以高層建筑淺談BIM技術(shù)應(yīng)用

張晨光

摘 要：從分析高層建筑的特點入手，結(jié)合工程實例，探討B(tài)IM技術(shù)在高層建筑群施工中的集成應(yīng)用。希望本文的研究有助于促進(jìn)高層建筑施工水平的提高。

關(guān)鍵詞：高層建筑群;BIM技術(shù);施工工藝

一、高層建筑施工的特點

在中國目前的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中，高層建筑的定義如下：建筑物超過40層，高度超過100米。高層建筑近年來發(fā)展迅速的原因與其自身的優(yōu)勢密切相關(guān)，如照明好，節(jié)約用地等。高層建筑樓層多，高度大，施工工序多，配合復(fù)雜，施工組織難度高，除具有一般多層結(jié)構(gòu)的一些特點外，詳細(xì)闡述以下幾方面特征：

（一）工程體量大、工序復(fù)雜、施工準(zhǔn)備工作量大

由于高層建筑面積大，體積大，需要種類繁雜的材料、部件和設(shè)備，不僅種類繁多，且運(yùn)輸量大。施工前需要準(zhǔn)備大量人力，物力和施工技術(shù)方案，以確保項目的順利進(jìn)行。同時，高層建筑有許多工序，需要十多種專業(yè)工作交叉操作，協(xié)調(diào)配合非常復(fù)雜，也對施工技術(shù)提出了更高的要求。由于建筑物選址的限制，狹窄的施工場地一般難以施工，如何有效地分配和調(diào)整施工場地平面布置成為了衡量施工企業(yè)管理水平的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）工期緊、任務(wù)重、結(jié)構(gòu)裝修、防水質(zhì)量要求高

高層建筑群中，平均每棟高層建筑的建設(shè)期一般為1至3年，平均為2年。主體結(jié)構(gòu)通常為每層5至10天，短期為3天。通常是兩班或三班作業(yè)，工期緊、任務(wù)重。難免會遇到惡劣天氣，需要在冬，雨期施工，為保證工程質(zhì)量，應(yīng)采取特殊施工技術(shù)措施，并且合理安排施工工藝，縮短工期，降低成本。同時，還需要一系列安全預(yù)防措施和計劃來確保安全生產(chǎn)。為了保證結(jié)構(gòu)的耐久性和美觀，高層建筑主體結(jié)構(gòu)和建筑立面裝飾的標(biāo)準(zhǔn)要求高;地下室的基礎(chǔ)和墻壁，廚房和浴室的管道以及防水要求不滲漏水。水，電，暖，通風(fēng)的材料和施工質(zhì)量要求也相應(yīng)提高。施工必須采取有效的技術(shù)措施來滿足這些要求，特別是通過新技術(shù)，新工藝，新材料和新設(shè)備來保證施工質(zhì)量。

（三）垂直運(yùn)輸作業(yè)，高空作業(yè)等安全要求嚴(yán)格

高層建筑一般為45-80米，不同于一般建筑，高層建筑群有許多高空作業(yè)和大型垂直運(yùn)輸。在施工中，要解決高空材料，產(chǎn)品，機(jī)床和人員的垂直運(yùn)輸問題，合理選擇各種運(yùn)輸機(jī)械。妥善安排材料、設(shè)備的運(yùn)輸問題，工人的通勤及給排水，供電，通訊等問題，甚至建筑的垃圾處理。高層建筑樓層高且多，建筑工地狹窄，高空作業(yè)和立體交叉作業(yè)的必要性不言而喻。一定要做好各種高空安全防護(hù)措施，確保施工作業(yè)人員和地面行人的安全，不發(fā)生任何的安全事故，因此安全保障措施的成本隨之提高。

二、在高層建筑施工中應(yīng)用BIM技術(shù)解決相應(yīng)問題

（一）BIM技術(shù)的特點

BIM是建筑信息模型的簡稱，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，對建筑行業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。BIM技術(shù)所創(chuàng)建的3D可視化建筑模型，不僅能讓多個專業(yè)在同一個模型中協(xié)同工作，還可以讓構(gòu)件之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，在任何視圖上對模型做出修改，馬上可以在不同視圖相關(guān)聯(lián)的地方做出改動。BIM技術(shù)可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性以及優(yōu)化性等特點讓其在規(guī)劃設(shè)計，發(fā)包施工，運(yùn)營維護(hù)等項目全生命周期都發(fā)揮著舉足輕重的作用。

（二）本高層建筑工程概況

本住宅小區(qū)項目位于市中環(huán)路南側(cè)地塊，層數(shù)均為28或30層;地上地下停車位;總建筑面積18.6萬平方米，是非常典型的高層建筑住宅群。在BIM技術(shù)準(zhǔn)備充分后，為協(xié)助項目施工的順利進(jìn)行，決定在施工全過程中，對BIM技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用。

三、在高層建筑群施工中的運(yùn)用BIM技術(shù)

