BIM技術(shù)在大體積筏板混凝土澆筑施工中的應用

李 舟

（湖南省第六工程有限公司，湖南 長沙 410000）

現(xiàn)代建筑施工中，基礎(chǔ)工程是施工中最重要的一環(huán)，建筑高度越高，基礎(chǔ)越深、越長。大體積筏板混凝土澆筑是高層建筑施工中常用的一種施工方式，由于筏板厚度較大，只能應用于大體積混凝土中，這也是建筑工程中一項重難點的施工項目，因此，在建筑施工中，對大體積筏板混凝土施工技術(shù)的研究日益受到重視。

1 BIM技術(shù)

BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）技術(shù)是以信息為基礎(chǔ)，在3D模型中輸入、整合項目的各種施工信息，通過施工模型模擬項目施工過程，便于施工管理人員合理決策，整體控制施工進度和質(zhì)量。BIM技術(shù)是從2005年開始被國內(nèi)建筑業(yè)逐漸了解，目前，BIM技術(shù)已被廣泛應用。例如，在建設上海中心大廈時就應用了BIM技術(shù)，這也是我國早期的一個BIM技術(shù)實際應用案例，該項目的成功為建筑業(yè)應用BIM技術(shù)提供了豐富的實踐經(jīng)驗，對建筑行業(yè)的發(fā)展起到了積極的作用。近年來，國家也頒布了許多BIM技術(shù)相關(guān)政策，有國家政策的扶持，國內(nèi)BIM技術(shù)應用研究的熱情高漲。隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)建筑行業(yè)在BIM技術(shù)上的實踐經(jīng)驗也越來越豐富，BIM技術(shù)逐步成熟，軟件應用更方便、更快捷，給使用者帶來了便利。實踐表明，BIM技術(shù)的應用對提高施工效率、降低風險、減少損耗具有重大意義。因此，在大型建筑項目建設中，采用先進的BIM技術(shù)能有效提高施工水平和質(zhì)量，建筑業(yè)應重視BIM技術(shù)的應用。

2 工程概況

本工程主要由三個主體和一個公共區(qū)域組成。三個主體分別是大劇院、群眾藝術(shù)館、科技館，屬于大型公共建筑，主要作為文化活動陣地、城市景觀標志性建筑，占地面積達96 544.048m2。本工程使用的筏板基礎(chǔ)尺寸為300m×300m，厚度分為1 150mm和1 000mm兩種。電梯井和集水坑在該筏板上多有分布。

本工程采用大體積筏板混凝土澆筑，面積分布很廣，混凝土成型需采用不間斷澆筑方法，對澆筑技術(shù)要求較高，給工程施工人員和管理人員帶來巨大挑戰(zhàn)。為此，應將BIM技術(shù)與施工相結(jié)合，在筏板施工前優(yōu)化混凝土澆筑施工方案，精細化管理工程施工過程，從而保證施工進度和質(zhì)量。

3 BIM技術(shù)在項目中的具體應用

3.1 優(yōu)化項目方案

在工程項目施工過程中，需要有項目方案指導。以往制定項目施工方案時，項目參與者都是以書面形式進行溝通，但隨著項目規(guī)模的不斷擴大，交流中使用的圖紙、文檔越來越多，長此以往，當要改進、優(yōu)化項目方案時，需要閱讀大量的紙質(zhì)文件才能詳細了解該項目存在的問題，不利于提高施工管理效率。應用BIM技術(shù)對于提高項目參與者之間的溝通效率具有積極意義，并能直觀地將施工過程中存在的問題表現(xiàn)出來，便于項目各參與者開展工作。

本工程對筏板基礎(chǔ)施工的整體要求高、結(jié)構(gòu)體積大，科學合理的施工方案能夠保證大面積筏板混凝土澆筑的施工質(zhì)量。項目負責人優(yōu)化施工方案時，首先按施工圖紙用Revit軟件制作施工模型，按照初擬的施工方案，將制定的模型導入Navisworks Manage軟件中，對施工過程進行動態(tài)模擬，檢測混凝土澆筑時人員、機械和測溫點的安排是否合理。然后，參照施工模擬結(jié)果，作出相關(guān)分析和總結(jié)，找出實際施工過程中可能存在的不足，通過制定預防和解決方案，解決現(xiàn)有的不足。最后，利用BIM技術(shù)對優(yōu)化的施工方案進行施工模擬，直至達到最優(yōu)化。另外，由于本工程所用的筏板和混凝土澆筑體量較大，在制定施工項目方案時，根據(jù)施工設計圖紙，將澆筑區(qū)域劃分為五區(qū)域和八區(qū)域，并結(jié)合BIM技術(shù)對兩種施工方案的施工情況進行模擬。采用分五區(qū)域進行模擬施工時，各區(qū)域間混凝土澆筑差量較大，澆筑量不均且不能靈活安排人員和機械；而分八區(qū)域進行模擬施工時，各區(qū)域的混凝土澆筑量更具均衡性，便于科學合理安排施工計劃和及時處理施工過程中的突發(fā)情況。因此，最終決定采用分八區(qū)域澆筑混凝土的施工方案。

