BIM 技術在大型綜合體項目中的應用

宋 浩，陳吉光，包希吉，李 航，史錦輝（中建八局第二建設有限公司， 山東 濟南 250022）

隨著我國建筑業的高速發展，建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）技術在工程建設中的應用已經非常廣泛，特別是對于大型綜合體項目，此類項目各專業之間聯系非常緊密，而且受外部條件的影響也很大，顯然 BIM技術在此類項目中具有很大的應用價值。BIM 技術可以通過精細建模，對工程進行虛擬建造，提前查找各專業間的問題，避免返工。

本文以某城市廣場為例，利用 BIM 技術，對項目進行精細化管理，并且總結提煉應用點，為后續工程提供參考。

1 工程概況

某城市廣場為山東省煙臺市政務服務中心，位于長寧路以東、銀海路以南、長安路以西、府后路以北。總建筑面積27 萬 m2，共 1 個單體，其中一區地上建筑面積約為 61 203 m2（地上共 5 層）、二區地上建筑面積約為 88 485 m2（地上主樓共 17 層）、地下總建筑面積約為 119 641 m2（地下共 3 層）。結構類型為框架剪力墻結構。

2 工程重難點

（1）本項目為深基坑工程，地質條件復雜，土層含水量大，基坑開挖深度為 12.0 m。土方開挖過程中，四周止水帷幕未正常施工完畢，土方開挖與止水帷幕同步施工。開挖帶水作業，難度大。

（2）地下室頂板全部為大跨度空心樓蓋結構，工序多，空心管抗浮及定位是管控重點。

（3）高大支模施工區域多，其中超高獨立柱支模高度為 42.5 m，最大支模跨度為 19.5 m，加固難度大。

（4）屋面懸檐結構尺寸大，高度為 81.0 m，施工困難。

3 BIM 技術綜合應用

3.1 土方策劃

借助于土方階段 BIM 模型，合理布置出土坡道，策劃周邊臨時道路，對土方開挖方案進行模擬，并且考慮出土提前將冠梁下臥；采用中心盆式開挖＋采取疏干井＋明溝的排水措施，降水效果顯著，保證了 1 個月連續出土 50 萬 m3，縮短建設周期。

3.2 平面策劃

根據施工場地以及周邊道路情況，模擬整個施工場地布置，合理安排辦公區、生活區、材料堆場、施工車輛進出門位置等。通過綜合場布 BIM 模型，對施工場地進行科學的三維立體規劃，可以直觀地反映施工現場情況，減少施工用地，保證現場運輸道路暢通，方便施工人員管理，有效避免二次搬運及事故的發生。

3.3 圖模會審及碰撞檢測

建模過程中審核各專業圖紙是否存在錯、漏及表達不清的問題，配合項目部圖紙會審，確保圖紙質量。在施工深化設計的過程中，各專業整合進行碰撞檢測，找出碰撞點，為現場的準確施工盡早地制定解決方案。

3.4 BIM 深化設計

3.4.1 屋面深化設計

對屋面進行排版策劃、細部節點策劃，對機房進行編號排版，對室外廣場進行排版細化鋪貼，對管井進行樣板策劃實施。利用 BIM 技術對屋面排磚進行深化設計，減少廢磚，提前布置，保證美觀。

3.4.2 機電深化設計

利用 BIM 技術對機電工程進行機電管線綜合排布，尤其對復雜重點區域進行模擬分析，有壓管讓無壓管、小管道讓大管道、冷水管讓熱水管等管綜原則，使排布方案合理、美觀，避免返工，縮短建設周期。

3.4.3 幕墻深化設計

深化設計階段，不斷提高完善模型構件、節點的精細度，并且確保模型信息在不同階段之間的有序流動,充分發揮 BIM 技術的可視化效果及協同效應，縮短建設周期。

3.5 BIM 技術輔助方案優化

3.5.1 超高混凝土平臺施工方案優化

平臺原方案為混凝土結構，高度 28 m，需采用高架支模形式進行模板支撐體系搭設。現將此平臺優化為鋼平臺，規避高支模風險，借助 BIM 模型對方案進行施工模擬，提前策劃。而且鋼梁可以回收重復再利用，節約成本。

3.5.2 大懸挑屋面案優化

主樓屋面挑檐結構外挑尺寸大，高度為 81 m，外裝造型復雜，施工難度大。

由混凝土結構優化為鋼結構施工，縮短工期 50 余天，鋼結構深化過程中，幕墻單位提前深化鋁板掛設點及吊籃掛設點，幕墻龍骨連接桿件深化設計過程中連接點并入深化，減少措施費用，增加創效（圖 1）。

圖 1 大懸挑屋面施工

3.5.3 超高獨立柱模板支撐施工方案模擬

超高獨立柱截面尺寸 700 mm×1 000 mm，懸臂澆筑高度 28.52 m，在混凝土施工過程中對支撐體系和垂直度的控制均存在困難。項目通過 BIM 技術進行若干方案模擬，確定分 4 次澆筑。采取定型模板加固體系、第 1 段同時在柱四面設置鋼管斜撐、以上 3 段在下段貫通柱及靠近主體框架柱設置鋼梁，在鋼梁上設置鋼管斜撐保持貫通柱模板體系的穩定并調節貫通柱垂直度，確保懸空預埋件安裝凈空滿足鋼操作平臺的安裝（圖 2）。

圖 2 超高獨立柱支撐方案模擬

3.6 BIM 管理

3.6.1 虛擬樣板引路

通過 BIM 技術建立多種虛擬樣板代替實體樣板，不僅實現了快速方案修改、比對，而且降低投入，節能環保，節約了工期與成本。并且結合虛擬現實技術（Virtual Reality,VR）技術，使樣板更加逼真具體。其次，將施工方案與 BIM 模型相結合，利用二維碼技術制作成現場二維碼技術交底卡，通過讓現場施工人員掃碼來指導施工。

3.6.2 施工進度 BIM 4D 模擬

基于 BIM 技術對施工進度可實現精確計劃、跟蹤和控制，動態地分配各種施工資源和場地，實時跟蹤工程項目的實際進度，并通過對計劃進度與實際進度的比較，及時分析偏差對工期的影響程度以及產生的原因，采取有效措施，實現對項目進度的控制，保證項目能按時竣工。

3.6.3 商務管理

利用 BIM 模型提取工程量，為商務人員提供一個參考，進行偏差分析，形成糾偏舉措，提高精細化管理。另外，提取的工程量可以指導現場物資計劃，實現材料進度、堆放、轉運的精細管理。

3.6.4 BIM 云平臺應用

基于信息化集成平臺，將互聯網＋、物聯網、大數據、云計算等工地信息化與 BIM、室內定位、智能機器人、智能交互終端等工地智能化建造技術有效結合，用以進行聯動性管理，為工程管理實施過程降本增效。

借助于 BIM 協同平臺，傳遞三維可視化信息，實現疫情期間零接觸辦公，保證項目管理可控。

4 結 語

基于 BIM 技術的精細化建造管理，能直觀地反映大型綜合體各項特征，可以提前發現并解決各專業間的問題。提高施工效率，減少返工，針對大型綜合體施工有廣泛的適用性，為今后類似工程的設計、施工和業主決策提供了一種有效的 BIM 思路。