BIM在施工組織設計中的應用探討

張天 劉航 朱瓊 朱良策 蔡春銘

隨著BIM技術在建筑領域的普及應用，施工組織設計已完成了從二維到三維的轉變和建筑工程的可視化、數字化的處理。結合BIM技術在“陸家嘴御橋03B-03地塊項目”工程施工組織設計中的應用，探討BIM技術在施工組織設計過程中的三維數字化和對在施工管理的影響研究。

BIM技術； 施工組織設計； 施工管理

TU721.1 A

［定稿日期］2022-05-31

［作者簡介］張天（1995—），男，本科，工程師，從事建筑施工工作。

工程項目施工組織設計是一份具有指導意義的技術、科學性相結合的文件，它以記錄建設項目從規劃開始到竣工的全部施工階段為主，是建設工程在施工開始前制定的具體的施工計劃，包括項目的具體工程概況、施工部署、施工準備、總體施工進度、施工方案、施工現場場地布置和技術經濟指標等。在建筑工程施工當中，強化施工組織設計對一個項目起著至關重要的作用，能夠為工程建設的順利進行奠定基礎，提供前提依據。

1 工程概況

本工程為“陸家嘴御橋03B-03地塊項目”，該項目建設地點為上海市浦東新區北蔡鎮御北路與康安路交叉口。總建筑面積約17萬m2，地上由6棟住宅樓及3棟辦公樓組成，住宅樓層高25層，辦公樓最高16層，單體最高高度約80 m，地下大面積2層。

2 BIM技術概述

建筑信息模型化即BIM（Building Information Molding），是利用數字建模的方式來達到對建設項目整體和屬性的數據化表達，可以提供工程項目不同過程的數據信息內容，更好地指導施工建設生產［1］。

將BIM技術應用到施工組織設計的全工程中，將兩者有效的結合在一起，最后得出一份高效的施工組織設計文件，該文件將會給“陸家嘴御橋03B-03地塊項目”建筑工程提供有效的參考。

3 BIM技術在施工組織中的應用

3.1 施工方案

建立BIM模型可以對工程項目“陸家嘴御橋03B-03地塊項目”施工方案詳細地進行演示，篩選和設計出最佳的施工方案，可以進一步改進施工項目的效果，縮短工期，減少因工程結構變更而造成不必要的損失。結合施工進度計劃和施工情況，采用三維模型進行模擬，確定施工場所并合理利用空間，確保人員和設備的安全，最大程度地減輕工程風險，進而再次優化施工方案，直至得出最好的施工方案。在對施工過程中的一些細節進行改動時利用BIM 技術提前構建三維模擬模型并對施工過程進行分析，從中得出最適當的改動方案［2］。

3.2 總體施工進度計劃

進度計劃編制的水平影響工程建設項目管理效果，是施工組織設計的關鍵部分。在建筑工程施工進度計劃的編制過程中，應該結合工程順序排列、每項工序所需時間和資源需求量等內容，采用橫道圖、網絡圖完成相應的進度計劃的編制，保證項目方案的科學合理。當實際施工進度落后于進度計劃時，可以通過調整各個工序持續時間以及改變工序之間的組織方式進行調整。如果實際施工進度滯后是由施工過程導致的，可以利用BIM軟件，在計劃進度中修改施工工序、施工組織關系以及資源調配方案，然后按照新的進度計劃進行模擬施工，尋找忽略的進度沖突點，在軟件中進行調整和模擬的反復循環，從而完善施工進度計劃過程的控制。BIM工程管理技術在項目進度控制管理過程中的廣泛使用，有利于確保項目有條不紊地按計劃進行。

根據“陸家嘴御橋03B-03地塊項目”項目模型建立完成后得到各部分的工程量計算得出相應的每個階段的工期，并用廣聯達斑馬夢龍軟件繪制進度計劃網絡圖，得出該項目時標網絡圖，由于工期較長后期通過改變施工工序持續時間以及改變工序之間的組織方式，從而可得出項目工期某階段性工期縮減了30天。不但縮短了該工程的工期，同時也縮減了成本，減少了一定的工作量。

3.3 施工現場平面布置

施工現場場地的部署是工程施工能夠順利進行的前提條件。施工現場在滿足三通一平的要求下，還得根據設計圖紙、工程地質、水文條件、地形和施工特征等有關信息，制定可行的基礎施工方案，其內容包含：施工方法、所需機具、施工平面布置。根據廣聯達BIM施工現場軟件來建立平面布置以及必要的臨時設施和有關材料堆放點，接通水、電，并進行試水、試電。

以本工程“陸家嘴御橋03B-03地塊項目”的施工現場條件為根據，廣聯達BIM施工現場布置軟件可以在施工現場布置前進行現場布置模擬，以檢查各個工程節點的布置是否符合要求，如鋼材堆放位置和加工位置、木材堆放位置、預制構件的堆放位置和各種臨時建筑物的相應位置、塔吊的覆蓋面積是否滿足使用要求、鋼材堆放位置是否便于安全處理、現場所有臨時修建的辦公室、工人宿舍的布置是否便于生產和生活，以及大型機械進出的順序管理和安全文明施工的保證等。通過BIM模型檢查現場平面布置情況，工程中不合理或者有害的情況消滅在施工前，最大程度保證施工進行的安全性和合理性。

