BIM 技術在地下室施工中的全過程應用

王曉暉（上海心圓房地產開發有限公司，上海 201202）

隨著現代建筑產業地不斷升級進步以及建筑工業化地廣泛推進，建筑信息化在規劃、設計、施工和運維中有了越來越廣闊的實際應用價值，尤其是在目前大力發展裝配式項目的產業背景下，建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)技術輔助裝配式施工成為建筑信息化和工業化的深度融合[1]。在混凝土預制件(Precast Concrete，PC)構件圖紙深化、預留鋼筋碰撞校核、預留洞口校核等設計環節以及構件生產運輸和售后環節控制都起到了良好的促進作用。

BIM 技術由于其卓越的可視化效果、問題檢查能力及包含建筑信息等功能，在工程各階段均有較多的應用點。其各項應用應盡量做到前置性，便于提高正式出圖的精度，也預先對現場實施進行模擬和交底，最大程度降低因圖紙不精確、節點不明晰、做法交底不到位等因素帶來的返工和成本工期浪費。尤其是在地下室工程階段，前期組織展開的各項BIM 工作應當已經出具各類技術成果，并經工程現場各方確認用于指導各工序施工。因此在地下室施工過程中，BIM 技術的應用點往往相對較多，并且具備實施落地的真正價值。

1 輔助設計出圖

BIM 設計圖紙在出圖前可先交由有資質的 BIM 咨詢單位通過全專業建模進行圖紙校核，待 BIM 咨詢單位將各專業圖紙進行校核后再反饋給設計單位復核、最終出具正式施工藍圖。如此方可有效減少以往工程中常見的設計圖紙各專業未能完全匹配問題。尤其在結構體系為裝配式結構的項目中，BIM 對設計圖紙的初步校核可有效確保用于 PC 深化的圖紙具備足夠的精確度，減少甚至避免結構拆分問題和點位預留問題，提高設計和施工階段的協作能力，保證設計質量，從根本上提高工作效率[2]。

土建方面，在 BIM 建模的過程中可以同時發現基本的設計圖面問題，如結構平法標注、結構是否有缺漏、平面圖與詳圖是否有不對應、詳圖是否有節點缺失等。當模型建立完成后，可將建筑與結構模型進行碰撞比對，平面上能夠復核的有洞口是否對應、標高是否一致（尤其是降板部位，降板標高和區域是否對得上）、墻柱和門垛的定位及留設長度等。三維方面，可以進行碰撞問題的檢查，如建筑門窗、扶梯、停車位等是否與結構構件存在碰撞。此類問題尤其常見于地下室部分，在地下結構夾層或布局相對復雜的區域。此外，關于樓梯方面的問題也是土建圖紙校核的關鍵部位，如樓梯與樓層結構是否匹配或重疊、樓梯能否走通、樓梯鏡像方向是否正確、詳圖與平剖面圖是否匹配、梯梁與結構是否搭接等。

機電方面，在前期圖紙校核方面的應用主要是管線綜合優化布置，在管線建模過程中便可發現管道走向、穿墻洞口等基本問題，在各管線建模完成后可以通過碰撞檢查和優化走向布置，給建筑結構提供更加精確的留洞定位，同時可以在管線復雜和密集區域實現凈高的復核。另外，還可以從客觀上促進機電和土建專業之間的變更圖紙及時傳遞，確保底圖一致，避免預埋點位與結構構件相沖突或存在遺漏現象。

2 輔助施工技術應用

BIM 技術更多的應用是在輔助現場施工方面，體現在方案優化、方案交底和施工指導，其在工程項目地下室施工中相關的常見應用點主要有以下方面。

2.1 地下車庫管線布置優化

BIM 技術在地下室部分的管線綜合布置和碰撞檢查，不但可以輔助前期設計階段出具正式施工圖，還可以根據最新圖紙進行修改校核以生成留洞圖來指導現場實際地庫各專業機電預留洞口的設置、套管和底盒預埋。同時，還能用于地庫各專業管道施工之前的工序交底，便于現場合理安排各專業單位的進場順序和地下室各部位的施工順序。可結合樣板區施工交底再大面積展開施工，有效提升管道綜合排布的合理性和美觀程度，提高機電安裝工程的精細化管理水平[3，保證地下車庫的最低凈高能夠符合規范和設計要求。

此外，結合機電抗震設計規范的相關要求，地下室部分的機電管道需進行抗震設計。BIM 技術在地下室的管道綜合布置結果不但可用于指導現場的風管、生活用水管、消防管、強弱電橋架等各專業管道布置，還能夠顯著促進抗震支吊架設計，便于施工單位和深化部門合理優化抗震支吊架的設置布局，合理采用單排支架或并排支架。在滿足設計和規范要求的同時，最大程度地降低抗震支吊架的材料成本和安裝成本，能夠帶來不菲的經濟效益。

