BIM技術在超高層裝配式建筑體系中的應用

史 詩

江蘇置信建設工程有限公司，江蘇 鹽城 224001

2016年，國務院印發了《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》。隨著政策的推行，我國裝配式建筑行業的市場活躍度也隨之提升。目前在超高層裝配式建筑的設計過程中，通常以BIM技術為核心構建建筑物的三維立體模型，全方位面向各方展示建筑的宏觀風貌，檢驗建筑設計合理性的同時，還能夠在施工前完成方案調整工作。鑒于此，針對BIM技術在超高層裝配式建筑體系中的應用這一內容進行深入分析具有重要的現實意義。

1 工程概況

某辦公樓項目地處商務中心區域，地上45層，總高度為217m，總建筑面積為19萬m2。項目地下室結構以鋼筋混凝土框架剪力墻與鋼框架支撐為主，地上墻體為輕鋼龍骨隔墻，外部為玻璃幕墻，且地上建筑物均以裝配式構件為主。

2 BIM團隊及標準

（1）BIM團隊組建。工程施工中，業主方為提升施工質量，通過招標的手段將BIM顧問引進到施工協作中。期間，總施工單位經BIM中心支持，進行BIM管理的統籌處理，分包方則在BIM中心與總部指導下完成各項施工作業任務，對于部分不具備應用BIM技術條件的施工方，可通過BIM咨詢方協助的方式完成工程協助施工。具體的BIM團隊組建架構如圖1所示。

圖1 某工程BIM團隊組建架構圖

（2）BIM標準確定。在BIM技術應用的設計階段，承包方應積極與設計單位就超高層裝配式建筑體系的BIM深度進行復核與確認，使兩者之間確定一個統一的標準，為后續的BIM技術應用創設一個良好的環境。施工初期，總施工方需在應用BIM技術時針對合同以及工程狀況進行全面的調查和分析，隨后按照BIM技術的應用標準做好計算機軟、硬件配置[1]。此外，還需在施工前做好BIM技術應用的協同掛歷平臺，促使工程相關的各項數據信息能夠在第一時間上傳至統一平臺[2]。正式施工期間，應構建以BIM技術應用標準為基礎的協調會議制度，使工程資料、圖紙以及BIM數據管理充分與項目建設信息系統之間實現協同共享，還可借助BIM技術的應用完成建筑裝配標準的糾偏處理工作。

3 BIM技術在超高層裝配式建筑體系中的具體應用

3.1 方案設計

施工中要想確保BIM技術的操作質量，需在開工前做好技術應用方案設計工作。根據項目施工要求，BIM技術的應用方案設計應從以下三個方面著手。

（1）鋼結構方案設計。由于地面之上的結構懸挑邊梁的施工難度高，技術部在方案設計前通過與業主溝通，采用鋼模板設計，直接在施工中完成安裝，有效降低了外爬架臨時作業措施費，工期縮短共計90d。隨后利用Tekla軟件進行建模，建模點為封邊梁節點，借此實現現場作業一次成型，預防重新返工問題出現[3]。

（2）地面混凝土澆筑方案設計。鋼管柱混凝土的澆筑環境比較復雜，布料機的站位點方面的選擇難度也較高。在此基礎上，為了有效選出最適宜的布料機位置完成施工，此次施工中需利用Naviswork軟件完成三維定位模擬處理，隨后將布點優化為4個，比預期的設計方案還減少了4個。

（3）幕墻單元體吊裝方案設計。該工程中幕墻的設計共分為7個相對獨立的系統，共計6.2萬m2，期間針對幕墻圖紙進行深化處理后直接進行建模，使用的幕墻處理軟件主要以Rhino 5.0為主。此外，受到工程結構外傾因素的影響，建筑的外墻安裝施工難度及復雜度也較高，為此決定利用BIM技術先進行安裝模擬，在將安裝施工與項目其他專業施工之間的交叉作業情況展現出來的同時，進一步指出當前施工中存在的不符合標準的問題并做調整。

