淺談BIM技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用探索

王 鑫

（遼寧城市建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110122）

隨著國(guó)內(nèi)多項(xiàng)重大建筑項(xiàng)目的開工建設(shè)，企業(yè)開始將BIM技術(shù)的運(yùn)用納入建筑工程的工作范疇，試圖用BIM技術(shù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。BIM的實(shí)踐項(xiàng)目中，通過(guò)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位不斷摸索，讓BIM技術(shù)開始有了實(shí)踐依據(jù)，為今后BIM在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用提供了經(jīng)驗(yàn)參考。本文以天津生態(tài)城節(jié)能環(huán)保雙創(chuàng)中心項(xiàng)目為例，詳細(xì)闡述BIM技術(shù)在實(shí)際工程項(xiàng)目中的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目介紹

天津生態(tài)城節(jié)能環(huán)保雙創(chuàng)中心項(xiàng)目，建設(shè)地點(diǎn)為濱海新區(qū)中新生態(tài)城，總建筑面積約為59820.57m2，地上建筑面積為44116.82m2，地下建筑面積15703.75m2。項(xiàng)目由創(chuàng)投中心、研發(fā)樓B、C、D、中央車庫(kù)及門衛(wèi)組成，其中最高層數(shù)為10層，最大單體面積19525.06m2，最高高度約為45.9m，最大跨度約為8.1m，最大基坑深度約4.4m。

2 工程關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 施工場(chǎng)地狹小

項(xiàng)目所在場(chǎng)地狹小，給施工臨時(shí)設(shè)施、生活辦公臨時(shí)設(shè)施布置造成一定困難。

2.2 工期緊、體量大

本工程項(xiàng)目體量較大，包括：創(chuàng)投中心、研發(fā)樓B、研發(fā)樓C、研發(fā)樓D、中央車庫(kù)等工程。計(jì)劃工期跨越兩個(gè)冬季，土建作業(yè)有效時(shí)間少，又遇京津冀停工期。

2.3 質(zhì)量要求高

工程質(zhì)量要求較高，綠色建筑要達(dá)到國(guó)家綠色建筑二星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)創(chuàng)“天津市海河杯”。創(chuàng)投中心屬高層建筑，軸網(wǎng)豎向傳遞要求精度高，測(cè)量放線工作量大，對(duì)控制網(wǎng)精度要求高，地下室體量大，對(duì)于地下室自防水混凝土及柔性防水的施工質(zhì)量要求較高，質(zhì)量控制難度大。

2.4 機(jī)電安裝系統(tǒng)多，專業(yè)復(fù)雜

本工程機(jī)電安裝系統(tǒng)功能繁多，智能化程度要求高，新技術(shù)應(yīng)用多，各種機(jī)電設(shè)備及弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)齊全，專業(yè)性強(qiáng)，勞務(wù)作業(yè)隊(duì)伍多等特點(diǎn)。

3 BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用

3.1 三維場(chǎng)地布置

在充分考慮施工機(jī)械設(shè)備、辦公、道路、現(xiàn)場(chǎng)出入口、臨時(shí)堆放場(chǎng)地等因素的基礎(chǔ)上，應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行科學(xué)的三維立體規(guī)劃，建立了施工場(chǎng)布三維模型，利用BIM模型的三維可視化，模擬現(xiàn)場(chǎng)布置，讓工程人員身臨其境，更好的幫助項(xiàng)目進(jìn)行合理的場(chǎng)地布置。

3.2 BIM模型的創(chuàng)建

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙創(chuàng)建直觀反應(yīng)設(shè)計(jì)意圖的三維BIM模型，建立土建BIM模型、鋼筋BIM模型、安裝機(jī)電BIM模型。如圖1所示，以創(chuàng)投中心為例。

3.3 質(zhì)量與安全管理

圖1 創(chuàng)投中心BIM模型

（1） 圖紙問(wèn)題

在建模過(guò)程中發(fā)現(xiàn)土建、鋼筋、安裝圖紙等問(wèn)題，把圖紙問(wèn)題錄入到BIM系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)模型處，通過(guò)BIM系統(tǒng)把視口保存，這樣可以通過(guò)三維模型查看圖紙問(wèn)題，方便圖紙問(wèn)題的查找管理。

（2）構(gòu)造柱定位分析

根據(jù)圖紙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明及相關(guān)規(guī)范要求，編制構(gòu)造柱平面定位圖，精確定位每一個(gè)構(gòu)造柱，避免在實(shí)際施工過(guò)程中因?yàn)闃?gòu)造柱定位不準(zhǔn)確而造成工程返工。

（3）危險(xiǎn)源識(shí)別

利用BIM技術(shù)，結(jié)合項(xiàng)目《安全防護(hù)施工方案》對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行預(yù)先識(shí)別，完成4棟樓的安全防護(hù)BIM模型（如圖2所示），預(yù)防可能造成的影響和危害。

圖2 安全防護(hù)BIM模型

（4）現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量安全問(wèn)題管理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)施工問(wèn)題管控流程，通過(guò)BIM系統(tǒng)的協(xié)同共享機(jī)制將現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量、安全、環(huán)境等情況進(jìn)行反饋，實(shí)現(xiàn)了管理人員與現(xiàn)場(chǎng)人員高效率的信息溝通，及時(shí)對(duì)施工問(wèn)題進(jìn)行控制。

