利用BIM技術三維動態優化場區施工總平面布置

摘? ? 要：工程施工前總平面布置規劃是工程前期準備的關鍵工作，現今建筑行業大力推廣BIM技術，將BIM技術運用到總平面布置中，可以解決傳統二維總平面布置中很難發現和解決的許多問題。在場地狹小、單體建筑較多，使用BIM技術模擬現場施工環境，根據不同工況對總平面布置實時進行動態調整，在節約資源的同時保證了現場施工有序性。

關鍵詞：BIM技術;施工現場總平面三維動態布置、調整;綠色施工

1? 工程概況

城市新中心保障房（一期）項目規劃有10棟塔樓、一座幼兒園。項目總用地面積3.29萬平方米，總建筑面積約8.48萬平方米，，項目最大建筑高度為69.9m;1#2#6#塔樓為部分預制構件的框架剪力墻體系、7層、結構高度22.4m;7#10#塔樓為部分預制構件的框架剪力墻體系、8層、結構高度23.5m;5#8#9#塔樓為部分預制構件的剪力墻體系、21層、結構高度61.2m;3#4#塔樓為部分預制構件的剪力墻體系、24層、結構高度69.9m;幼兒園為框架結構、3層。

2? 需優化的現象

2.1? 施工現場場內空間狹小

針對施工現場場內空間狹小，施工總平面布置精度要求高的情況，對于傳統的CAD二維圖紙可詳細的部署，根據后期施工進度調整時，傳統的CAD二維制圖需重新繪制，增加了繪制的工作量，相比較三維布置，BIM技術在后期調整時，只需進行適當調整。

2.2? 施工工序復雜

針對施工區域工序復雜，利用BIM技術可以實現對現場整體布置、塔吊、施工電梯等大型機械走位、基坑開挖出土路徑等一系列難點進行三維放樣、行車模擬等應用，對現場避免因前期規劃不到位導致的施工困難進行排查及預見;空間聯動的情況，采用BIM三維布置優勢明顯，利用BIM技術，可視化等功能，針對現場施工具明顯優勢，傳統的二維圖紙往往不能全面反映個體、各專業個系統之間的碰撞可能，同時由于二維設計的離散型為不可預見性，也將使設計人員疏漏掉一些碰撞或沖突的現場施工現象。

3? 決策階段

合理的布置施工現場總平面是一個工程施工準備階段的首要條件。根據標準化場地建設標準中的布置施工場地原則與內容，總平面布置應本著以人為本的原則、節約用地的宗旨、整齊劃一的思想、環保節能的準則、永臨結合的理念，合理的因地制宜，保證一個標準化工地所應配備的設備、分區、運輸條件、施工條件等的合理規劃。

在決策階段需合理的制定場地布置方案，整合場地現有的空間資源，確保施工過程中對場地的各種需求，以及考慮施工過程中的各個階段對現場的需求不同。

4? 設計階段

4.1? BIM設計分析

本著以施工現場平面布置合理的原則，設計階段合理布置各種臨時設施，科學規劃場地道路，以生產工作方便、安全文明施工為宗旨。辦公區、生活區、現場施工區、安全文明展示區、樣板區、道路等的平面設計規劃位置與規模，應根據現場規模、人員情況、場地大小、施工工序、合理交通等來制定。

采用BIM技術模擬各個分區位置與各功能區所必須具有三維形狀，將傳統無法用平面來直觀描述的空間元素表達出來，對各個分區進行量化分析，根據信息模型的幾何形態來判斷場地利用是否合理，動態條件下空間上是否產生沖突和碰撞。根據預設工人數量并按照生活區標準化準則所設計建立的空間模型放置位置與基坑周邊所預留施工道路空間碰撞，在此狀況下，重新調整各分區代表模型位置與大小，達到對場地分區的合理規劃的效果。

4.2? 平面布置

臨建設施、機械設備的布置因施工階段的不同會在施工過程中呈現動態變化，尤其是材料堆場、材料加工區、塔吊等的可變設施。根據施工階段不同，不同時期對場地要求也有很大變動，因此各個時期平面布置方案不盡相同。土方工程階段，土方量大，應考慮土方的運輸路線規劃，材料進場與放置位置等等，結構主體施工階段，模板、鋼筋、混凝土需要量大，可供利用的土地相對較充裕，但是此階段容易造成材料堆積占用場地，因此如何合理分階段規劃場地的平面布置對施工質量與施工環境有著至關重要的作用，甚至達到節省工期、節約成本的作用。

