BIM技術輔助建筑結構預留預埋深化設計研究

王 濤 侯春明 劉五常 祝兆平

中建三局集團有限公司成都分公司

BIM技術輔助建筑結構預留預埋深化設計研究

王 濤 侯春明 劉五常 祝兆平

中建三局集團有限公司成都分公司

建筑施工過程中，洞口預留、管線預埋看似非常簡單的一道工序，但是卻成為工程返工的重點，造成費用與工期增加。大部分原因是由于建筑結構與機電預留預埋的溝通及協(xié)調不通暢造成。本文就BIM技術在施工過程中輔助建筑結構洞口預留與管線預埋方面如何的的應用，如何提前對建筑結構模型、機電模型自身進行優(yōu)化設計，如何利用土建與機電模型進行碰撞檢測，并通過反饋的結果得出優(yōu)化方案，減少二次返工，確保工程質量，節(jié)約施工成本進行闡述。

BIM；預留預埋；碰撞檢測；深化設計

1、前言

一般情況下，設計院出的二維圖紙無法做到各專業(yè)的零碰撞，我們提前利用BIM技術對土建及機電專業(yè)間的工序交叉部位進行碰撞檢查分析，并應用碰撞報告對相應土建與機電圖紙進行調整深化，將土建施工圖紙與機電施工圖紙做到真正意義的零碰撞，讓各專業(yè)間按照深化設計后的圖紙進行施工，會降低施工成本，較少返工浪費，節(jié)省工期，提高施工質量。

2、依托工程

某項目位于朝天門與解放碑之間，項目直面長江與嘉陵江交匯口，總占地面積為91，782 平方米，總建筑面積約1，134，264 平方米。本工程主體結構造型復雜，機電設備管線種類及數量繁多，專業(yè)間施工協(xié)調及實施難度大，故該項目在先進技術上做出了重大努力，尤其BIM技術輔助建筑結構預留預埋深化設計這項應用在確保工程質量、保證工期方面做出了重大貢獻，取得了良好效果。

3、BIM技術輔助建筑結構預留預埋深化設計應用

3.1 模型建立

首先按照相關專業(yè)圖紙進行建模，模型分為土建模型和機電模型。土建模型分為建筑模型和結構模型；機電模型分為電氣、暖通、給排水三大專業(yè)模型。為保證模型順利拼合與美觀，建模前確定建模規(guī)則，即確定原點、標高、各專業(yè)構件顏色、命名規(guī)則等，建模過程中各構件位置必須與原圖一致，模型從建立到交付過程中必須實時更新。

3.2 專業(yè)內模型深化

在二維圖紙轉換為三維模型的過程中，通過觀察三維模型對圖紙進行初步審查，根據施工經驗對當前圖紙的構件布置提出疑問，如標高、尺寸缺失或信息不一致，特定構件間距不滿足規(guī)范要求等。根據本專業(yè)內設計顧問的答疑或下發(fā)的設計變更，及時將模型進行完善，并將原施工圖進行完善，形成初版深化圖紙。

3.3 專業(yè)內碰撞檢查

隨著專業(yè)模型的初步深化工作的完成，接下來對專業(yè)內模型實施碰撞檢查，即建筑和結構模型，電氣、暖通、給排水模型間的碰撞。

通過專業(yè)內碰撞檢查，對相應模型進行調整，尤其機電管線綜合調整尤為復雜，過程緩慢且問題頗多。調整過程中注意問題收集并向設計顧問提出圖紙問題，經顧問答疑后，對模型進行第二次深化，并對第一版深化圖進行修改，形成第二版深化圖紙。

3.4 專業(yè)間碰撞檢查

(1)管線與建筑結構發(fā)生的碰撞優(yōu)先采用開設洞口，如圖1所示與樓板的碰撞，其中梁柱設置洞口必須取得設計顧問同意，并采取洞口加強措施，當開設洞口影響結構安全時，采用繞線繞管方式。

圖1 結構樓板與管線碰撞

(2)當局部區(qū)域管線過于密集，導致該區(qū)域無論如何調整管線均不能達到凈空要求，此時即需聯(lián)合業(yè)主與設計顧問尋找解決方案，如調整該區(qū)域結構布置。

3.5 最終模型確認及出圖

經綜合碰撞檢查并調整后，總承包單位負責對分包模型進行檢查，確認已達到零碰撞后，將模型與碰撞資料提交設計顧問審核，同意后報業(yè)主審批，審批通過后即按最終模型調整方案，對第二版深化圖進行調整，形成各專業(yè)最終版深化圖紙。

主體結構施工階段，現場根據最終版結構施工圖、綜合機電留洞圖進行洞口的預留與機電管線的預埋，施工過程中管理人員隨時檢查是否按圖施工，并與最終封模前，召集分包與土建管理人員對現場洞口與管線進行最后的檢查，確保無一遺漏。

砌體結構施工時，定期檢查是否按圖進行洞口留設，確保洞口的準確性，保證砌體結構的整體性與美觀性。

4、應用效果

該項目自將BIM技術用于輔助建筑結構預留預埋深化設計當中，取得了良好的效果。

質量方面：自從使用了經綜合調整后出的施工圖紙，主體結構成型質量有了重大的提升，相比未使用BIM技術的項目，該項目將傳統(tǒng)洞口施工二次返工率由10%～20%降至1%～3%，現場洞口預留準確率達到了97%以上，確保了工程質量。

工期方面：自使用了BIM技術，現場返工率的降低，讓項目工期得到了巨大的保證。與傳統(tǒng)施工技術相比，該項目節(jié)省了總工期8%左右的時間，為項目降低了工期風險，確保了合同履約。

經濟方面：在預留預埋方面使用了BIM技術后，現場基本沒有了后期開洞、補洞的人工、材料和機械費用，良好的成型效果大大的減少了裝飾裝修階段的修補，工期的縮短，更是降低了工期罰款的風險，BIM技術的使用為項目創(chuàng)建了巨大的價值。

5、結語

BIM技術是一項功能非常全面的技術，它的應用前景非常廣闊，采用BIM技術也是國內建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，但是國內目前能用到的功能還十分的局限，隨著單方面應用優(yōu)勢逐漸凸顯，我相信更多的人愿意去學習它并應用它，BIM技術在國內的推廣定會勢不可擋。

[1]李豐會，張超，楊林忠，朱桐昕.BIM模擬安裝技術在建筑機電圖紙深化階段中的應用.建筑施工.2015年02期

[2]劉政.BIM技術在機電安裝工程深化設計中的應用.安裝.2014(6)