淺談BIM技術(shù)在工程實踐中的應(yīng)用探索

王 鑫

（遼寧城市建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110122）

隨著國內(nèi)多項重大建筑項目的開工建設(shè)，企業(yè)開始將BIM技術(shù)的運用納入建筑工程的工作范疇，試圖用BIM技術(shù)來解決實際問題。BIM的實踐項目中，通過業(yè)主、設(shè)計單位、施工單位不斷摸索，讓BIM技術(shù)開始有了實踐依據(jù)，為今后BIM在建筑領(lǐng)域的運用提供了經(jīng)驗參考。本文以天津生態(tài)城節(jié)能環(huán)保雙創(chuàng)中心項目為例，詳細(xì)闡述BIM技術(shù)在實際工程項目中的應(yīng)用。

1 項目介紹

天津生態(tài)城節(jié)能環(huán)保雙創(chuàng)中心項目，建設(shè)地點為濱海新區(qū)中新生態(tài)城，總建筑面積約為59820.57m2，地上建筑面積為44116.82m2，地下建筑面積15703.75m2。項目由創(chuàng)投中心、研發(fā)樓B、C、D、中央車庫及門衛(wèi)組成，其中最高層數(shù)為10層，最大單體面積19525.06m2，最高高度約為45.9m，最大跨度約為8.1m，最大基坑深度約4.4m。

2 工程關(guān)鍵點

2.1 施工場地狹小

項目所在場地狹小，給施工臨時設(shè)施、生活辦公臨時設(shè)施布置造成一定困難。

2.2 工期緊、體量大

本工程項目體量較大，包括：創(chuàng)投中心、研發(fā)樓B、研發(fā)樓C、研發(fā)樓D、中央車庫等工程。計劃工期跨越兩個冬季，土建作業(yè)有效時間少，又遇京津冀停工期。

2.3 質(zhì)量要求高

工程質(zhì)量要求較高，綠色建筑要達(dá)到國家綠色建筑二星級標(biāo)準(zhǔn)，爭創(chuàng)“天津市海河杯”。創(chuàng)投中心屬高層建筑，軸網(wǎng)豎向傳遞要求精度高，測量放線工作量大，對控制網(wǎng)精度要求高，地下室體量大，對于地下室自防水混凝土及柔性防水的施工質(zhì)量要求較高，質(zhì)量控制難度大。

2.4 機電安裝系統(tǒng)多，專業(yè)復(fù)雜

本工程機電安裝系統(tǒng)功能繁多，智能化程度要求高，新技術(shù)應(yīng)用多，各種機電設(shè)備及弱電系統(tǒng)設(shè)計齊全，專業(yè)性強，勞務(wù)作業(yè)隊伍多等特點。

3 BIM技術(shù)在施工中的應(yīng)用

3.1 三維場地布置

在充分考慮施工機械設(shè)備、辦公、道路、現(xiàn)場出入口、臨時堆放場地等因素的基礎(chǔ)上，應(yīng)用BIM技術(shù)對施工場地進行科學(xué)的三維立體規(guī)劃，建立了施工場布三維模型，利用BIM模型的三維可視化，模擬現(xiàn)場布置，讓工程人員身臨其境，更好的幫助項目進行合理的場地布置。

3.2 BIM模型的創(chuàng)建

根據(jù)施工設(shè)計圖紙創(chuàng)建直觀反應(yīng)設(shè)計意圖的三維BIM模型，建立土建BIM模型、鋼筋BIM模型、安裝機電BIM模型。如圖1所示，以創(chuàng)投中心為例。

3.3 質(zhì)量與安全管理

圖1 創(chuàng)投中心BIM模型

（1） 圖紙問題

在建模過程中發(fā)現(xiàn)土建、鋼筋、安裝圖紙等問題，把圖紙問題錄入到BIM系統(tǒng)的對應(yīng)模型處，通過BIM系統(tǒng)把視口保存，這樣可以通過三維模型查看圖紙問題，方便圖紙問題的查找管理。

（2）構(gòu)造柱定位分析

根據(jù)圖紙結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明及相關(guān)規(guī)范要求，編制構(gòu)造柱平面定位圖，精確定位每一個構(gòu)造柱，避免在實際施工過程中因為構(gòu)造柱定位不準(zhǔn)確而造成工程返工。

（3）危險源識別

利用BIM技術(shù)，結(jié)合項目《安全防護施工方案》對危險源進行預(yù)先識別，完成4棟樓的安全防護BIM模型（如圖2所示），預(yù)防可能造成的影響和危害。

圖2 安全防護BIM模型

（4）現(xiàn)場質(zhì)量安全問題管理

根據(jù)現(xiàn)場情況制定基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場施工問題管控流程，通過BIM系統(tǒng)的協(xié)同共享機制將現(xiàn)場質(zhì)量、安全、環(huán)境等情況進行反饋，實現(xiàn)了管理人員與現(xiàn)場人員高效率的信息溝通，及時對施工問題進行控制。

