碧桂園
——城央壹品總承包工程BIM技術應用

王依寒 盛 卓 張 彬 蘇霽康 黃小婉

(湖南省第二工程有限公司，長沙 410015)

1 工程概況

項目位于廣西壯族自治區岑溪市南北大道延長線，總建筑面積86 516.7m2，造價約2.5億，于2018年8月開工，竣工日期為2020年5月，由湖南省第二工程有限公司承建。項目按照帶商業網點的住宅設計，建筑高度達99m，框剪結構。本項目在施工過程中的諸多施工工藝將使用碧桂園集團的SSGF工法。工程效果圖如圖1所示。

圖1 工程效果圖

2 工程重難點

(1)施工工期緊：本工程各節點工期緊張，場地狹小，且要經歷雨季、夏季及臺風季節，因此做好施工組織、施工現場布置及制定雨季、臺風的專項方案是重點工作。

(2)施工難度大：專業齊全，對交叉施工部署要求高，并采用新型工藝SSGF工法，技術要求高； 建筑最高約100m，高空作業較多。

(3)管理難度大：本工程在總承包人管理下的分包單位多，協調工作要求高，如何提高參建各方之間的信息傳遞效率，減少因信息傳遞失誤對項目造成的損失尤為重要。

(4)安全文明要求高：本項目為高層項目，工序復雜，材料繁多，各專業的施工質量控制、安全文明施工是本項目的管理重難點之一。

3 BIM技術應用

3.1 BIM技術標

本項目在招投標階段引入BIM技術，將傳統的紙質投標方案進行優化，就招投標中的重要環節進行可視化模擬分析，直觀地反映建筑的外觀、空間及功能，檢驗能否滿足用戶基本需求，并科學地進行場地布置(圖2)； 通過施工模擬與資源優化，合理制訂施工措施優化投標報價； 通過編制BIM技術標為本工程投標提升競標實力和中標率。

圖2 施工場布BIM模型

3.2 GIS無人機測繪

通過討論研究測繪范圍、飛行高度及航線規劃等，制定詳細的無人機飛行方案，選取晴朗的天氣進行無人機測繪工作。

利用無人機航拍采集空間信息和實景影像，獲取三維激光點云數據，生成實景模型(圖3)，通過軟件計算場地面積、土方挖填等數據(圖4)，為項目施工組織包括施工現場平面布置、優化機械和物料運輸路線、分析周邊環境影響等提供依據。

圖3 實景模型

圖4 計算場地面積、土方挖填等數據

3.3 VR+裝飾可視化

BIM+VR技術是建筑信息模型與虛擬現實技術的一體化交互技術，不僅具有BIM技術各專業協同設計的優勢，同時具有VR技術的可視化漫游體驗的優勢。

本項目BIM團隊通過完善裝飾工程中需要的材質信息，建立了裝飾工程材質庫。從中挑選出不同的材質搭配，形成多套方案，并利用前期建立的房間裝飾模型，將不同的方案直觀展示出來。

通過掃描二維碼，可以隨時、隨地從手機端查看室內精裝VR全景漫游(圖5)，感受到實景一般的模擬體驗，并可以直接查看到掛接在模型上的各類信息。BIM與VR技術的有機結合，給設計者、實施者及體驗者帶來了不一樣的感知交互體驗，通過形象直觀的聲像處理方式為三者之間提供更好的信息數據的交流，真正實現了BIM+VR應用的輕量化、可視化、信息化。

圖5 裝飾方案VR漫游

3.4 安全疏散模擬

我們針對安全問題對場域各階段突發情況下人員逃生數據進行模擬。以此來分析最不利逃生情況，確定人員逃生路線，分析安全疏散場地部署位置的合理性。

將BIM模型導入pathfinder中，進行安全疏散模擬，對疏散的仿真研究要更接近真實情況，得到的疏散方案也更加有保證[1]。根據房間使用面積估算人員密度，在模型中添加疏散人員，進行疏散模擬。通過分析逃離過程中的區域密度和出口使用情況(圖6-7)給消防設備的部署提供依據，并給業主提供合理建議，保障逃生密度大的區域暢通和指引標志的明確。

圖6 逃離時間曲線

圖7 出口使用頻率曲線

3.5 機電BIM深化設計

對機電管線進行綜合排布、凈高分析，針對管線穿插結構、凈空高度不滿足等問題，與專業設計、甲方溝通，確定最終的管線綜合排布模型(圖8)，BIM工程師根據實際情況對模型進行跟蹤維護與優化，同時在洞口維修、燈具排布、開關面板安裝等方面進行應用，導出施工圖指導現場施工。使用BIM技術對各系統管線進行優化排布，科學安排施工工序，預計縮短工期約20天，節約經濟成本30萬元。

圖8 機電模型、機房管道模型

3.6 BIM輔助SSGF—爬升腳手架

碧桂園全新SSGF新建造技術成套工法，是以“科技創新”、“安全共享”、“綠色可持續”、“優質高效”為四大核心理念，由碧桂園自主研發的工業化建造體系[2]。其中，爬升腳手架是該工法中的一項核心工藝，本項目運用BIM技術輔助SSGF爬升架，以優于傳統建造技術的作業方式打造高科技現代住宅。

