BIM技術在大型地下車庫的施工進度信息化管控研究

匡靜 劉赟 潘星

（甘肅省建筑科學研究院有限公司，甘肅 蘭州730050）

0 前言

工程項目施工進度滯后是建筑行業內普遍現象，主要原因在于建筑施工企業對項目進度管控存在多方面的問題：施工進度計劃不根據項目特點形成多層次進度計劃體系，可操作性差；進度計劃與資源配置計劃不同步，導致資源投入不均衡，大幅增加項目成本；進度動態管理不到位，缺少跟蹤糾偏機制，計劃進度與實際進度越差越遠，計劃流于形式；月、周、分部分項工程等低級次進度計劃管理混亂，不能分解落實執行等。這是傳統粗放式項目管理模式的一個縮影，弊端尤為明顯，造成大量的人力、財力與時間的浪費。

近年來，國內建筑行業引入BIM技術進行三維模型可視化設計與工程精細化管理，其中針對基于BIM技術的工程施工進度管控有了一定的研究與應用，雖進展較緩慢，制約因素較多，但從一定程度上體現了應用BIM技術后工程項目施工進度管控及整體項目管理質量的提升，項目施工進度管理隨著BIM技術的應用拓展開始步入信息化管控時代。

1 工程概況

本工程為某住宅小區大型地下車庫，建設場地位于蘭州市七里河區大灘地區，東至B069#路，北鄰南濱河路。地下車庫為大底盤機動車停車庫，共地下一層，機械雙層停車，建筑面積31586m2，層高為4.8m,結構類型為鋼筋混凝土框架結構。該工程施工涉及的主要專業有結構框架鋼筋混凝土澆筑、內墻燒結多孔磚砌體砌筑、防水及地面鋪設、內門安裝、外墻頂板保溫及裝飾、水暖電消防管線安裝、設備安裝等。

該工程進度管理存在幾個顯著的難點：

1）工程緊鄰濱河路，作業場地較狹??；涉及專業多，且施工過程中由于工期較緊，須安排土建、機電、安裝、消防等各專業交叉搭接作業，進度計劃編制工作困難；

2）進行施工現場管理時，管理者經常需要協調同一工作面上不同專業間的施工沖突，管理任務較為繁重；

3）采用傳統進度管理方法，現場管理者難以實時了解施工現場的實際進展情況，無法及時預判現場實際施工情況是否會影響后續施工而采取預防措施。

2 施工進度管理中BIM技術的引入

2.1 軟件配置

工程施工進度管理中引入BIM技術，其核心功能是BIM信息平臺與多種相關軟件間的綜合作用，通過BIM-3D模型信息與施工進度信息的4D合成，實現BIM模型與進度軟件的交互應用。本文采用revit、project和navisworks軟件創建基于BIM技術的四維進度管理系統，并在上述大型地下車庫結構施工與機電安裝過程應用該系統進行基于revit信息平臺的四維進度管理。

2.2 revit平臺全專業3D模型構建

本文采用Autodesk公司的Revit建筑、結構、設備系列軟件，通過Revit系列BIM平臺構建地下車庫全專業3D模型，模型效果如圖1所示模型。

圖1 由Revit構建地下車庫三維信息模型效果

建筑三維信息模型是建筑信息數據的集成，它將建筑工程的功能數據化，通過數字的形式表達出各構件的尺寸及位置信息，并形成一個系統、完整、可互動的數據管理庫。此時的建筑模型可看作數據管理庫中視圖及數據信息的表達，因此可以在數據管理庫中對模型信息進行自由修改與完善，以達到協調高效的效果。同時，還可以對模型各專業內部構件、管線尤其是各專業之間進行碰撞檢查，提前實現管線調整與避讓，深化設計。

2.3 項目施工進度數據創建

采用目前常用的Microsoft Project項目計劃軟件，收集地下車庫土建施工與機電安裝施工基本信息，新建項目文件后輸入任務，通過考慮任務優先級進行排序，并保證每一個環節的細節之處，同時在軟件中輸入任務的起始和完成工期，確立項目各任務間的關系，最終制定任務進度計劃，部分施工進度計劃如表1所示。