（一）在優(yōu)化施工方案中的應(yīng)用

在本工程中，BIM小組針對一些關(guān)鍵工程節(jié)點部位和復(fù)雜的空間區(qū)域，運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化，主要目的是對現(xiàn)場施工進(jìn)行幫助與指導(dǎo)，確保施工有序進(jìn)行。集中應(yīng)用于綜合管線優(yōu)化：充分利用BIM模型三維可視化的優(yōu)點，以現(xiàn)場施工經(jīng)驗為基礎(chǔ)，綜合考慮管線安裝順序及設(shè)備運(yùn)輸，對管線的排列布置進(jìn)行優(yōu)化，以此來對現(xiàn)場施工作業(yè)進(jìn)行幫助。經(jīng)優(yōu)化，將給電纜橋架和水管走線提高到同一個水平高度，按照安全距離，對二者分開布設(shè)，對于豎直方向上的水管與橋架，橋架布設(shè)在水管上方;通過協(xié)調(diào)布置，為各類管線施工提供了有利條件并使有限的空間得到最大限度地利用。通過對管線敷設(shè)路徑的優(yōu)化調(diào)整，同時對局部位置處的結(jié)構(gòu)同步優(yōu)化，從而使垂直凈空高度達(dá)到了業(yè)主的需要，為施工創(chuàng)造了便利條件，加快施工進(jìn)度。

（二）在工程質(zhì)量監(jiān)管中的應(yīng)用

高層建筑群的工程質(zhì)量是需要多層次，多方面把握的重點，其中材料的質(zhì)量更是直接影響結(jié)構(gòu)可靠度。如果質(zhì)量問題發(fā)生在施工中使用的材料上，那么很可能引起不可估量的后果，重則甚至?xí)菇ㄖ谕饬ψ饔孟拢绱箫L(fēng)、地震等，出現(xiàn)傾覆，輕則也會影響到高層建筑的結(jié)構(gòu)安全性和耐久性，縮短建筑物的使用壽命。因此，必須高度重視高層建筑施工中的材料質(zhì)量，但由于高層建筑施工中使用的材料種類非常龐雜，若采用一般的材料進(jìn)場管理辦法，不但要配備多名材料員，也容易出現(xiàn)管理漏洞。考慮到這個情況，在本工程中，運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建材料質(zhì)量管理模型，在材料進(jìn)場時，同步將材料的質(zhì)量檢測報告、出廠合格證等相關(guān)證明，通過電子掃描輸入到BIM模型之中，相關(guān)聯(lián)在材料使用部位上，直觀地掌握材料質(zhì)量。并以模型為標(biāo)準(zhǔn)對進(jìn)場材料的各項參數(shù)進(jìn)行匯總，隨即進(jìn)行比對，確保進(jìn)場材料與設(shè)計要求的各項參數(shù)相吻合，大幅提高工作效率。

（三）在控制成本中的應(yīng)用

本項目是高層建筑群，施工成本大。為此，在控制施工成本的過程中，將BIM模型與工程量清單進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使具體的工程量在數(shù)據(jù)模型中與所屬的結(jié)構(gòu)構(gòu)件相對應(yīng)，以此來實現(xiàn)對實際收入的快速核準(zhǔn)計算。以此為基礎(chǔ)，BIM模型便能夠根據(jù)時間節(jié)點，分析整個項目的核算成本。同時分析項目中一個分部工程的成本核算，從而為項目的成本管理提供有效可靠的數(shù)據(jù)。通過模型計算工程量及分包工程報量與合同中的價款進(jìn)行對應(yīng)，就可以對比實際成本與預(yù)算成本。借助BIM技術(shù)使整個項目的成本的核算和分析工作效率得到提升，有效地控制成本。

（四）在技術(shù)信息共享中的應(yīng)用

BIM模型數(shù)存儲大量數(shù)據(jù)信息。這些信息，不僅可以快速提取施工項目中每個構(gòu)件的屬性，讓施工人員可以更全面地了解構(gòu)件的性質(zhì)，也能直觀的了解結(jié)構(gòu)中的功能和作用。BIM模型經(jīng)與施工計劃的結(jié)合生成4D施工模擬，融入先進(jìn)的VR技術(shù)，實現(xiàn)組織施工人員通過多媒體完成施工預(yù)覽，使所有施工細(xì)節(jié)呈現(xiàn)在大家眼前，讓施工人員能夠在一個更高的視角來審視整個工程項目。

四、結(jié)語

綜上所述，高層建筑群的建設(shè)是一項非常復(fù)雜的工作，BIM技術(shù)的運(yùn)用對高層建筑施工的合理性和科學(xué)性具有重要的影響，為了保證高層建筑的順利建設(shè)，我們要合理地使用BIM技術(shù)，通過BIM模型的構(gòu)建，優(yōu)化施工中可能出現(xiàn)的問題，提高了工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，控制項目成本，讓現(xiàn)代化施工更上一層樓。

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