BIM技術(shù)在上海路發(fā)廣場項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐

上海南匯建工建設(shè)（集團(tuán)）有限公司 上海 201399

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)已被國際工程界公認(rèn)為建筑產(chǎn)業(yè)革命性技術(shù)，在項(xiàng)目精細(xì)化管理、施工過程模擬、空間碰撞檢測、現(xiàn)場質(zhì)量安全管理等方面可以發(fā)揮巨大價值，是一項(xiàng)非常重要的綠色建造技術(shù)[1-5]。住建部在《2011～2015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》中將BIM技術(shù)列為“十二五”重點(diǎn)推廣技術(shù)。《綱要》的頒布，拉開了在我國施工企業(yè)全面推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用的序幕。

1 工程概況

路發(fā)廣場位于上海市浦東新區(qū)龍陽路地鐵站附近，總建筑面積約118 070 m2，是由甲級辦公樓和五星級酒店組成的綜合性建筑群。建筑由法國頂級建筑設(shè)計師設(shè)計，注重建筑體的功能性設(shè)計，但也帶來了不斷調(diào)整設(shè)計方案的問題，是典型性的“三邊工程”。同時，本工程緊鄰軌道交通7號線花木路站～龍陽路站區(qū)間，圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離隧道最近處僅14.768 m，基坑面積大、深度深，最深達(dá)23.8 m，基坑施工時周邊環(huán)境的變形較難控制。

正是存在諸如此類的施工難點(diǎn)，集團(tuán)公司和項(xiàng)目部充分利用BIM的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性 、優(yōu)化性、可出圖性的特點(diǎn)，在工程項(xiàng)目施工管理中，從施工技術(shù)管理、質(zhì)量安全管理、造價成本管理3 個方面深度應(yīng)用BIM技術(shù)，為項(xiàng)目順利實(shí)施保駕護(hù)航。

2 施工技術(shù)管理

2.1 基坑的支撐圍護(hù)施工方案模擬與優(yōu)化

本工程基坑面積大、深度深，又緊鄰軌道交通7號線，基坑施工時周邊環(huán)境復(fù)雜。在傳統(tǒng)的施工過程中，基于二維平面圖紙的基坑施工方案評定審核，不能更好地發(fā)現(xiàn)可能存在的施工風(fēng)險及隱患。通過BIM技術(shù)，可以快速、多次模擬建立基坑支撐圍護(hù)模型（圖1、圖2），從而找到最佳的施工方案。

圖1 項(xiàng)目基坑支撐圍護(hù)整體

圖2 局部棧橋及支撐模型

項(xiàng)目的深基坑有多處格構(gòu)柱偏離支撐的情況，配合深化設(shè)計圖紙優(yōu)化施工方案，通過BIM模型查看設(shè)計方案是否滿足使用功能、效果美觀等，通過反饋、修改直到形成最優(yōu)方案。鋼格構(gòu)柱通過2 次方案調(diào)整、3 次模型調(diào)整，最終確定最優(yōu)方案。

2.2 支撐鋼格構(gòu)柱與主體結(jié)構(gòu)梁的碰撞預(yù)防

支撐體系中的鋼格構(gòu)柱，存在與主體結(jié)構(gòu)梁碰撞的情況，一旦數(shù)量過多，會影響結(jié)構(gòu)梁的施工。通過建立支撐模型并與地下結(jié)構(gòu)主體模型的碰撞檢查（圖3），可以預(yù)知有哪些鋼格構(gòu)柱與結(jié)構(gòu)梁碰撞、具體位置在哪，有助于施工前提前預(yù)知并定制處理方案。

2.3 墻體預(yù)留洞口定位

本工程的設(shè)計，是典型的中西結(jié)合，建筑由國外設(shè)計師設(shè)計，結(jié)構(gòu)與機(jī)電部分由國內(nèi)設(shè)計師設(shè)計，設(shè)計上的協(xié)同存在較大問題。如地下空間機(jī)電錯綜復(fù)雜，管線與混凝土墻體的交錯多而密集，通過傳統(tǒng)的二維圖紙審圖，很難發(fā)現(xiàn)全部的可能遺漏的預(yù)留洞口。而通過BIM技術(shù)，整合機(jī)電管線模型和結(jié)構(gòu)模型，智能判斷預(yù)留洞的位置，通過詳細(xì)的報告，讓施工人員提前預(yù)知預(yù)留洞位置，防止事后鑿洞，破壞結(jié)構(gòu)。在項(xiàng)目一區(qū)地下施工前，通過BIM Works系統(tǒng)，共計檢查出103 個預(yù)留洞口，其中有23 個是圖紙上未標(biāo)注遺漏的預(yù)留洞口。即時圖紙上有標(biāo)注，再通過三維模型的提示，可以讓技術(shù)人員更加清晰地了解預(yù)留洞口的詳細(xì)位置。

