基于BIM5D平臺的項目精細(xì)化管理應(yīng)用

胡夢佳 董良

1.鄭州大學(xué)管理工程學(xué)院 中國建筑第七工程局有限公司 河南 450001 2.河南省交通一卡通有限責(zé)任公司 河南 450016

1 工程概況

本工程位于鄭州市經(jīng)開區(qū)航海東路與九曲路交叉口，包括6棟（26#～31#）32～34F高層住宅；一棟3F幼兒園（33#），建筑高度9.25m～13.25m；一棟2F商業(yè)（33#），建筑高度9.15m；一座-1F/-2F地下車庫組成。其中26#27#為1F地下室，28#～31#為2F地下室；其中-2F為人防區(qū)。工程造價2.2億元，項目工期：2017年11月15日至2019年6月20日。

2 BIM應(yīng)用策劃

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

1、實現(xiàn)BIM+SSGF模式全工序穿插，合理安排工期，實現(xiàn)“高周轉(zhuǎn)、高品質(zhì)”。

2、使用BIM技術(shù)管控項目機電安裝工程，保證現(xiàn)場碰撞問題解決95%，保證不出現(xiàn)因?qū)I(yè)間沖突而引起的工期延誤。

3、實現(xiàn)BIM技術(shù)與雙優(yōu)化的融合管理，實現(xiàn)低成本、高質(zhì)量的樣板工程，以及工程的精細(xì)化管理。

4、使用BIM技術(shù)完成項目鋁合金模板的拼模工藝模擬，將鋁模拼接問題前置解決，保證模板到場拼接零問題，模板報廢率降低30%，保證現(xiàn)場施工問題解決90%。

2.2 BIM組織保障

項目成立了以項目經(jīng)理為第一責(zé)任人，以公司BIM中心為技術(shù)指導(dǎo)的項目BIM中心。提倡“1+BIM”即專業(yè)能力+BIM能力，全員應(yīng)用。加強BIM人才體系建設(shè)，化垂直管理轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷ソ蝗?，淡化各系統(tǒng)間的分界線。項目以公司BIM技術(shù)手冊為指導(dǎo)，編制完成項目BIM實施策劃書、項目BIM建模規(guī)范及成果交付標(biāo)準(zhǔn)，將BIM應(yīng)用過程及BIM文檔標(biāo)準(zhǔn)化管理，并制定工作流程，為后續(xù)BIM+智慧工地實施奠定基礎(chǔ)。

3 BIM應(yīng)用成果

3.1 技術(shù)管理

3.1.1 圖紙可視化

項目部搭建了BIM專用服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，BIM小組根據(jù)《中建七局項目BIM建模標(biāo)準(zhǔn)》和施工圖紙按照建模規(guī)則和項目樣板文件建立全專業(yè)三維模型，包括6棟主樓、地下車庫等建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電全專業(yè)模型。

3.1.2 施工場地布置

通過BIM技術(shù)，模擬施工現(xiàn)場平面布置，對施工場地進行優(yōu)化配置，現(xiàn)場機械、材料堆場、加工場地配置優(yōu)化，合理安排空間和資源，對比原方案現(xiàn)場增設(shè)電子門禁、展示區(qū)、安全通道、加工區(qū)，同時增加防霾噴霧系統(tǒng)和PM2.5監(jiān)測系統(tǒng)，達到綠色施工要求，并根據(jù)現(xiàn)場施工動態(tài)及時調(diào)整。

3.1.3 工地標(biāo)準(zhǔn)化、全天候開放

一方面建立工地標(biāo)準(zhǔn)化開放模型，提前與甲方溝通工地標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)節(jié)內(nèi)容，并作為工程計價依據(jù)。另一方面通過BIM技術(shù)進行“全天候工地開放”展示，項目定期接受客戶、準(zhǔn)業(yè)主、業(yè)主的預(yù)約全天候到工地看工程實體質(zhì)量，客戶購房前可以親自走進工地，見證施工現(xiàn)場、工程質(zhì)量、環(huán)境建設(shè)等關(guān)乎房子質(zhì)量安全和品質(zhì)保障的各項實際指標(biāo)。

3.1.4 塔吊選型

用于塔吊選型，利用BIM技術(shù)進行塔吊方案比選，從QTZ40與TC6510這兩種塔式起重機中進行對比QTZ40起重力矩400KN.m，最大工作幅度50m，TC6510額定起重力矩630KN.m，最大工作幅度60m，通過創(chuàng)建塔吊模型，我們發(fā)現(xiàn)，QTZ40工作半徑不能滿足現(xiàn)場施工要求。最終，在確保覆蓋半徑，載重，安裝拆除的可行性條件下，最終決定采用TC6510塔式起重機。

