 鋼筋翻樣

通過應用翻樣軟件對項目鋼筋進行自主翻樣，進行鋼筋排布并形成三維模型，通過生成鋼筋下料單，高效的指導現場鋼筋的采購、下料、施工過程。通過翻樣技術應用，為項目節約了施工成本約40萬元。

3.4.2 成本分析

通過BIM5D將模型與預算部門出具的合同清單和成本清單分別進行關聯，然后通過軟件從時間、流水段、構件、材料、清單等多個維度進行前期成本測算，能夠更快捷的顯示出項目成本情況。生成成本對比報告18個，通過此種方式全過程監控成本出入情況，發現成本異常。

3.5 BIM創新應用

本項目采用SSGF新建造科技，通過BIM專業建模模擬SSGF建造過程，以裝配、現澆、機電、內裝等工業化為基礎，并對分級標準化設計、模具空中化裝配、全穿插施工管理、移動信息化管理、人工智能化應用等技術及管理進行系統集成。SSGF具有新型裝配及現澆的優點，讓每個樓層成為“空中裝配工廠”，每層模具空中裝配、一次整體澆筑成型，不僅達到了傳統裝配高精度、取消抹灰的效果，更能提高結構整體安全性、抗滲性。

1、全穿插施工

主樓施工采用碧桂園SSGF全穿插施工工藝，包括全現澆外墻、樓層截水系統的應用保證施工質量，通過BIM建模與施工進度計劃關聯進行穿插模擬，劃分關鍵節點，使各工序的施工計劃安排合理，避免出現窩工、返工的現象。

2、全現澆外墻

通過BIM建模進行全現澆外墻優化設計，利用鋁模施工優勢，實現外墻一次澆筑成型，從而減少交叉工序（砌筑、抹灰、貼磚等濕作業），為爬架跟著主體進度進行爬升創造條件，實現外墻穿插施工，達到節約工期，提高施工效率。

3、樓層截水系統

通過在外墻設置雨水槽來攔截上部主體施工對外墻已完工程的污染，實現外墻的穿插施工。在施工前通過建立BIM模型，從而確定雨水槽設置位置與放坡角度。通過建立模型，最終確定截水方案。選購成品U型截水槽，沿外墻四周連續布置，按1%放坡，最低點處增加排水管，引流至最近集水點。

4 總結

項目BIM實施的過程是協調各專業按施工圖標準完善深化設計的過程，我們秉承施工圖就是竣工圖的理念，在虛擬建造的過程中，解決了各專業間的設計矛盾，利用精準的BIM模型輔助施工管理，使得實體管線的易施工性得到了充分體現，為整個項目爭取了可觀的經濟及工期效益，共節約工期58天，實現經濟效益97.9萬元。并取得了良好的經濟效益和社會效益，獲得了河南省“匠心杯”工程建設BIM技術應用大賽二等獎。