圖3 一區(qū)的鋼格構(gòu)柱與主體梁的碰撞

2.4 高大支模區(qū)域位置定位

高大支模的區(qū)域，需要有針對性的制定施工方案，需要通過專項(xiàng)審核。在工程體量大、圖紙錯綜復(fù)雜的情況下，按照一定條件要快速查找到高大支模的區(qū)域，需要花費(fèi)大量時間和精力。現(xiàn)在通過BIM技術(shù)，可以很快查找并且定位到有需要高大支模的位置，而且通過立面的三維顯示讓施工人員更加形象直觀地知道具體軸線的位置以及周邊的工況。

2.5 下料優(yōu)化管控

現(xiàn)場的鋼筋下料的有效管理，對材料采購、成本管理、施工進(jìn)度也有著不小的影響。如果下料班組的下料數(shù)據(jù)有誤，勢必會影響到施工。通過BIM模型，施工前分析出鋼筋下料數(shù)據(jù)，對班組的鋼筋料單進(jìn)行復(fù)核，防止出現(xiàn)浪費(fèi)鋼筋、翻錯鋼筋的情況。項(xiàng)目上現(xiàn)場鋼翻的準(zhǔn)確度進(jìn)而不斷提升，現(xiàn)在精度已經(jīng)控制到0.1%的誤差以內(nèi)。

3 質(zhì)量安全管理

3.1 圖紙問題發(fā)現(xiàn)

傳統(tǒng)的圖紙會審方式是基于二維平面藍(lán)圖，可以發(fā)現(xiàn)大量圖紙問題，但有些涉及到空間位置關(guān)系，詳細(xì)節(jié)點(diǎn)等問題時，傳統(tǒng)方式的優(yōu)勢表現(xiàn)的就不夠明顯了。而創(chuàng)建BIM模型的過程，就是設(shè)計圖紙問題發(fā)現(xiàn)的過程。通過建模，可以發(fā)現(xiàn)大量圖紙問題，及時反饋設(shè)計部門，將問題消滅在設(shè)計階段。本項(xiàng)目僅在地下一區(qū)建模過程中，就發(fā)現(xiàn)了160 多個圖紙問題。

3.2 機(jī)電與結(jié)構(gòu)部分碰撞檢查

運(yùn)用BIM模型，施工前進(jìn)行結(jié)構(gòu)和機(jī)電管線的碰撞檢查，及時排除項(xiàng)目施工中遇到的碰撞點(diǎn)，提高了工效。地下部分查出碰撞點(diǎn)167 處；大底板查出碰撞點(diǎn)25 處，其中影響較大的碰撞點(diǎn)52 處（圖4）。

圖4 碰撞節(jié)點(diǎn)

3.3 4D可視化虛擬交底[6]

傳統(tǒng)的施工交底，是通過二維藍(lán)圖加上人的空間三維想象能力去接受交底。但人的三維空間想象能力畢竟有限，而通過4D可視化的模型，虛擬展示施工工藝，三維技術(shù)交底，提升各部門協(xié)調(diào)溝通效率；優(yōu)化施工過程管理。通過BIM模型，使施工人員更直觀地了解管線走向，提高工效。

通過三維可視化的魯班BIM模型，溝通的效率大大提高，BIM模型代替圖紙成果施工過程中的交流工具，在實(shí)施過程中通過魯班BIM模型發(fā)現(xiàn)地下部分圖紙問題162 處，大大提升了施工的質(zhì)量與效率。

3.4 質(zhì)量安全協(xié)同管理

iBan主要用于工程現(xiàn)場質(zhì)量缺陷管理，快速將現(xiàn)場質(zhì)量、安全等問題直接反映到項(xiàng)目管理層，避免質(zhì)量、安全隱患[7]。項(xiàng)目現(xiàn)場人員對現(xiàn)場的質(zhì)量、安全隱患問題拍照，并且根據(jù)實(shí)際問題的不同選擇系統(tǒng)中不同選項(xiàng)、軸線、工程項(xiàng)目等參數(shù)，將照片通過WIFI或者3G網(wǎng)絡(luò)傳送到系統(tǒng)中。

項(xiàng)目管理人員無論在什么地方，只要打開系統(tǒng)點(diǎn)任何一個“圖釘”，即可以了解項(xiàng)目現(xiàn)場的即時問題，從登陸到系統(tǒng)查閱，可以快到幾秒鐘，大大縮短問題反饋時間（圖5、圖6）。