4.3? BlM實施階段

BIM實施階段關鍵在于模型的建立，根據項目需求和項目規劃方案建立模型。

建模過程中將模型分為四大類：場地房屋道路、場地水電管線、現場物料加工存儲、機械設備維護等類。完成建造具有項目信息數據的建筑模型之后，按照場地分區和場地規劃布置臨建設施和機械設備。

4.4? BIM優化階段

實施階段完成之后，場地布置基本已經完成，此階段通過BIM虛擬預演向現場施工人員進行方案交底，讓工人對施工區域的劃分和對施工現場的準備工作提供可視化依據。但是在向現場施工人員進行方案交底之前，應調研BIM虛擬預演信息模型動態呈現時場地利用情況是否合理;機械設備之間是否有存在干擾;場地道路運輸等是否存在問題，并在動態模擬的過程中提出問題并制定優化方案。

本項目在實施階段場地臨建設備布置完成之后的虛擬預演過程中發現問題：

其一因甲方要求需先交一批非地下室區域的樓棟，導致現場施工順序為先施工非地下室位置，因此造成在非地下室塔樓施工時，地下室區域需開展場地開挖、土方運輸、基坑支護等需大型車輛或機械進場展開工作，該工作導致現場非地下室樓棟的施工道路與地下室施工區域的道路及出口造成沖突，經優化后制定項目西側增加一條硬化道路及東西角設置3#大門供地下室區域能順利開展工作，此道路及大門在一期工程完成后二期工程也可使用，且項目后期的永久車道也在此位置，為后期修建此永久道路提前展開了工作，節約后期修路的工期。

其二觀摩所制定的觀摩路線不合理，因觀摩的樓棟分一期與二期，實施階段定制的路線在觀摩預演時發現路線太過復雜，在非觀摩重點區域觀摩道路布置太過復雜，且浪費成本。經過幾套優化方案的模擬預演之后，制定了較為合理的觀摩路線，與先前布置的人車分流相輔相成。與施工進度計劃相配合，對現場布置方案的模擬觀察，對工程各個施工階段的物料管理、機械設備的安置工作也進行詳盡的演示，并配合施工組織設計合理配合安排進場時間，在此過程中再開展對臨建布置的調整工作，達到最優方案，為項目節省工期和成本。其他優化不一一列述。

5? 項目應用成效

由于場地狹小，結合BIM技術，運用場布軟件對現場的道路，臨建，塔吊等進行三維施工空間布置，通過LUMION等漫游軟件提前將現場布置的問題反應出來并及時進行調整，在利用三維空間模型對現場施工人員進行交底。從而達到現場場地布置優化的目的。與傳統施工場地布置相比，采用BIM進行場地布置，操作簡單方便，不需要現場人工、機械等配合且不需要消耗任何材料和實驗，施工成本低、效率高。三維場布區別于傳統二維場布最直接的特點即立體化展示，其模型應用也更為豐富，主要用于碰撞檢查、虛擬漫游、技術交底等方面。

6? 結束語

近年來，隨著BIM技術的逐漸成熟，其應用已貫穿于規劃、設計、施工和運營的建筑全生命周期。三維場布施工階段的實踐表明，使用BIM技術可提高現場機械設備的覆蓋率，降低運輸費用及材料二次搬運成本;提升管理人員對施工現場各施工區域的了解，提高溝通效率，確保施工進度;提升對現場布局規劃的合理性、科學性，達到綠色施工、節能減排的預期目標。

參考文獻：

[1] 王廷魁，鄭嬌.基于BIM的施工場地動態布置方案評選[J].施工技術，2014.

[2] 毛志兵.建筑工程施工BIM應用指南[M].中國建筑工業出版社，2014.

作者簡介：

鐘偉銘（1995—）性別：男，民族：畬族，籍貫：福建上杭，學歷：專科，職稱：助理工程師，寫作方向：建筑工程技術。