3.4 工程數(shù)據(jù)分析

（1）工程數(shù)據(jù)支持——安裝專業(yè)工程量計(jì)算

通過(guò)利用BIM軟件，建立安裝專業(yè)BIM模型，能夠快速計(jì)算出工程量，生成工程量報(bào)表，直接形成了工程數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）兩算對(duì)比分析

完成BIM模型和合同清單項(xiàng)目編碼匹配，進(jìn)行模型BIM工程量與合同清單量的對(duì)比分析，查漏補(bǔ)項(xiàng)，即可以保證項(xiàng)目實(shí)施數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也可以為項(xiàng)目結(jié)算提供依據(jù)。

（3）梁、柱/剪力墻節(jié)點(diǎn)工程量分析

本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明已給出梁、柱/剪力墻節(jié)點(diǎn)詳細(xì)做法，存在節(jié)點(diǎn)混凝土等級(jí)相差兩個(gè)等級(jí)以上的情況，考慮節(jié)點(diǎn)工程量對(duì)造價(jià)的影響，通過(guò)BIM技術(shù)，對(duì)混凝土等級(jí)不同節(jié)點(diǎn)處的混凝土工程量進(jìn)行分析（如圖3所示），并根據(jù)混凝土市場(chǎng)價(jià)，計(jì)算得出差額造價(jià)。

圖3 節(jié)點(diǎn)BIM模型

3.5 進(jìn)度管理與價(jià)值曲線

（1） 進(jìn)度管理

本項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃管控的實(shí)現(xiàn)，是通過(guò)在Luban Plan中將土建BIM模型與項(xiàng)目Project/Excel的進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行關(guān)聯(lián)，進(jìn)行施工進(jìn)度4D模擬，直觀、精確地反映整個(gè)建筑的施工過(guò)程。

（2） 價(jià)值曲線

在Luban Govern中把模型與造價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以及完成計(jì)劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度與模型的掛接，實(shí)現(xiàn)在govern中查看計(jì)劃產(chǎn)值和實(shí)際產(chǎn)值，把控項(xiàng)目成本。

3.6 碰撞檢查與管線總結(jié)優(yōu)化

（1） 碰撞檢查

對(duì)多專業(yè)BIM模型進(jìn)行三維空間碰撞檢查，對(duì)因二維圖紙?jiān)斐傻膯?wèn)題進(jìn)行提前預(yù)警，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計(jì)問(wèn)題。

（2）管線綜合優(yōu)化

排布方案：此過(guò)道處存在多專業(yè)多根管道，橋架與管道相互重疊。通過(guò)排布后，水管與橋架排成列，此處過(guò)道底標(biāo)高為2970mm（如圖4所示）。

圖4 管線綜合優(yōu)化分析

3.7 方案模擬

（1）復(fù)雜鋼筋節(jié)點(diǎn)模擬

對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的鋼筋節(jié)點(diǎn)，通過(guò)與項(xiàng)目總工確定現(xiàn)場(chǎng)鋼筋排布方法，完成三維鋼筋模型直觀反應(yīng)鋼筋節(jié)點(diǎn)的排布，并通過(guò)手機(jī)客戶端應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)施工管理中，進(jìn)行可視化交底指導(dǎo)施工。

（2）懸挑腳手架施工方案模擬

根據(jù)項(xiàng)目需求，選取《懸挑腳手架施工方案》進(jìn)行方案模擬，完成懸挑腳手架施工方案模型，模擬腳手架的搭設(shè)，提前反映施工難點(diǎn)，演示施工工藝流程，有效的提高施工效率和體現(xiàn)施工方案的合理性。

3.8 信息資料管理

（1）人員與設(shè)備管理

通過(guò)二維碼結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行人員管理、設(shè)備管理，收集現(xiàn)場(chǎng)人員和設(shè)備信息，并錄入到相應(yīng)的模型中，生成二維碼，粘貼到對(duì)應(yīng)人員的安全帽和設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)信息化管理。

（2）施工資料管理

通過(guò)BIM系統(tǒng)建立資料數(shù)據(jù)庫(kù)，把現(xiàn)場(chǎng)電子版施工資料上傳至BIM系統(tǒng)中與模型相關(guān)聯(lián)，并可以生成二維碼，管理人員可以通過(guò)掃描二維碼瀏覽各個(gè)文件，實(shí)現(xiàn)施工資料的信息化。

4 BIM應(yīng)用效果及未來(lái)展望

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

本項(xiàng)目BIM技術(shù)在施工階段中產(chǎn)生了豐厚的經(jīng)濟(jì)效益，直接效益主要有以下幾個(gè)方面：

①圖紙問(wèn)題會(huì)審、碰撞檢查、預(yù)留孔洞等應(yīng)用減少項(xiàng)目返工和材料浪費(fèi)。

②工程量數(shù)據(jù)多算對(duì)比減少結(jié)算缺漏項(xiàng)。

③三維可視化、施工方案模擬和優(yōu)化輔助項(xiàng)目決策。

④對(duì)管線和砌體進(jìn)行深化設(shè)計(jì)避免材料浪費(fèi)。

⑤基于BIM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)參建方、各部門質(zhì)量、安全、進(jìn)度等協(xié)同管理提高溝通效率。

4.2 未來(lái)展望

本項(xiàng)目以實(shí)用性和可執(zhí)行性為基本原則，充分考慮BIM技術(shù)與項(xiàng)目施工管理的密切結(jié)合，同時(shí)注重BIM模型在施工過(guò)程中的變更更新以及信息添加、信息分析應(yīng)用，以保證BIM技術(shù)在施工管理以及未來(lái)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理中發(fā)揮作用。