BIM技術(shù)在建筑工程項(xiàng)目施工中的應(yīng)用分析

占羅龍，李軍軍，劉文 （豐和營造集團(tuán)股份有限公司，江西 南昌 330000）

0 前言

BIM技術(shù)是適應(yīng)當(dāng)今建筑行業(yè)發(fā)展的新技術(shù)，隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)飛速發(fā)展，傳統(tǒng)建筑管理方法和技術(shù)逐漸被新技術(shù)所替代。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，打破了工程項(xiàng)目傳統(tǒng)建造的模式和格局，應(yīng)用該技術(shù)可以在建設(shè)前利用虛擬的信息模型，對目標(biāo)提前進(jìn)行全周期預(yù)估和評測，大大地提高了建設(shè)質(zhì)量和減少了資源浪費(fèi)。BIM技術(shù)可以主動與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及人工智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行融合使用，完成對工程項(xiàng)目數(shù)字化與立體化的應(yīng)用表達(dá)，可以有效提高施工動態(tài)管理水平[1]。三維可視化是BIM技術(shù)所具備的主要特點(diǎn)之一，對于工程本身益處頗多，通過這一特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)管理人員對于工程本身的操控，由此在確保施工進(jìn)度的前提下，進(jìn)一步提升工程的施工質(zhì)量[2]。BIM技術(shù)對于整個工程項(xiàng)目來說，所有的信息都可以共享，為項(xiàng)目從建設(shè)到拆毀的全生命周期的所有決策提供了可靠的依據(jù)。在項(xiàng)目不同的實(shí)施階段，各個模塊協(xié)同方可以在BIM中插入、提取、更新和修改信息。BIM技術(shù)在項(xiàng)目建設(shè)過程中是一個動態(tài)的過程，可以提前預(yù)知和評估，再進(jìn)一步修改。國內(nèi)很多高校已經(jīng)開設(shè)學(xué)習(xí)BIM的教學(xué)課程，BIM技術(shù)作為當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)最先進(jìn)的技術(shù)之一，將其很好地應(yīng)用到高校的實(shí)踐教學(xué)中，對培養(yǎng)出適應(yīng)社會需求和時代發(fā)展的應(yīng)用型人才尤為重要[3]。目前，BIM技術(shù)還沒有大范圍的推廣，不夠成熟和完善，沒有形成統(tǒng)一應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。如果想要推進(jìn)BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展，還應(yīng)不斷對BIM技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)探析，使其深入建筑行業(yè)，促進(jìn)建筑事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展[4]。在整個工程項(xiàng)目建設(shè)過程中通過數(shù)據(jù)集成、系統(tǒng)集成及應(yīng)用集成實(shí)現(xiàn)BIM與業(yè)務(wù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)安全、進(jìn)度、質(zhì)量、計(jì)量等方面的管理效率提升，節(jié)約項(xiàng)目成本，加快施工進(jìn)度[5]。

1 工程項(xiàng)目實(shí)例

1.1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目為西南地區(qū)某高校基礎(chǔ)建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目，也是該高校為改善教學(xué)環(huán)境和提升教學(xué)質(zhì)量而專門籌建的重點(diǎn)項(xiàng)目。項(xiàng)目規(guī)劃用地18830.00m2，總建筑面積44962.25m2，地上建筑面積32178.21m2，地下建筑面積12784.04m2，地上6層，地下 1層，建筑高度為34.35m，采用框架剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，二類高層建筑，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)使用年限為50年。項(xiàng)目建成后主要的功能為多功能大廳、露天廣場、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及新能源研發(fā)中心、會議室、多媒體室、辦公室、車庫。項(xiàng)目效果圖如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目效果圖

1.2 項(xiàng)目建設(shè)難點(diǎn)

本工程項(xiàng)目由多功能廳、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)及新能源研發(fā)中心以及露天廣場組成。2層板面標(biāo)高以上劃分為A、B、C三個結(jié)構(gòu)單元，露天廣場為一單個結(jié)構(gòu)單元（D結(jié)構(gòu)單元），為典型的大地盤多塔式結(jié)構(gòu)。受場地周邊降水影響，地下水埋深大。受場地周邊降水影響，對擬建場地工程地質(zhì)環(huán)境影響較大，尤其是對卵石土的原位測試成果有較大影響。A區(qū)存在一個1596個席位的多功能廳，多功能廳桁架屋面標(biāo)高從 23.95m～29.7m，不易施工。A區(qū)鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)樓梯施工精度要求極高。C區(qū)南面大跨度喇叭口大面積鋁單板施工難度大，施工高度為39.81m。各區(qū)段層高不斷變化，管線安裝極為復(fù)雜。B區(qū)四層至六層存在大跨度廳堂的高支模施工，B區(qū)鋼結(jié)構(gòu)樓梯吊裝焊接施工難度大。

