基于BIM協同平臺在超高層建筑施工管理研究

文｜新疆建設職業技術學院 劉紅

BIM 的本質為協同，信息即時共享和BIM 協同管理任務分配為BIM 協同的核心作用，對于BIM 協同而言，其主要面向工程項目所有參建方提供信息共享服務，支持管理、協同、展示、溝通可視化的實現，方便各個參建方完成施工信息獲取以及施工溝通，為工程施工管理工作的強化展開提供了有力支持。

1.項目概述

某超高層建筑工程的總體建筑面積約為169394 平方米，建筑總體占地面積約為17275 平方米，建筑物的高度約為227 米；整個建筑物使用了鋼混組合外框-核心筒結構，效果圖如圖1所示。對于該超高層建筑工程而言，其總體施工工期要求較緊，施工復雜程度與技術難度較高，施工管理工作量以及工作難度維持在偏高水平。為確保該超高層建筑工程施工如期保質完成，主要引入了BIM 協同平臺配合落實施工管理工作。

圖1 某超高層建筑工程效果圖

2.超高層建筑工程施工管理中BIM 協同平臺的應用必要性分析

本工程的施工重難點如下所示：第一，高度大。該建筑工程的總體高度約為227米，屬于超高層建筑物，因此需要在設計與施工期間納入對風力、溫度等多種因素的考量。第二，構件多。該超高層建筑工程的建設規模較大，所以引入的構件數量相對較多、型號多樣，且存在部分構件尺寸超寬、質量過大，而這也對管理工作提出更高要求。第三，節點復雜。在本超高層建筑工程的外部設置了混凝土柱，在落實樓層鋼梁的連接施工中，要求在混凝土柱內進行節點的預埋，所以工程整體對于施工方案以及施工技術的要求較高。

總體而言，本超高層建筑施工復雜程度與技術難度較高，與之相對應的是施工管理工作難度增大，實際工作量、工作繁瑣程度也維持在較高水平。為了更好應付施工重難點，提升施工管理工作質量及其實效性，引入BIM 協同平臺是必然選擇。同時，BIM 協同平臺可支持各種格式文件的在線預覽和快速分享，不用安裝任何軟件和插件即可在網頁、桌面客戶端和手機端中查看文件，簡單且便捷。依托BIM 協同平臺在超高層建筑施工管理中的應用，實際管理工作量與難度有所下降，管理效率以及質量水平呈現出提升趨勢。

3.面向超高層建筑工程施工管理的BIM 協同平臺的構建

在本超高層建筑工程施工管理中所應用的BIM 協同平臺內主要包含著云文檔、云設計、云建造、云場布、云協同、云計劃、云算量、VR 云助手、AR 云助手等9 個模塊，總體架構如圖2所示，平臺的物理結構如圖3所示。整個BIM 協同平臺主要被劃分為用戶界面層、業務邏輯層、數據訪問層、引擎平臺層以及硬件感知層這幾個層次。其中，用戶界面層內包含Web 端、PC 輕客戶端、APP 端、小程序端、VR 端、AR 端；業務邏輯層內包含云設計單元、云文檔單元、云協同單元、云建造單元、云計劃單元、云場布單元、云造價單元、AR 云助手單元；數據訪問層內包含BIM 模型、圖紙與文檔資料、工地監測設備API、運營管理業務數據、ERP/OA 系統接口；引擎平臺層內包含OurBIM 云計算PaaS 平臺；硬件感知層內包含工地現場物聯網管理平臺（網關、接口、中間件），主要構件包括監控攝像、編碼器、RFID、施工電梯、塔吊監測、報警探測、環境監測、門禁等等。另外，BIM 協同平臺還面向設計評審、施工協同、驗收管理、資料歸檔等流程提供全方位BIM 文檔協同服務。

圖2 BIM 協同平臺整體架構圖

圖3 BIM 協同平臺的物理結構

BIM 協同平臺的用戶群體涵蓋設計方、施工方、建設方等所有參建方，具體有：第一，面向設計方，支持BIM 設計成果提交、BIM 方案在線協同評審。第二，面向施工方，支持現場BIM 技術交底、施工方案評估、工作任務流管理。第三，面向建設方，支持BIM 方案成果匯總，一個平臺協調設計施工監理及咨詢方，多方協同。第四，面向咨詢方，支持BIM 成果提交，與設計、施工、建設方等各方進行方案評審和技術交底。第五，面向運維方，依托BIM 在線運維資料庫，維護在線的建筑BIM 數字資產[1]。

4.超高層建筑工程施工管理中的BIM協同平臺的主要應用場景分析

4.1 在建筑工程模型管理中的應用

BIM 協同平臺內所包含的BIM 模型單元能夠為項目管理人員以及施工人員提供施工模型查看入口，確保項目各個參建方能夠迅速獲取真實的、一致的BIM 模型。實踐中，用戶需要在BIM 協同平臺中的BIM 模型單元內上傳完成格式轉換的BIM模型，隨后，相應信息使用人員即可以在BIM 協同平臺內實現對建筑工程三維模型以及建筑物內部各個構件材料信息、規格信息、位置信息等的迅速、全面獲取。在BIM 協同平臺的混合型數據庫內，將XML文檔關聯構件信息，管理人員、施工人員在點擊BIM 三維模型構件后，即可實現對相應構件信息的全面查看與獲取；可以在BIM 協同平臺內自動生成包含著不同構件信息的二維碼，掃描二維碼就能夠迅速得到對應構件信息，以此完成設計模型與實際施工情況的對比，整個管理過程更為高效與直觀。同時，BIM 協同平臺還可以自動完成圖紙對比，具體有：基于PDF 圖紙進行對比，查看前后版本的區別，以不同顏色進行區分，直觀展示前后兩版本的區別；高度自由化，系統自動匹配對比之下，完全實現自定義進行對比，無需擔心對比錯誤；批量對比，一次對比大量PDF 圖紙，后臺自動對比，無需人工監測；對比結果可批量下載及批量在線查看[2]。

