BIM技術在浙江師范大學行知學院工程的應用研究

屠劍飛

(浙江省建工集團有限責任公司,浙江 杭州 310013)

1 工程概況

1.1 項目簡介

浙江師范大學行知學院遷建工程規(guī)劃總用地面積約523 050 m2,項目總建筑面積約292 351 m2(其中預留20 000 m2),其中,新建教室、圖書館、實驗室、行政用房、風雨操場、學生宿舍、學生及教工食堂、生活附屬用房等校舍建筑面積約240 000 m2。工程鳥瞰圖見圖1。

圖1 浙江師范大學行知學院鳥瞰圖

1.2 項目重難點

1)建筑體態(tài)大,工期緊張

本工程有21個建筑單體,實際施工時間僅為365日歷天,如何在工期時間內完成建設任務是本工程面臨的重大難題。

2)機電管線復雜

圖書館、綜合體育館為大型功能性用房,內有水泵房、鍋爐房、冷凍機房、空調機房、排風機房、排煙機房、送風機房等,設備機房內機電管道密集,排布錯綜復雜,施工難度大。

3)V型斜柱施工復雜

圖書館外圍一側共118根V型斜柱,斜柱傾角為46.77°～77.01°,斜柱形狀為不規(guī)則多邊形,內部鋼筋結構復雜。

4)裝飾裝修

本工程建筑功能多,門類齊全,包括學生宿舍、教室、食堂包間、大階梯教室、辦公室、實驗室、籃球館、游泳館、展覽館等。二維圖紙存在局限性,難以反映裝修效果,精裝方案難以定稿。

2 BIM應用體系

經過精心策劃,針對工程重難點結合工程總承包管理的要求,在本工程全面采用BIM技術對工程施工進行過程輔助[1]。

根據(jù)工程特點,成立BIM技術實施團隊,編制BIM技術實施方案,統(tǒng)一BIM技術實施標準、軟硬件需求,明確BIM技術在施工各階段的應用目標和任務分工,建立BIM技術實施組織架構,明確團隊成員職責,保障BIM技術在本工程中的順利開展。

3 BIM應用實施

3.1 場布策劃

通過預先模擬施工現(xiàn)場車輛運輸路線、堆場布置、加工區(qū)域布置、塔吊安裝位置等項目,使項目管理人員直觀地了解現(xiàn)場綜合布置情況,見圖2。對工程現(xiàn)場布置進行綜合考慮,在場地布置策劃階段就完善現(xiàn)場臨時設施和施工設備的布置。

圖2 三維場布模型

3.2 多專業(yè)深化設計

3.2.1 復雜節(jié)點鋼筋深化設計

本工程V型斜柱柱身較長且分叉處豎向框架柱與水平框架梁交叉,鋼筋數(shù)量多而密。因此鋼筋的預排布深化顯得尤為重要,通過與設計單位協(xié)商,優(yōu)化節(jié)點處柱插筋及箍筋連接形式,將柱與柱、梁柱節(jié)點配筋按單根柱考慮,節(jié)點中部縱筋可不深入下部柱內,將其錨固于節(jié)點段柱內,滿足錨固長度的要求,不僅能減少鋼材用量及鋼筋安裝工作量,降低施工難度,也可保證節(jié)點處混凝土的澆筑質量,避免出現(xiàn)混凝土質量通病[2-3]。

運用BIM技術建立V型斜柱三維模型對鋼筋排布進行預先檢查,確保在施工前解決所有的碰撞問題,保證鋼筋的連接、錨固等構造均能達到既定的結構受力要求。圖3為V型斜柱鋼筋深化設計模型。

圖3 V型斜柱鋼筋模型

3.2.2 機電深化設計

本工程設備機房管線密集,合理的布置不僅有利于設備正常有效的運行,減少設備的維護費用,還能使機房觀感質量提升。

運用BIM技術對水泵機房進行綜合排布,充分利用機房內部空間,并且預先對進場設備進行模擬安裝,優(yōu)化設備間的安裝工序,減少設備安裝時間。圖4為水泵機房深化設計模型。

圖4 水泵機房模型

3.2.3 砌體深化設計

本工程共有21個單體,結構形式多數(shù)為框架結構,砌體分項工程施工管理難度高。應用BIM技術進行砌體深化設計,預先對砌體施工區(qū)域進行砌體布置,優(yōu)化砌筑方案,生成二維砌體排布圖紙,圖5為指導工人按要求進行砌筑。

圖5 砌體模型和排布圖紙

3.2.4 裝飾裝修深化設計

整合建筑、結構、機電模型,對樣板間進行裝修深化設計,精確模擬實景裝修效果,運用VR技術進行樣板間虛擬漫游,見圖6,發(fā)現(xiàn)裝修設計中的不足之處,并根據(jù)要求及時進行調整,因此縮短了裝修方案設計、定型時間,且滿足施工工期要求。

圖6 VR虛擬樣板間漫游

3.3 輔助圖紙會審

從二維圖紙進行三維建模的過程中,會發(fā)現(xiàn)很多本專業(yè)之間的圖紙問題,如構件標高錯誤,平面圖與詳圖描述不符等,多專業(yè)模型整合后,建模過程中未能發(fā)現(xiàn)的碰撞問題也會反映出來。

本工程共檢查出631項問題,在圖紙會審過程中解決542項圖紙問題,見表1。

表1 圖紙存在的問題匯總表

3.4 輔助現(xiàn)場管理

采用無人機航拍技術,定期對工程現(xiàn)場進行航拍,以輔助項目管理人員了解工程現(xiàn)場整體施工狀況,加快決策進度。圖7為現(xiàn)場航拍全景。

圖7 現(xiàn)場航拍全景

4 結 語

浙江師范大學行知學院遷建工程通過BIM技術的應用,使整個建造過程變得更加直觀、明確,節(jié)約了實施成本,減少了工程建造過程中發(fā)生錯誤的幾率。

在BIM技術應用過程中,結合本工程的重難點,總結出了以BIM技術輔助項目管理的模式,在項目采用BIM技術應用之初,進行BIM技術應用策劃,明確BIM技術在工程中的應用方向,制定BIM技術實施方案,明確團隊成員職責,使BIM技術在工程實施中真正落地應用,為項目部提供一種全新的管理模式,發(fā)揮BIM技術的應用價值,從而推進BIM技術在工程項目中的應用,提升項目管理的整體水平。