利用C4D建立高精度SSGF爬架模型(圖9)，通過細部模型展示和三維節點說明，向管理人員及班組進行三維技術交底。

本項目SSGF工法中全鋼式升降腳手架的鋼管直徑減少，但強度提升，比傳統的腳手架系統節約材料80%以上，節能低碳。防墜器(圖10)使用新型鋼制作，大幅增強其抗形變的能力。每個機位一般都有三個防墜器工作，即使構配件減少1/3，任何狀態都有2個防墜器工作，仍然安全。

圖9 爬升腳手架模型

圖10 防墜器

SSGF工法中全鋼式升降腳手架采用地面拼裝、塔吊吊裝的形式安裝，每個單元組都有特定的承插部位，減少了高空危險搭設作業，同時減少了勞動力需求，從人、材方面節約成本，縮短建造周期，提升工程質量。

3.7 BIM輔助SSGF—鋁合金模板

本工程標準層全采用鋁合金模板工廠化加工生產，其特點是混凝土澆筑成型效果好。首先利用BIM技術建立鋁合金模板三維模型，對三維實體模型和復雜節點部位進行展示，對優化圖紙中存在爭議部位提前溝通、協調，生成料單并導出施工圖，提交由工廠進行預制化生產，最后施工現場進行模板拼裝[3]。此工藝可實現免抹灰，消除空鼓等質量隱患，且縮短了工期18天。

圖11 標準層鋁模模型

圖12 現場鋁模樣板

本項目對鋁合金模板施工工藝進行了三維動畫展示，對鋁模技術進行全方位全過程的可視化交底，直觀地展示了鋁模施工中的重難點及對應的操作步驟和方式，讓交底內容更形象，表達更加清晰，提高工人對施工方法理解的準確度，提升工作效率，減少因新工藝技術導致現場窩工現象的發生。

3.8 BIM輔助SSGF—二維碼技術交底

結合碧桂園SSGF工業化建造體系標準做法和本項目特點，編寫本工程SSGF工法標準做法及分部分項工程施工方案，制作成二維碼工藝卡粘貼在現場施工區域(圖13)。該交底方式充分發揮了其傳播更快捷、更新穎、制作更方便、成本更節約的優勢，現場作業人員只需通過手機掃描二維碼就能快速查詢到各工序施工工藝和質量把控要點。

圖13 施工現場二維碼庫

3.9 虛擬樣板

本項目結合工程實際需要，搭設了屋頂防水樣板、洞口預留樣板、地下室卷材防水樣板、墻體排磚及墻面抹灰等18個樣板模型(圖14)，搭設模型過程中嚴格滿足現行相關規范要求，對尺寸、規格、材質、外觀等進行嚴格控制。利用模型三維可視、直觀形象的特點，將施工樣板虛擬化、信息化，替代傳統樣板，做到樣板先行，確保施工質量。將樣板模型鏈接制作成二維碼，粘貼在施工主要通道處，供管理人員及勞務人員隨時掃碼查閱以輔助現場管理。

圖14 虛擬樣板

基于BIM的虛擬樣板，相對于傳統樣板而言，其載體及主要傳播媒介為二維碼、LED屏，占用空間小，節省了大面積施工場地； 傳統實體樣板的搭設耗時耗力，且造價不低，而常規做法的虛擬樣板有其通用性，在本項目使用期間，企業其他項目可以同時共享，為企業節約了工程成本； 在工人瀏覽虛擬樣板模型時，對尺寸、規格、材質、工序等信息可以通過構件屬性、文字描述等形式進行直觀的呈現，工人可以清晰準確地理解其施工工藝和重難點控制信息，從而減少誤工、返工等情況的發生。

虛擬樣板的應用，為項目節約成本約25萬元，同時提高了項目的綜合管理水平。

3.10 BIM輔助項目創優

施工現場安裝遠程監控系統輔助項目創優，監控點結合現場特點設置，在大門、樣板區、生活區、圍擋等部位設置相應機位，通過十二個攝像頭實現手機端實時監控現場進度、質安、文明施工、勞務用工等情況(圖15)。

圖15 手機端遠程監控

項目召開了岑溪市住建系統安全生產工作例會暨碧桂園城央壹品現場觀摩會，運用BIM技術為現場觀摩進行了路線及方案策劃(圖16)，觀摩路線為：經實名制通道進入施工現場→至班前教育講臺→至SSGF工法樣板間及SSGF產業工人培訓學?！涟踩ǖ佬麄鳈凇炼S碼技術交底庫→至現場材料堆碼→至1#、5#、6#主體結構實體展示。

圖16 觀摩路線圖

本項目還編制了BIM創優宣傳手冊，制作了BIM宣傳欄(圖17)和安全質量宣傳欄，堅持科技引領、綠色建造、樣板引路、過程精品，確保創集團全優工程。

圖17 BIM宣傳欄

4 結語

碧桂園—城央壹品總承包工程運用BIM技術在設計效果可視化、專業工程二次設計、輔助項目創優、以及對SSGF工法的輔助應用這幾個方面取得了一定成果。BIM技術的應用，代表了先進的現代施工水平，能提升公司形象和增強市場競爭力，也取得了各單位對公司軟硬實力的認可。