3.1.5 深化設(shè)計

本項目住宅樓采用鋁模板施工，針對主樓二次結(jié)構(gòu)，使用BIM技術(shù)制定了2種方案進行了對比。第一種方案使用高精度加氣混凝土砌塊進行二次結(jié)構(gòu)的施工，使傳統(tǒng)的二次結(jié)構(gòu)砌筑方式。第二種方案是將原有使用加氣混凝土砌塊施工的大多數(shù)部位進行一次澆筑，使用結(jié)構(gòu)拉縫板增強墻體的側(cè)向承載力。經(jīng)過BIM技術(shù)方案比選最終確定方案二，將部分加氣混凝土砌塊墻改為一次澆筑的混凝土墻，在使用功能不受影響的情況下施工難度降低，安全性高，通過此次深化設(shè)計，節(jié)約工期共計20天。

同時，利用BIM模型對鋁模板深化圖進行可視化，發(fā)現(xiàn)鋁模深化圖中12處錯誤，優(yōu)化5個節(jié)點，在鋁膜進場施工前與鋁模廠家溝通，減少模板資源浪費，保證現(xiàn)場鋁模板正常安裝。

3.1.6 管線綜合

結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗，在地下室結(jié)構(gòu)施工前，利用revit對地下室綜合管網(wǎng)，室內(nèi)水電井進行深化設(shè)計，滿足甲方對凈高要求，消除消防箱對車位的影響，提高安裝施工水準(zhǔn)，使整體觀感得到提升，提升小區(qū)品味，為甲方帶來社會效益。

通過安裝的管線綜合，共優(yōu)化施工圖6萬㎡，出優(yōu)化圖51張，優(yōu)化車位7個，優(yōu)化后節(jié)省橋架47米，管道77米，節(jié)約工期約17天，節(jié)省資金約43萬元。

3.1.7 二次結(jié)構(gòu)自動排磚

二次結(jié)構(gòu)進場前，對排布砌體、構(gòu)造柱等精細(xì)化排布，檢測洞口或者其他構(gòu)件，并導(dǎo)出材料統(tǒng)計表，通過材料統(tǒng)計，實現(xiàn)限額領(lǐng)料，減少二次搬運，保證現(xiàn)場工人砌筑完成后，現(xiàn)場剩余的各規(guī)格磚量在3塊以內(nèi)。另一方面實現(xiàn)定點投料制度，嚴(yán)格把控上料的數(shù)量，依據(jù)墻體規(guī)格和砌塊用量對整體標(biāo)準(zhǔn)層的區(qū)域劃分，并指揮工人在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)卸料，通過這一方式使得本項目材料節(jié)約率4.3%，人工節(jié)約率6.5%，節(jié)約相應(yīng)成本3.5萬元。

3.2 精益生產(chǎn)管理

利用BIM技術(shù)進行可視化4D施工模擬，動態(tài)展示項目進度，將計劃關(guān)聯(lián)模型，通過模擬施工發(fā)現(xiàn)進度計劃中的專業(yè)沖突、材料設(shè)備進場時間等不合理的地方進行及時調(diào)整，并形成動畫指導(dǎo)施工。

3.2.2 進度跟蹤

通過BIM5D將總進度計劃按照專業(yè)、樓層、流水段的形式與模型相關(guān)聯(lián)，并設(shè)置各施工階段現(xiàn)場工況，同時與商務(wù)成本、物資等關(guān)聯(lián)，從而模擬整個建造過程及相應(yīng)時間節(jié)點所需要的人力，機械、材料、資金等情況。通過錄入實際時間，用來與總進度計劃做對比，共生成施工進度報告3個，并及時進行了糾偏。

3.2.3 生產(chǎn)過程資料記錄

通過BIM5D平臺自動整合生產(chǎn)信息并生成施工日志，解決了施工日志編寫困難、記錄信息不準(zhǔn)確等問題。同時，基于平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，自動生成施工日志，極大提高工長工作效率。

3.3 精益質(zhì)量安全管理

為達到精益建造要求，響應(yīng)工程局“過程精品，質(zhì)量重于泰山”的口號，質(zhì)量管理通過全過程質(zhì)量管控，全面提升施工精度，確保一次成優(yōu)，降低質(zhì)量風(fēng)險。深入開展安全風(fēng)險分級管控與隱患排查治理，強化項目全生命周期過程管控，深化全員安全生產(chǎn)責(zé)任，減少職業(yè)健康安全隱患。

3.3.1 臺賬分析

BIM5D平臺有效的解決了我項目現(xiàn)場管理預(yù)控難、問題跟蹤難、數(shù)據(jù)積累難等三大難點，問題記錄清晰準(zhǔn)確、可追溯，避免扯皮。實現(xiàn)項目質(zhì)量安全問題按時整改率達到100%。

