BIM在裝配式停車場中的應用

向杰，袁斌斌，向金澤

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

本文提出某停車場采用裝配式建筑方法，其結構設計較為復雜、施工難度相對較大。該裝配式工程項目通過采用BIM技術，使建筑工程的設計與施工安裝全過程可視化，不僅可以更加精準地把握建筑結構的設計，還可以對現場施工方案進行校驗和優化設計，進一步提高裝配式工程建設的科學性和合理性，并且實現了項目管理的信息化、智能化。有利于項目工程的成本分析和施工進度的管理[1]。

2 工程概況

某停車場項目設計為一類綜合樓，采用裝配式建筑方法進行現場施工，消防、耐火等級均為一級。該項目的占地面積為1.1萬㎡，分為地上和地下兩部分，其中地下一層主要為輔助用房，地上七層，其建筑物高度為24m，建筑總面積7.9萬㎡。建筑物地上部分結構體系為預制裝配式鋼筋混凝土，其主要功能是停車場。停車場采用裝配式建設模式，在建筑行業較少見，且本項目共有3800塊預制構件，數量大，施工難度高。基于BIM技術對該項目結構進行三維模型搭建，如圖1所示，并對整個項目結構及現場施工過程進行動態模擬預演、沖突和碰撞檢測，及時改進優化，并建立該項目的信息化管理平臺。

圖1 BIM技術三維模型

3 BIM的3D技術在項目中的應用

3.1 構件碰撞檢測

在傳統的建筑工程中，建筑的施工圖紙通常由制圖軟件憑借線段和數據表達建筑各個構件的相關信息參數，采用二維的平面方式表達該項目各個構件的具體位置，無法直觀具體的將建筑圖形結構表達清楚，為施工帶了極大阻礙。本停車場項目的結構設計十分復雜，構件的安裝施工較為繁瑣，僅依靠人工想象和施工經驗極易發生差錯，其安全可靠性不高。基于BIM技術搭建的工程參數模型，以三維可視化的形式將建筑復雜的設計展現出直觀可視的效果圖，相較于傳統的二維設計圖紙，具有更好地視覺效果和思維表達效果，并且還可以將建筑結構設計中的碰撞問題直接暴露出來。先進的BIM技術應用較側重于其現場施工過程的模擬演示、檢測機電安裝過程中的管線碰撞和施工工序沖突。本停車場工程項目不僅對機電安裝工程施工進行系統檢測和改進，同時還對土建施工中的大量模板支護排布搭建進行碰撞檢測，如圖2所示。對模板支護搭建施工進行檢測，做到事前發現和優化，并將問題列出明細表，直觀掌握工程施工過程中碰撞的數量和位置，進而對其管線施工方案進行具體優化設計，最大程度降低施工過程中出錯的概率。同時，通過利用BIM技術對施工支撐排布圖和相對應的其他圖紙進行施工模擬和技術交底，提高了各參建方之間的溝通交流，也提高了現場的施工效率，使本停車場工程施工質量得到了保障，起到提質增效的作用。

圖2 BIM技術的碰撞檢測

3.2 現場施工過程模擬

基于BIM技術搭建的工程參數模型，在裝配式建筑構件的吊裝施工基礎上，對停車場的車輛及吊裝施工過程進行模擬預案演示，BIM技術裝配式模擬預演如圖3所示。由于該停車場工程項目占地面積巨大，其部分預制構件重量較大，單個構件的最大重量可達20t，因而對吊裝安裝的全過程進行模擬演示，同時，傳統的塔吊方式無法滿足構件安裝的起重要求，但若采用特種塔吊則進一步增加了工程的施工成本，且由于現場施工距離及操作空間無法滿足履帶吊裝的施工條件[2]。因此，通過對現場吊裝施工過程的多次模擬及設計方案的優化，最終決定放棄傳統的逐層吊裝方式，采用倒退階梯式吊裝方式，其更加符合本工程的實際情況，使本項目的吊裝施工方案更具可行性和合理性，也有效控制了構件吊裝的施工成本，提高了建筑的施工效率。