另外，BIM 協同平臺在建筑工程模型管理工作中的使用也為工程模型的深化設計提供了平臺支持。在應用BIM 協同平臺落實對建筑工程模型的深化設計實踐中，主要落實的深化模型建立流程如表1所示。

表1 基于BIM 協同平臺的深化模型建立流程

4.2 在工程項目前期管理中的應用

在本超高層建筑工程施工前期，在BIM 協同平臺內上傳了包括項目施工方案、建筑工程施工組織設計等信息在內的文件資料。在BIM 協同平臺的支持下，這些文件資料迅速、自動上傳至云端實現備份保存，有效避免了項目工程施工建設資料丟失問題的發生，也為建筑工程后續施工建設期間的所需資料迅速查找提供了良好條件。同時，對于上傳至BIM 協同平臺內保存的項目工程建設資料而言，其支持著建筑工程參建各方對所需施工資料的實時性查看，且BIM 協同平臺為用戶提供了在線編輯功能服務，方便用戶及時更新修正項目工程施工建設資料，推動著建筑工程項目前期管理工作效率的明顯提升。

4.3 在建筑工程合同管理中的應用

對于BIM 協同平臺而言，其主要參考合同制定類別的不同落實對合同表單的制定以及權限合理設置。實踐中，用戶需要根據類別完成不同合同內容的填寫，并上傳至BIM 協同平臺中，此時，其他參建方以及管理人員能夠依托BIM 協同平臺實現對相應合同信息的獲取。在合同內容發生變更的條件下，BIM 協同平臺管理人員能夠第一時間進入后臺系統實施調整處理。結合合同類別、簽署時間等關鍵詞，用戶即可在自己的權限范圍內在BIM 協同平臺完成所需合同內容的調取，整個調取過程的時間縮短，且精準程度提升，實現了建筑工程合同管理工作的升級。

4.4 在工程施工進度管理中的應用

為確保工程施工進度穩定在規定范圍內，需要強化落實對工程施工進度的管理力度。在本超高層建筑工程建設期間，工期安排相對緊迫，所以著重依托BIM 協同平臺完成進度管理[3]。通過應用BIM 協同平臺，能夠實現對人力資源的快速調配，為各個施工方、施工隊伍的工作協調展開提供支持，從人力資源配置與工序安排方面入手，降低施工周期被延長問題的發生。在BIM 協同平臺中，相關管理人員能夠迅速掌握所有施工人員當前任務狀態、任務數量、任務進度、任務交接以及審批情況，并可以根據任務情況，調整個人任務時間安排及分配，保證項目順利執行，個人時間充分使用。此時，項目負責人及團隊負責人對人員情況一目了然，因此可以實現快速制定策劃、人員快速分配。同時，BIM協同平臺還可以實現“一鍵交接”，具體包括：人員離職，保障資料，任務，項目，審批不影響；一鍵轉交給交接人，減少人工交接，資料，任務，角色自動授權給交接人；權限自動轉移，無需重復設置；數據轉移全自動設計，不影響任務執行，項目進度。依托這一功能的利用，也實現了對工程施工進度的強化管控，消除施工周期延長的隱患與誘因，最終達到提升總體施工效率的效果。

4.5 在項目投資控制管理中的應用

本次超高層建筑工程施工管理實踐中，主要依托BIM 協同平臺的深入應用落實管理工作，為切實發揮出BIM 協同平臺在項目投資控制管理工作中的作用與價值，要求施工人員、技術人員等及時落實對項目施工信息的上傳與更新，以此保證管理人員以及參建各方能夠隨時隨地在BIM 協同平臺內完成所需項目施工信息的獲取，了解現場施工實際情況，并在此基礎上持續落實對施工資源使用與管控計劃的更新修正，確保項目施工成本始終保持在可控范圍內。

4.6 在建筑工程變更管理中的應用

BIM 協同平臺主要依托BIM 軟件構建，能夠實現碰撞檢查，在不得不進行工程變更期間，需要在該平臺內完成工程變更申請的填寫與上傳，涵蓋內容包括分項目名稱、變更時間、變更理由等等，由相關管理人員在BIM 協同平臺內完成對上傳工程變更申請的審批與查看[4]；在管理人員了解現實情況的基礎上，能夠在BIM 協同平臺內對工程變更申請進行批復，要求在通過審批的條件下組織落實工程變更。依托BIM 協同平臺的應用，工程變更管理便捷程度更高，效率更為理想，也為變更管理與備案工作的強化展開提供有力支持。

4.7 在施工物資設備管理中的應用

所有物資設備采購信息均要在BIM 協同平臺內上傳，包括物資設備采購日期、價格、存放地點等等，結合平臺內的固定格式與表單模板，自動完成設備管理表單的生成，且相應表單也能夠自動在云端內保存，為其他人員實施查詢采購信息提供支持，有效消除重復性采購或是采購遺漏等問題的發生。

5.總結

綜上所述，為了更好應付施工重難點，提升施工管理工作質量及其實效性，引入BIM 協同平臺是必然選擇。BIM 協同平臺能夠為BIM 模型管理、項目前期管理、施工進度管理、投資控制管理等多項管理工作的展開提供支持，依托BIM 協同平臺在超高層建筑施工管理中的應用，實際管理工作量與難度有所下降，管理效率以及質量水平呈現出提升趨勢。