表1 施工進度計劃

2.4 BIM四維模擬體系實現

將BIM-3D模型與Project進度文件導入Navisworks軟件，綁定構件組和進度項，使模型在時間維度上按照排好的施工計劃進度進行動態模擬，可以直觀形象地展示各時間建筑實體各部位的施工情況。根據初步編制的施工進度計劃，在完成車庫A、B區結構框架澆筑任務后，圖示半透明顯示的為當前時間點上正在進行的作業，分別是A區內墻砌筑與C區結構梁板澆筑。在BIM可視化平臺上，可以看到該兩項任務在不同施工區域同時開展，工作面充足，兩項任務不存在沖突，能正常安排施工。這是在一維Project進度管理軟件中無法直觀看出的。

BIM四維模擬體系的實現為進度調控提供可視化依據，同時也有助于掌握施工現場的工作進展情況。

3 BIM技術與實際施工進度管理的現場協同

BIM技術與實際施工進度管理的現場協同，首先需要在工程施工現場和進度管理組織工作場所之間建立一個可以實時互動交流協同的一體化平臺體系。這種一體化平臺體系主要包括計算機仿真模擬、施工監控、實時記錄與動態進度計劃調整等功能的整合與可視化表達。本工程施工時，通過在施工現場塔吊頂設置高清攝像頭，可以對工程土建施工過程進行全方位、全天候施工進度動態監測；在機電管線安裝階段，由專門工作人員攜帶便攜式攝像、照相設備拍攝記錄定時進度情況與關鍵工序，進度管理人員需保證定時將收集的現場實際進度信息添加到進度管理一體化平臺?，F場與辦公場所均設有一個大屏幕，用以實時顯示進度管理組織收集到的施工現場所有正在進行的施工情況，進度管理人員與計劃進度對比后如發現有部分計劃應開工的任務未能按時開工，則及時組織相關專業工程師一同召開小型臨時會議，共同討論后制定糾偏措施并發布到進度管理一體化平臺。

基于BIM技術的施工進度管理通過BIM-4D進度模型的應用與現場的協同，形成多位一體的施工進度信息管理平臺，實現了施工現場與辦公場所之間進度控制信息的高度共享與反饋信息的即時傳遞。

4 BIM在施工進度管控中的應用優勢

BIM技術在施工進度管控中的應用優勢體現在以下三個方面。

4.1 可視化

建筑模型與施工過程可視化。利用可視化建筑模型呈現的建筑信息的真實描述，采用BIM+4D模擬技術實現施工過程的可視化模擬，用動態、直觀的方式模擬展示施工的全過程與關鍵環節。本項目在施工前期可視化模擬的過程中就暴露出了很多問題，比如按初步進度計劃進行施工模擬后發現樓梯施工時現場無法提供工作面，此項施工應屬于初步進度計劃的錯誤項，在一維Project進度管理軟件中很難觀察出，但在BIM平臺下則可以明顯看到并提前做好調整。因此，利用BIM可視化模型與施工過程模擬可以做到在施工前針對問題制定合理方案，采取合理措施，早發現早解決該類問題，達到避免返工、縮短工期的目標。

4.2 信息實時化

基于BIM平臺創建的建筑模型可以添加各類參數。在實際施工過程中，得到的進度數據可加入BIM+4D進度信息模型，并可對進度信息進行實時編輯，保證模型進度與實際進度相匹配，從而使現場管理者可以及時獲得實際進度信息并與計劃進度信息實時比較，實現施工進度的動態管理。

4.3 高效協同化

基于BIM平臺的集成化施工進度管控為施工過程信息交互提供了平臺，參與工程的各方都可通過4D進度模型在平臺內進行實時信息查詢與互動交流，實現一對多信息傳遞，并且發現問題也可實時調整，顯著提高各方各專業間協同效率，施工效率與質量得到大幅提升。

5 結論

1）傳統粗放式項目管理模式下，因涉及專業面廣及各種不同步信息影響，導致施工進度滯后成為建筑行業的普遍問題。

2）通過對某地下車庫項目施工進度管理中引入BIM技術的案例，展示了實際工程中BIM-3D模型構建、BIM+進度四維模擬和施工現場協同的全過程，為BIM技術在項目施工進度信息化管控中的應用研究積累了實踐經驗。

3）BIM技術應用于施工進度管控的可視化、信息實時化與高效協同化優勢，為提升施工效率與施工質量提供了有力保障。