3.4 資源配置計劃

建立BIM模型是對實際建筑物的具體反映，包含了整個工程建設期間所需要的信息：技術、管理、經濟等方面的內容，將這些具體內容結合到資源配置的計劃中，根據該工程合理的優化后，可以使施工資源配置更加有效。以本工程的進度計劃設置安排為依據，主要工序明確落實到固定班組，由班組自行掌握每項工序的搭接，嚴格符合質量標準，嚴格按照技術上的需求，互相創造可以施工的有利條件。必要時根據進度要求及工作量大小隨時進行調整，增減作業班組，合理地安排施工進度計劃，讓工程項目更快地發揮其經濟效益。

利用BIM 技術對項目進行建模操作，做到精確計量工程量，將模型和進度計劃表、預期目標相結合，利用其可視化的特點，對施工人員、裝備、材料進行科學合理的分配和調動［3］。

4 BIM技術在施工組織設計中存在的問題

在施工組織設計中，盡管廣泛應用了數字化建模技術即BIM技術，且效果雖顯著，但仍存在建模精度、數據來源等問題。

4.1 施工階段BIM模型的要求

創建建筑三維模型質量的優劣，直接影響到施工質量、進度、成本和安全的管理。BIM數據的準確性取決于BIM模型的組成部分是如何劃分和建立的。某個構件的屬性信息內容若很詳細，其需寫的信息就越多，從而導致建筑施工人員在實際施工管理的在后期需維護的BIM信息量增加。在施工階段，BIM模型的信息含量的比例能用來保證施工管理能得到應用即可。

4.2 施工階段BIM應用數據的來源

（1）BIM模型設計階段：設計階段是建筑工程項目全過程管理上的一個關鍵單元。如果在設計階段就用到BIM技術，其三維模型將在項目從設計階段到施工乃至運營過程的整個生命周期中使用。該“陸家嘴御橋03B-03地塊項目”在工程設計階段根據圖紙內容用Revit2018軟件進行建模，由于各構件信息較為復雜，項目特征內容較多，設計時難免會遇到遺漏某個構件信息，導致后期工程量結果計算不準確的問題。裝配式建筑預制構件生產階段在裝配式建筑工程中占據舉足輕重的地位，對建筑設計質量和施工效率有較大影響［4］。

（2）因“陸家嘴御橋03B-03地塊項目”整個工程的工作任務相對較大，施工組織設計文件具體分為2部分：整體施工組織設計方案和各主要的分部施工組織設計方案，在細分的過程中發現該過程中出現了些問題。例如，在施工組織設計應用過程中，2個不同的單位制作了同類型的建模或施工工藝方案，對其產生了不同的想法，結果造成建模部分不能完全重合或者由于施工工期的不同而不能完全對接，又或者對同一工作進行了重復編制，這樣就導致了整個過程中進度較慢，設計出現分歧等問題。

4.3 解決措施

（1）設計階段：BIM模型信息的構件化架構與裝配式建筑的構件化施工具有高度的契合性，為利用BIM技術輔助裝配式建筑質量控制提供了天然的條件［5］。充分利用圖紙信息，查找圖紙中有關的規范和基本要求。查閱以往工程有關案例并結合本項目的特征，完善各分部和分項項目所需的工程量的內容，提高模型的準確性，制定相應的施工方案和技術措施，減少了工期。

（2）利用其他單位建立模型：除了設計單位和施工單位這2個最直接參與項目，工作量最大的單位外，其他與工程項目管理有關的單位也可以通過創建局部模型，來提高這項工作的效率，從而降低成本和決策失誤。BIM技術不僅能規范化施工現場、高效化結構設計，還可以為多方提供一個高效的可交流平臺［6］。

5 結束語

如今應用的BIM技術作為計算機輔助軟件的基礎性以及創新型新概念技術，其關鍵性不容置疑。現今的BIM行業內有許多軟件可在施工階段進行應用，取代了以往施工前需準備繁瑣的紙質畫圖任務。隨著建筑領域BIM技術的快速發展，國家對建筑行業政策的接續制訂和重視程度的不斷增加，建筑企業需要積極地參與到BIM技術的研究和應用事業當中。運用BIM建立模型、編制施工進度計劃、建立施工現場場布，這些更直觀地反映了所建工程的所有內容，也易發現問題并及時地找出相應的處理方法。將BIM與施工組織設計過程相結合，不僅減少了建筑施工的風險性，而且提高了建筑工程準備到竣工的工作效率，還提高了工程在建設過程靈活應變的能力，同時也節約了成本，減少了工程人員的工作量。

參考文獻

［1］ 曹文巖.BIM在施工管理中的應用研究［J］.城市建設理論研究（電子版）.2017（6）.

［2］ 劉恣含.BIM技術在土木工程中的應用策略［J］.住宅與房地產. 2021（22）.

［3］ 王占立，嚴鑫，任東.BIM技術在現代建筑工程項目管理中的應用研究［J］.住宅與房地產.2019（33）.

［4］ 李彪奇.BIM技術在裝配式建筑結構施工中的應用［J］.智能城市.2021（22）.

［5］ 王茹，廖文濤，劉清楠.裝配式建筑質量信息模型構建［J］.土木工程與管理學報. 2019（6）.

［6］ 章力棟.BIM技術在裝配式建筑項目中的實際運用過程分析［D］.合肥：安徽建筑大學 2020.