2.2 促進機電專業圖紙會審

由于消防、弱電等相關專業通常進場較晚，圖紙會審階段較多只進行強電和照明專業的圖紙校核，而消防和弱電等專業性較強的圖紙往往不能得到有效的校對和復核，容易導致在結構預埋階段相關專業因留洞定位不精確、預埋點位定位錯誤或缺失等問題，致使后期管線綜合布置和穿線工作難度增大。增加的工作量大多只能采用開鑿或者明裝，不但增加返工成本，而且影響交付的觀感。因此，管線碰撞檢查工作在設計階段就由 BIM 咨詢單位展開實施，能夠有效減少上述問題帶來的不利影響。

2.3 設備用房布局優化

地下室設備間的設計布局大多是實際工程中較難實施的部位，如水泵房、水箱間、強弱電間、風機房等設備用房。由于設計面積較小、設備面積或體量較大，房間內的設備和管道安裝需要 BIM 建模提前介入。尤其是生活消防兩用泵房和水箱間，房間內有水箱、水泵、各類控制箱、強弱電橋架、風管、生活用水管和消防水管、排水管等各類管道和設備，布置難度極大。根據 BIM 將結構、建筑、設備和管線等進行提前建模并進行碰撞檢查，確認無誤后指導各專業合理安排作業順序，便于設備間能夠一次性施工完成，達到進度快、質量好、返工少的目的[4]。

2.4 預留洞口定位

洞口預留和定位的校核是 BIM 深化前期能夠有效介入的切入點之一。尤其是結構先行施工的地下室部分，檢查穿地下室梁和外墻結構的各類洞口有無錯漏，對提高地下室結構施工效率、減少后期管線布置時的返工有著非常良好的積極作用，能夠有效減少乃至避免在后期結構上開孔或開洞。

2.5 凈空高度優化

地庫和住宅樓地下室均有最低標高限制要求，其中地下車庫最低凈高要求 ≥2.2 m，住宅樓地下室最低凈高要求 ≥2.0 m。BIM 深化在進行管線綜合布置優化的同時也應考慮凈高的要求，尤其是公共建筑或住宅公共走道等管線較為密集的部位。通過優化各專業管道的水平和垂直排布，不但可以提高管線排布的精度，滿足各部位凈高要求，還能顯著提高質量觀感。

2.6 停車位設置

地下室停車位的數量要與規劃一致。但在設計過程調整或施工過程產生變更后，局部建筑結構或管道布局修改很可能導致停車位區域相應需要調整，尤其是靠近車行道、機房或柱身部位。借助 BIM 技術的前期深化介入，可以提前核定地下部分圖紙問題，在施工前期便可明確好項目完成后停車位的數量和區域符合總體規劃要求。

2.7 施工指導

在施工前期 BIM 咨詢單位可以結合施工單位提供的施工方案、節點做法等，通過建模和制作足夠精度的施工動畫，用于技術人員進行交底培訓，并指導各部位的現場施工，尤其在現澆結構節點、墻身大樣、PC 吊裝、設備間細部等部位，具有非常積極的指導作用。當建模深度足夠時，還可以用于制作創優項目的各部位做法，清晰明了地指導各班組進行創優單元的作業施工。

3 輔助項目管理

BIM 技術在輔助項目管理方面也有很多的實際應用，如 BIM 建模深度足夠時，能夠在各部位體現各部位的建筑信息，包括施工時間、材料信息、構件部位、甚至生產廠家等各類與建筑本身相關的數據和信息，便于施工過程管理和事后的信息追溯，后期交付之后也能進行數據傳輸和運維階段的日常使用。結合平臺還能進行文件資料流轉，如圖紙會審問題的梳理、提交和回復；過程修改單和聯系單的流轉記錄；生成施工動畫和節點圖紙用于施工交底文件并流轉等。另外，材料統計也是 BIM 技術中一個非常實用的功能。在地下室施工中，BIM 可以有效用于統計各類機電管道的規格和長度、配件用量、不同型號的設備數量、門窗等構件的統計。

4 結 語

就實際項目而言，在地下室工程階段，BIM 的功效能夠得到重點落實和更加顯著的體現。當然在主體施工、裝修施工等其他工程階段，BIM 也能發揮其不可替代的作用。但總而言之，BIM 技術要想在建筑行業中的應用能夠日益深入和落地實施，要能真正體現其指導作用和降本增效的功能，需要結合項目實際做好應用策劃，需要將各項校核和方案深化工作到前置，需要真正將 BIM 技術的指導施工作用發揮落實。