3.2 現場管理

在超高層裝配式建筑施工中應用BIM技術進行作業現場管理時，應做好以下工作。

（1）平面布置管理。該項目地處中央商務區核心區域，周邊的交通環境相對復雜，且周邊無堆放場地，編制人員需針對施工現場做好相應的施工模擬工作[4]。同時，還需就施工中的材料運輸通道以及人員疏散通道等道路交通進行運行模擬，借此實現施工場地布置的優化，并在提高施工現場平面布置可行性的同時，實現布置的科學合理性[5]。應用BIM技術進行施工場地設計后，能夠大幅度提高現場利用率，促使項目各分包方之間的材料堆放場地交叉率降低至少30%，且也能一定程度上縮短施工周期。

（2）裝配式建筑質量及安全管理。超高層裝配式項目不僅在質量方面要求極高，在施工安全方面的要求也十分嚴苛。施工管理人員將與項目有關的BIM技術應用成果均進行了網絡上傳，主要傳輸至BIM 5D平臺數據庫中，隨后項目管理人員直接通過平臺關鍵詞搜索，就能直觀且全面地瀏覽建筑輕量化模型，借此為施工現場的質量管理提供輔助[6]。期間，進行質量管理時，管理人員可直接借助BIM 5D手機端將作業現場所出現的問題在手持設備的支持下實時傳輸至平臺數據庫中，為后續施工流程的推進提供詳細的數據參考，同時進行隱患處理。另外，還可將建筑方的安全文明標準化數據庫中的相關標準進行現場施工文明的規范化處理，并按照工程設計模型進行施工用料的總量統計，最終提升施工安全性。

3.3 采購管理

在建模信息準確的基礎上，BIM建模工作與算量工作可以彼此支撐，實現三算對比，根據多專業構件精細化全三維建模發現可完善之處，優化復雜節點及管線綜合排布，提高算量精度，減少材料浪費。通過BIM 5D對各流水段構件工程量信息進行細化梳理，可形成材料采購計劃表，作為施工備料、限額領料的主要依據，還可與實際消耗進行對比，控制成本，為項目精細化管理提供技術支持。

3.4 訂單管理

在超高層項目中，材料按時進場是保證項目工期的前提。基于BIM技術的物流管理，以三維模型為載體實現加工制作、物流運輸及安裝等信息同步傳遞，便于管理人員通過BIM 5D平臺隨時查閱構件加工運輸情況，有助于對進度的整體把控。同時，利用BIM 5D平臺對進場構件進行信息完善，并在構件上粘貼附帶構件詳細信息的二維碼，用于現場查看構件信息。

3.5 三維激光掃描

將BIM技術應用于超高層裝配式建筑體系中，核心在于三維激光掃描的應用上，主要從以下兩方面著手。

（1）幕墻安裝。幕墻的安裝施工質量要求及標準均極高，且建筑的主體結構與局部施工區域之間的位置偏差、尺寸偏差均較大。對此進行技術處理時，可將高精度的三維激光掃描儀應用其中，對工程結構整體進行掃描處理，借助掃描得出的數據信息利用計算機進行結構還原，并依據掃描所生成的現場點在計算機上構建Revit模型，并與設計模型之間進行重合對比，識別出現尺寸偏差的區域[7]。隨后，將掃描數據傳輸給施工方，要求施工方按照掃描結果進行施工設計方案的深化處理，建模時應綜合考慮現場作業現狀。

（2）施工凈高處理。超高層裝配式建筑體系中，對于樓層的凈高要求標準較高，樓層的頂部需安裝復雜的機電管線，如仍沿用傳統的施工手段，則無法滿足工程設計凈高作業標準。對此，可采用三維激光掃描技術，針對裝配建筑樓層展開全方位的掃描，并將掃描按照拼接點云的形式將其與在計算機上構建的Revit模型進行拼合處理，隨機根據拼合結果進行各個部位尺寸的偏差識別。此外，點云模型還可以應用于建筑樓板不同部位的凈高檢測中，借此進一步深化超高層裝配式設計成果的可靠性。

4 結束語

綜上所述，隨著我國建筑事業的不斷發展進步，現階段裝配式建筑的市場發展空間越來越大，使得BIM技術在房地產市場中的應用范圍也越來越廣闊。超高層裝配式建筑體系的構建對于BIM技術的應用依賴性也相對較高，此時，充分做好建筑產業的上下游數據信息交互、共享工作，不僅能夠提升裝配式建筑在我國的整裝效率，也能夠在現代化城市建設水平提升方面奠定堅實的基礎。