3.4 工程數(shù)據(jù)分析

（1）工程數(shù)據(jù)支持——安裝專業(yè)工程量計算

通過利用BIM軟件，建立安裝專業(yè)BIM模型，能夠快速計算出工程量，生成工程量報表，直接形成了工程數(shù)據(jù)庫。

（2）兩算對比分析

完成BIM模型和合同清單項目編碼匹配，進行模型BIM工程量與合同清單量的對比分析，查漏補項，即可以保證項目實施數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也可以為項目結(jié)算提供依據(jù)。

（3）梁、柱/剪力墻節(jié)點工程量分析

本項目結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明已給出梁、柱/剪力墻節(jié)點詳細(xì)做法，存在節(jié)點混凝土等級相差兩個等級以上的情況，考慮節(jié)點工程量對造價的影響，通過BIM技術(shù)，對混凝土等級不同節(jié)點處的混凝土工程量進行分析（如圖3所示），并根據(jù)混凝土市場價，計算得出差額造價。

圖3 節(jié)點BIM模型

3.5 進度管理與價值曲線

（1） 進度管理

本項目進度計劃管控的實現(xiàn)，是通過在Luban Plan中將土建BIM模型與項目Project/Excel的進度計劃進行關(guān)聯(lián)，進行施工進度4D模擬，直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。

（2） 價值曲線

在Luban Govern中把模型與造價數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，以及完成計劃進度和實際進度與模型的掛接，實現(xiàn)在govern中查看計劃產(chǎn)值和實際產(chǎn)值，把控項目成本。

3.6 碰撞檢查與管線總結(jié)優(yōu)化

（1） 碰撞檢查

對多專業(yè)BIM模型進行三維空間碰撞檢查，對因二維圖紙造成的問題進行提前預(yù)警，第一時間發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計問題。

（2）管線綜合優(yōu)化

排布方案：此過道處存在多專業(yè)多根管道，橋架與管道相互重疊。通過排布后，水管與橋架排成列，此處過道底標(biāo)高為2970mm（如圖4所示）。

圖4 管線綜合優(yōu)化分析

3.7 方案模擬

（1）復(fù)雜鋼筋節(jié)點模擬

對施工現(xiàn)場復(fù)雜的鋼筋節(jié)點，通過與項目總工確定現(xiàn)場鋼筋排布方法，完成三維鋼筋模型直觀反應(yīng)鋼筋節(jié)點的排布，并通過手機客戶端應(yīng)用到現(xiàn)場施工管理中，進行可視化交底指導(dǎo)施工。

（2）懸挑腳手架施工方案模擬

根據(jù)項目需求，選取《懸挑腳手架施工方案》進行方案模擬，完成懸挑腳手架施工方案模型，模擬腳手架的搭設(shè)，提前反映施工難點，演示施工工藝流程，有效的提高施工效率和體現(xiàn)施工方案的合理性。

3.8 信息資料管理

（1）人員與設(shè)備管理

通過二維碼結(jié)合BIM技術(shù)進行人員管理、設(shè)備管理，收集現(xiàn)場人員和設(shè)備信息，并錄入到相應(yīng)的模型中，生成二維碼，粘貼到對應(yīng)人員的安全帽和設(shè)備上，實現(xiàn)信息化管理。

（2）施工資料管理

通過BIM系統(tǒng)建立資料數(shù)據(jù)庫，把現(xiàn)場電子版施工資料上傳至BIM系統(tǒng)中與模型相關(guān)聯(lián)，并可以生成二維碼，管理人員可以通過掃描二維碼瀏覽各個文件，實現(xiàn)施工資料的信息化。

4 BIM應(yīng)用效果及未來展望

4.1 經(jīng)濟效益

本項目BIM技術(shù)在施工階段中產(chǎn)生了豐厚的經(jīng)濟效益，直接效益主要有以下幾個方面：

①圖紙問題會審、碰撞檢查、預(yù)留孔洞等應(yīng)用減少項目返工和材料浪費。

②工程量數(shù)據(jù)多算對比減少結(jié)算缺漏項。

③三維可視化、施工方案模擬和優(yōu)化輔助項目決策。

④對管線和砌體進行深化設(shè)計避免材料浪費。

⑤基于BIM平臺實現(xiàn)參建方、各部門質(zhì)量、安全、進度等協(xié)同管理提高溝通效率。

4.2 未來展望

本項目以實用性和可執(zhí)行性為基本原則，充分考慮BIM技術(shù)與項目施工管理的密切結(jié)合，同時注重BIM模型在施工過程中的變更更新以及信息添加、信息分析應(yīng)用，以保證BIM技術(shù)在施工管理以及未來的運營維護管理中發(fā)揮作用。