3.2 施工進度控制

以往的施工進度管理方法主要是：管理人員編制項目進度計劃案，向現(xiàn)場施工人員下達進度計劃，根據(jù)進度計劃實時記錄施工進度，并將進度記錄實時上報施工決策人員。盡管以往的施工進度管理形式也能有效把握施工進度情況，但對于施工決策人員，收到進度記錄存在滯后現(xiàn)象。另外，由于個人的主觀性，在調(diào)整施工人員、材料、機械等方面，容易受到人為因素的影響，導致決策方案不合理，進而影響施工進度。采用BIM技術(shù)模擬施工的優(yōu)點是：BIM技術(shù)具有可視化、可模擬性，可以用不同顏色標注筏板基礎(chǔ)各個施工階段，展現(xiàn)不同形態(tài)的施工進度，減少傳統(tǒng)施工管理中人為因素的消極影響。將BIM技術(shù)與施工進度管理相結(jié)合，可以在施工前先在Navisworks Manage軟件中導入建立好的施工模型，然后以施工進度計劃案為基礎(chǔ)，分解各關(guān)鍵節(jié)點，在軟件中輸入各施工階段名稱、施工起止時間等關(guān)鍵信息。施工開始后，在軟件中實時更新現(xiàn)場施工情況和進度，使施工進度直觀化，便于施工決策人員及時、詳細地掌握整體施工進度，并可及時對現(xiàn)場施工計劃外偏差采取項目調(diào)整和彌補措施，保證施工按計劃順利實施。目前，BIM技術(shù)已廣泛應用于工程項目中的施工進度管理，從而提高項目的經(jīng)濟效益。

與其他上部結(jié)構(gòu)施工進度控制不同的是，筏板基礎(chǔ)由于需要不間斷施工，因此，要嚴格管理、控制進度時間。筏板混凝土澆筑施工前，需鋪設基礎(chǔ)墊層、鋼筋綁扎、支模等施工工序，各道工序要緊密聯(lián)系、相互配合，確保每道工序順利完成。大體積混凝土澆筑施工不能間斷進行，分層澆筑時不能忽略混凝土的初凝時間，要嚴格控制每層澆筑的間隔時間。另外，澆筑速度不可忽視，澆筑速度過慢會造成澆筑工期延長，速度過快會引起混凝土振搗不到位。如果因澆筑施工而造成進度滯后或項目施工中斷，將嚴重影響施工質(zhì)量。因此，嚴格控制施工進度十分必要。在筏板澆筑施工前，用Navisworks Manage軟件輸入各段的施工過程，根據(jù)施工計劃精確每段施工過程的進度，以分鐘為單位計時，以精確管理澆筑過程進度。筏板澆筑過程中，可能會出現(xiàn)泵送機械損壞，施工機械需要整修或更換，將影響正常的施工進度。對于此類施工時的突發(fā)情況，必須上報BIM技術(shù)人員，根據(jù)施工進度計劃，對現(xiàn)場實際施工進行調(diào)整，加快后續(xù)施工進度，從而減少突發(fā)情況對施工總進度的影響。利用BIM技術(shù)對施工進度進行實時管理和控制，有利于筏板澆筑施工計劃按時完成。

3.3 工程量統(tǒng)計應用

每一個施工項目都有其成本規(guī)劃，因此，統(tǒng)計工程量用量十分必要，超出計劃的工程量用量將直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。以往一般采用人工估算或算量軟件對工程量進行統(tǒng)計，難以保證建模精度，特別是遇到異形結(jié)構(gòu)時，計算的工程量與實際容易產(chǎn)生偏差。目前，廣聯(lián)達GCL算量、廣聯(lián)達BIM5D、Revit都是應用最廣的BIM算量軟件，這些軟件統(tǒng)計工程量用量準確度高、統(tǒng)計方便。

3.3.1 廣聯(lián)達GCL算量

該算量軟件在行業(yè)內(nèi)應用較多，它不僅能直接建模，而且可以先導入BIM模型再算量。用該軟件算量時，要將Revit模型導出GCF格式文件，然后在廣聯(lián)達GCL軟件中導入GCF格式文件進行計算，最終生成一個匯總表，便于施工管理人員查看各工程量用量詳情。

3.3.2 廣聯(lián)達BIM5D

該算量軟件以BIM平臺為核心，統(tǒng)計工程量：在GCL軟件中導入Revit模型，然后導出IGMS格式文件；在BIM5D軟件中導入IGMS文件，需要查看哪項工程量用量，導出清單查看即可。

3.3.3 Revit

該算量軟件建模技術(shù)很強，所構(gòu)建的模型非常精細，能夠精確地制出施工實體的形狀，同時，還能進行材料用量的統(tǒng)計。Revit軟件具有多種統(tǒng)計方法，可根據(jù)需求自定義選擇統(tǒng)計方式，也可對實際工程量進行精確統(tǒng)計。用該算量軟件可提高算量效率和算量精確度。

本工程建模簡單，只需統(tǒng)計混凝土材料用量，因此，使用Revit軟件即可統(tǒng)計本工程所需材料量，而無需使用其他算量軟件。工程量統(tǒng)計有利于合理地制定施工計劃和施工進度安排。另外，統(tǒng)計出各施工段所需的材料量有利于充分發(fā)揮人力、物力、財力，合理安排施工人員、機械數(shù)量和混凝土材料量。利用BIM技術(shù)建模，可一模多用，優(yōu)化項目方案、掌握施工進度、統(tǒng)計工程量，提高施工效率和質(zhì)量。

4 結(jié)語

大體積混凝土澆筑施工在項目施工中占有重要地位，也是施工的難點。在實際施工時，如果只有優(yōu)良的施工工藝，沒有制定合理、詳細的施工進度計劃，就不能保證施工質(zhì)量，甚至不能按時完工。以往的大體積混凝土澆筑施工受人為因素的影響，很難在混凝土澆筑過程中嚴格控制施工進度，BIM技術(shù)與項目進度管理相結(jié)合，可較好地減少人為因素，加快施工進度。調(diào)查結(jié)果顯示，BIM技術(shù)應用于大面積筏板混凝土澆筑，可提高施工管理效率、保證項目實施順利，同時，也為國內(nèi)大體積混凝土澆筑施工管理提供了實踐經(jīng)驗。