4 造價成本管理

4.1 及時的施工資源計劃調(diào)整

本工程是典型的“三邊工程”，即時依據(jù)最新圖紙剛做好的施工資源計劃，應(yīng)為最近的圖紙要馬上做調(diào)整。依靠傳統(tǒng)的方式，已經(jīng)跟不上這么快的變化節(jié)奏。而應(yīng)用魯班BIM技術(shù)，可以在2～4 h內(nèi)（最多1 d時間）調(diào)整好變更量。依靠魯班的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，快速分析出下一步需要的人、材、機(jī)資源計劃，為項(xiàng)目部及時調(diào)整部署贏得了寶貴的時間。

圖5 在BE系統(tǒng)中查看圖片資料

圖6 現(xiàn)場照片與模型對比

4.2 采購材料的精確控制

路發(fā)廣場項(xiàng)目上，對項(xiàng)目部所需材料，尤其是以鋼筋、模板、混凝土等主材是項(xiàng)目成本控制的關(guān)鍵，利用魯班基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及BIM瀏覽器，項(xiàng)目以及公司各崗位人員，可以隨時隨地調(diào)取到工程所需任何數(shù)據(jù)，同時嚴(yán)格控制了主材的采購量，對班組也實(shí)行限額領(lǐng)料，這既避免了材料的浪費(fèi)，又能保證材料到場及時性，有利于公司對項(xiàng)目資金的調(diào)配及安排，減少資金積壓和成本浪費(fèi)（圖7）。

圖7 通過PDS系統(tǒng)對混凝土、鋼筋等主材用量進(jìn)行查詢控制

4.3 成本管理

魯班基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)（Luban PDS）是一個以BIM技術(shù)為依托的工程成本數(shù)據(jù)平臺[8]。 它創(chuàng)新性的將最前沿的BIM技術(shù)應(yīng)用到了建筑行業(yè)的成本管理當(dāng)中。只要將包含成本信息（工程量數(shù)據(jù)、造價數(shù)據(jù)）的BIM模型上傳到系統(tǒng)服務(wù)器，系統(tǒng)就會自動對文件進(jìn)行解析，同時將海量的成本數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和整理，形成一個多維度的、多層次的，包含可視化三維圖形的6D結(jié)構(gòu)化工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

利用該系統(tǒng)我們可以對本項(xiàng)目的項(xiàng)目群投資管理，特別是投資分?jǐn)偲鸬接行У墓芾碜饔?。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目快速準(zhǔn)確按區(qū)域（根據(jù)區(qū)域劃分投資主體）及按時間段（月、季度、特定時間等）進(jìn)行分析統(tǒng)計工程量或者造價。

4.4 及時的二算對比

在地下部分的施工過程中，每次材料進(jìn)場及混凝土澆筑的量及時提供給BIM技術(shù)人員，由BIM技術(shù)人員出對比表，再提交給施工部，根據(jù)BIM技術(shù)人員提供的量與實(shí)際量對比，查找分析原因，出總結(jié)分析報告。

4.5 數(shù)據(jù)的協(xié)同共享

項(xiàng)目管理中，工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是最重要的數(shù)據(jù)之一。做到數(shù)據(jù)的及時共享，對管理者快速做出正確決策有著重要意義。以前工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)都集中在項(xiàng)目的預(yù)算員手上，管理者很難及時獲取到這些數(shù)據(jù)，作出的決策往往也是依靠經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用基于BIM的魯班數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，將完成模型后的工程量上傳MC系統(tǒng)，各個條線的管理人員可以依據(jù)權(quán)限可以任意調(diào)取服務(wù)器端工程數(shù)據(jù)，針對施工班組的要料計劃進(jìn)行審核。數(shù)據(jù)形成企業(yè)數(shù)據(jù)庫，達(dá)到數(shù)據(jù)共享、監(jiān)控的功能；形成數(shù)據(jù)共享直接為其提供最基礎(chǔ)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語

總之，作為一種全新的工作方式和應(yīng)用工具，BIM的應(yīng)用對于提高建設(shè)單位對建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計、施工及成本管理水平，都發(fā)揮著其重要作用。未來一段時期內(nèi)，BIM都將是推動建筑行業(yè)全面信息化和現(xiàn)代化的主要手段，其應(yīng)用價值與發(fā)展前景也較為廣闊。在后續(xù)的實(shí)施過程中項(xiàng)目部將繼續(xù)利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目精細(xì)化管理、企業(yè)集約化經(jīng)營的目標(biāo)，為項(xiàng)目貢獻(xiàn)更大的價值，挖掘更多的BIM應(yīng)用。相信在經(jīng)過不斷的探索和嘗試之后，BIM在我國建筑行業(yè)一定會得到更好的推廣與普及。