1.3 應(yīng)用BIM技術(shù)的意義

本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)形式多樣，異形面、不規(guī)則面多，屬于大型單體公共建筑。獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)形式多。利用BIM三維信息模型可以對施工難度大及不規(guī)則的部位提前制定實(shí)施方案，改善了施工過程中的質(zhì)量。利用廣聯(lián)達(dá)或者宏業(yè)等造價模塊植入，可以對各個階段的資源配置進(jìn)行有效的控制，極大地節(jié)約了成本。機(jī)電管線模型，面對如此復(fù)雜的管線布置關(guān)系，管線碰撞問題很好地得到了解決，讓管線的布置更加科學(xué)、更加合理。項(xiàng)目工程Revit結(jié)構(gòu)模型圖如圖2所示，項(xiàng)目工程Revit建筑模型圖如圖3所示。

圖2 Revit結(jié)構(gòu)模型圖

圖3 Revit建筑模型圖

2 施工質(zhì)量控制

在施工之前，根據(jù)地勘報(bào)告和場地環(huán)境，建立BIM三維場地基礎(chǔ)模型，對編制土方開挖方案有非常重要的指導(dǎo)意義。在施工過程中，設(shè)計(jì)藍(lán)圖為平面圖紙，對于復(fù)雜的部位施工人員很難有空間想象，將項(xiàng)目結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入到手機(jī)軟件中，在現(xiàn)場對比施工藍(lán)圖可以隨時查看結(jié)構(gòu)三維模型，直觀的三維展示很大程度上降低了施工難度，能很好地把控施工質(zhì)量。在管線安裝過程中，通過BIM進(jìn)行三維校對后，很多在設(shè)計(jì)階段中隱藏的碰撞和沖突都可以被及時發(fā)現(xiàn)[6]。利用結(jié)構(gòu)和建筑三維模型，A區(qū)1-11軸23.65m標(biāo)處大梁原設(shè)計(jì)不滿足后期功能使用要求，進(jìn)行了設(shè)計(jì)變更，增加了牛腿柱，減少了后期處理的困難。利用結(jié)構(gòu)Revit模型很大程度上加快了對A區(qū)1596個席位的座椅通風(fēng)孔的施工，調(diào)高了孔洞預(yù)留設(shè)精度，如圖4所示。

圖4 座椅通風(fēng)孔定位施工圖

3 施工成本、進(jìn)度控制

和傳統(tǒng)進(jìn)度管理模式相比，BIM技術(shù)具有協(xié)調(diào)性好、資源配置合理、動態(tài)性和整體性控制好等優(yōu)點(diǎn)。本項(xiàng)目樓層高度變化大，按照傳統(tǒng)建設(shè)模式模板反復(fù)利用具有挑戰(zhàn)性，鋼筋采購、模板采購、各分區(qū)及工種人員配置方面根據(jù)造價算量模型作為指導(dǎo)，減少了資源浪費(fèi)，節(jié)約了成本。BIM技術(shù)信息數(shù)據(jù)有助于優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對建設(shè)工程節(jié)能環(huán)保有很大的幫助。在現(xiàn)場實(shí)際施工中資源動態(tài)控制是非常關(guān)鍵的工作，有這BIM可視化信息動態(tài)管理，可以隨時非常直觀地反饋現(xiàn)場資源配置情況，可以合理地分配勞動力和建筑材料，可以說在成本控制方面，BIM技術(shù)是傳統(tǒng)建筑經(jīng)驗(yàn)和模式難以比擬的。根據(jù)場內(nèi)總體布置和結(jié)構(gòu)構(gòu)成，利用BIM信息技術(shù)可視化功能，將工程項(xiàng)目模型劃分為A、B、C、D四個建筑分區(qū)，根據(jù)各區(qū)施工內(nèi)容和施工難易程度整體協(xié)同安排，隨時調(diào)度可用人力和資源，使得各個施工面不產(chǎn)生交叉沖突，科學(xué)合理地推進(jìn)整個建設(shè)進(jìn)程，大大提高了施工效率和施工進(jìn)度，相較于傳統(tǒng)的工程建設(shè)模式和方法，極大程度上為項(xiàng)目贏得了寶貴的建設(shè)工期。BIM技術(shù)是一個整體系統(tǒng)，各個部門之間的數(shù)據(jù)共享，減少了溝通上繁瑣的程序和失誤，具有很強(qiáng)的協(xié)調(diào)性。

4 結(jié)語

近十年，建筑行業(yè)發(fā)展是一個科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的建設(shè)理念和模式將會被時代淘汰，普及BIM技術(shù)將會是發(fā)展必然的結(jié)果。BIM技術(shù)還在起步階段，有很大的上升空間。利用BIM技術(shù)對工程項(xiàng)目的質(zhì)量、成本、進(jìn)度甚至項(xiàng)目生命全周期內(nèi)進(jìn)行控制顯得尤為重要。我們國家已經(jīng)有很多成功的例子，可以說沒有BIM技術(shù)很多大型項(xiàng)目是無法完成建設(shè)的。目前，國家非常注重BIM技術(shù)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)，全國很多高校將BIM學(xué)習(xí)歸納到學(xué)生課程表里，為國家培養(yǎng)出高技術(shù)、高能力的建筑人才起到了關(guān)鍵的作用。