圖3 BIM技術中裝配式模擬預演

4 BIM的5D技術在項目中的應用

BIM技術目前已經廣泛應用于現代建筑工程實際中，同時，隨著互聯網+、物聯網技術及人工智能技術的不斷深入研發，BIM技術的應用功能不僅僅局限于參數的三維建筑模型，加入時間和進度管理模式還可以搭建四維模型，加入成本控制可以搭建五維模型。該工程基于BIM技術，將成本資金預算、工程施工進度結合起來，有效縮短了工程的施工周期、節約了項目的施工成本。

4.1 項目成本管理

在現代裝配式工程施工前，應用BIM技術對混凝土的模板支撐排布、構件吊裝工程的施工順序及吊裝方案都進行了模擬方案演示，因此，選用的施工方案可行性、經濟性、適用性更強，避免了建筑資源的浪費以及施工方案不合理帶來的工期賠償和返工成本的支出。BIM技術所建立的信息平臺經過對傳統的二維施工圖紙進行模擬與優化，導出的圖紙包含了經過施工碰撞檢測及優化的管線排布圖、預埋套管圖以及相應的工程量清單表，進一步提高了施工的管理效率，有效降低了建筑的施工成本[3]。基于BIM技術信息平臺強大的數據處理和分析功能，不僅可以精確計算出項目的工程量清單、物料清單等明細表，還可以實現將本工程的信息按照構件類型、時空維度等進行相關數據匯總、分析，實現對信息數據在各參建方部門的共享和協同作業，為項目的管理者在資金成本計劃、施工物資計劃等方面的決策提供數據支撐，進一步降低建筑的施工成本[4]。

4.2 施工設計方案管理

在本停車場裝配式建筑施工設計中，通過利用BIM技術對建筑施工進行管理，建立了建筑模型、結構模型、現場施工模型等可視化模型，并對相同專業、不同專業現場構件吊裝施工進行了碰撞檢測。之后，通過現場施工碰撞檢測報告，利用BIM技術信息平臺對數據進行處理分析，優化改進現場的施工方案，為裝配式建筑施工的有序進行提供保障。同時，在本裝配式建筑的深化設計階段，通過利用BIM技術對構件的生產、運輸、吊裝等工序相互關聯，最大程度提高了裝配式建筑的施工管理效率。例如，在本停車場項目中，對于構件的生產和吊裝過程中，利用BIM技術建立模型，之后基于BIM技術搭建鋼筋工程、孔洞預留工程的模型，并對其各個構件信息數據進行采集，利用BIM技術信息平臺的可視化特點完成智慧化管理，進而防止預制構件與現澆連接點出現碰撞問題，最大程度降低施工成本和縮短施工工期，保證相關建筑企業的利益最大化。

4.3 施工進度計劃

在傳統的建筑工程項目管理中，主要依靠人工參照相關工程量及單位人員施工效率編制的施工進度計劃，但是，人工編制的效率低下并且考慮的參照量不全面，容易忽視施工場地、施工機械以及施工工序穿插等問題造成的施工工期延誤，且通常是在現場施工過程中發現問題后及時通過增加人工量或者延長作業時間來趕工期，容易導致施工工期延誤而造成額外成本的支出[5]。對此，通過采用BIM技術對構件吊裝施工過程進行模擬預演，將構件吊裝施工的全過程直觀、完整的進行演示，在施工前及時發現可能會影響現場施工的相關因素，進而及時采取相關措施解決該問題，并完善現場施工方案，提高施工進度計劃的合理性和可執行性，避免出現不必要的返工及施工工期延誤問題，進一步提高現場施工進度的管理精益化水平[6]。

5 結語

綜上所述，本文論述了BIM技術在裝配式停車場建筑項目管理方面的應用，主要通過利用BIM技術對建筑工程參數建立模型，進行工程構件的碰撞檢測，并對建筑結構設計進行優化改進，實現構件吊裝施工的可行性，最大程度減少因建筑結構碰撞而產生的施工成本支出和施工工期延誤。因此，通過對建筑構件吊裝安裝的全過程進行模擬預演，對吊裝方案及現場施工組織進行優化改進，使項目的現場施工方案更具經濟性和可行性，進一步提高了構件吊裝的施工效率，縮短了施工周期。此外，基于BIM技術模型強大數據處理和分析優勢，進一步提高了各個項目管理部門之間數據共享和溝通交流，對控制工程成本具有重要作用。通過對裝配式停車場的應用研究，為大型、復雜的裝配式建筑工程的BIM技術應用提供一定參考價值。