標(biāo)準(zhǔn)配送式變電站采用面向間隔與功能的模塊化設(shè)計原則，形成“預(yù)制艙式二次組合設(shè)備+預(yù)制式組合二次設(shè)備+預(yù)制式智能控制柜”的模塊化設(shè)計方案[1]。標(biāo)準(zhǔn)配送式變電站站內(nèi)二次設(shè)備模塊主要包括預(yù)制艙式二次組合設(shè)備、預(yù)制式智能控制柜、預(yù)制式組合二次設(shè)備，其中公用二次設(shè)備采用模塊化二次組合設(shè)備，布置于裝配式建筑物內(nèi)；各電壓等級及主變間隔二次設(shè)備采用預(yù)制艙式二次組合設(shè)備，布置于配電裝置場地；合并單元、智能終端等二次設(shè)備選用預(yù)制式智能控制柜，與匯控柜一體化布置于配電裝置場地[2]。

3.3.2 風(fēng)險源分級管控

依據(jù)風(fēng)險源辨識系統(tǒng)，識別出項目安全風(fēng)險源，并進行分級巡檢管控，安全排查責(zé)任到人，有效排查現(xiàn)場安全隱患，將風(fēng)險消滅在萌芽狀態(tài)。并通過BIM5D平臺將巡檢排查過程可視化、標(biāo)準(zhǔn)化，有針對性的對風(fēng)險源進行排查，排查記錄清晰準(zhǔn)確可追溯，達到了零安全事故的管理目標(biāo)。

3.4 成本管理

3.4.1 鋼筋翻樣

通過應(yīng)用翻樣軟件對項目鋼筋進行自主翻樣，進行鋼筋排布并形成三維模型，通過生成鋼筋下料單，高效的指導(dǎo)現(xiàn)場鋼筋的采購、下料、施工過程。通過翻樣技術(shù)應(yīng)用，為項目節(jié)約了施工成本約40萬元。

3.4.2 成本分析

通過BIM5D將模型與預(yù)算部門出具的合同清單和成本清單分別進行關(guān)聯(lián)，然后通過軟件從時間、流水段、構(gòu)件、材料、清單等多個維度進行前期成本測算，能夠更快捷的顯示出項目成本情況。生成成本對比報告18個，通過此種方式全過程監(jiān)控成本出入情況，發(fā)現(xiàn)成本異常。

3.5 BIM創(chuàng)新應(yīng)用

本項目采用SSGF新建造科技，通過BIM專業(yè)建模模擬SSGF建造過程，以裝配、現(xiàn)澆、機電、內(nèi)裝等工業(yè)化為基礎(chǔ)，并對分級標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、模具空中化裝配、全穿插施工管理、移動信息化管理、人工智能化應(yīng)用等技術(shù)及管理進行系統(tǒng)集成。SSGF具有新型裝配及現(xiàn)澆的優(yōu)點，讓每個樓層成為“空中裝配工廠”，每層模具空中裝配、一次整體澆筑成型，不僅達到了傳統(tǒng)裝配高精度、取消抹灰的效果，更能提高結(jié)構(gòu)整體安全性、抗?jié)B性。

1、全穿插施工

主樓施工采用碧桂園SSGF全穿插施工工藝，包括全現(xiàn)澆外墻、樓層截水系統(tǒng)的應(yīng)用保證施工質(zhì)量，通過BIM建模與施工進度計劃關(guān)聯(lián)進行穿插模擬，劃分關(guān)鍵節(jié)點，使各工序的施工計劃安排合理，避免出現(xiàn)窩工、返工的現(xiàn)象。

2、全現(xiàn)澆外墻

通過BIM建模進行全現(xiàn)澆外墻優(yōu)化設(shè)計，利用鋁模施工優(yōu)勢，實現(xiàn)外墻一次澆筑成型，從而減少交叉工序（砌筑、抹灰、貼磚等濕作業(yè)），為爬架跟著主體進度進行爬升創(chuàng)造條件，實現(xiàn)外墻穿插施工，達到節(jié)約工期，提高施工效率。

3、樓層截水系統(tǒng)

通過在外墻設(shè)置雨水槽來攔截上部主體施工對外墻已完工程的污染，實現(xiàn)外墻的穿插施工。在施工前通過建立BIM模型，從而確定雨水槽設(shè)置位置與放坡角度。通過建立模型，最終確定截水方案。選購成品U型截水槽，沿外墻四周連續(xù)布置，按1%放坡，最低點處增加排水管，引流至最近集水點。

4 總結(jié)

項目BIM實施的過程是協(xié)調(diào)各專業(yè)按施工圖標(biāo)準(zhǔn)完善深化設(shè)計的過程，我們秉承施工圖就是竣工圖的理念，在虛擬建造的過程中，解決了各專業(yè)間的設(shè)計矛盾，利用精準(zhǔn)的BIM模型輔助施工管理，使得實體管線的易施工性得到了充分體現(xiàn)，為整個項目爭取了可觀的經(jīng)濟及工期效益，共節(jié)約工期58天，實現(xiàn)經(jīng)濟效益97.9萬元。并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，獲得了河南省“匠心杯”工程建設(shè)BIM技術(shù)應(yīng)用大賽二等獎。