BⅠM技術(shù)在施工項目管理中的應用研究

楊建林，王慧萍

（江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學院，江蘇 常州 213147）

某高層住宅小區(qū)工程項目（圖1）位于烏魯木齊市。項目總建筑面積約為21.5萬m2，其中地上面積17.8 m2，地下面積3.7萬m2，由4棟超高層住宅樓、4棟商業(yè)樓及1棟服務(wù)型公寓組成，建筑高度最高為150.25 m，建筑層數(shù)最高為地上47層。

圖1 項目效果圖

1 項目施工難點分析

項目超高層建筑帶來基坑、支模、型鋼混凝土和機電綜合等諸多難題，主要表現(xiàn)在：

（1）4棟住宅樓均為超高層建筑，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，體積龐大、功能復雜，施工專業(yè)隊伍多，施工工期長，施工精度要求高。

（2）住宅主體結(jié)構(gòu)成型表面要求采用免抹灰工藝，墻面直接進行二次精裝修。需采用定型大鋼模及鋁模板施工工藝，對模板的深化設(shè)計、成型質(zhì)量及現(xiàn)場拼裝作業(yè)要求嚴格。

（3）機電安裝涉及的專業(yè)多，管徑大，地下車庫可利用有效凈空較低，特別是給排水管道、空調(diào)管道、采暖管道、消防管道、電纜橋架及風管之間相互穿插交織在一起，錯綜繁雜，相互影響，給后期的施工質(zhì)量及銜接、配合帶來很大難度。

（4）項目設(shè)備安裝包含變配電室、水泵房、水箱間、中水站、熱力交換站、空調(diào)機房、通信機房和建筑智能化系統(tǒng)設(shè)備用房等。很多設(shè)備體積大、重量重，運輸?shù)跹b困難。

另外，項目參與單位眾多，涉及建筑、市政、機電和鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)，參與工種多，作業(yè)面廣，多工序平行流水立體交叉作業(yè)。項目各參建單位間的協(xié)同管理是項目管理的核心之一。

2 項目BⅠM技術(shù)主要應用點

為了高質(zhì)量地解決項目的難點，做好項目現(xiàn)場的多方協(xié)同管理，項目BⅠM團隊綜合采用各類BⅠM技術(shù)開展項目的精細化管理，在施工場地布置等10個BⅠM技術(shù)應用點上取得良好的應用效果。

2.1 施工場地布置

利用廣聯(lián)達BⅠM施工現(xiàn)場布置及Lumion軟件，結(jié)合不同施工階段的場地需求，合理規(guī)劃布置項目場地。

項目基坑深度大、周邊建筑物距離近、施工現(xiàn)場作業(yè)面廣，場地高差大，綠色施工和安全文明施工要求高等給BⅠM場布軟件應用帶來了挑戰(zhàn)；項目團隊利用BⅠM三維場布軟件形象直觀地模擬各個階段的現(xiàn)場情況，綜合考慮二次騰挪成本，實現(xiàn)現(xiàn)場平面布置科學合理和井然有序，如圖2所示。

圖2 BⅠM平面及三維場布

2.2 項目全專業(yè)BⅠM建模

以Revit軟件為基礎(chǔ)，輔以MagiCAD及橄欖山快模等軟件建立符合項目現(xiàn)有條件和使用用途的BⅠM模型。依據(jù)建模標準，按專業(yè)劃分為建筑、結(jié)構(gòu)和機電綜合等專業(yè)模型，確保信息的完整性和邏輯性。通過多專業(yè)模型集成，利用BⅠM模型檢查預留孔洞的準確性，及時發(fā)現(xiàn)預留偏差問題，出具精確綜合結(jié)構(gòu)留洞圖（圖3），有效避免結(jié)構(gòu)施工的返工。

圖3 預留孔洞BⅠM出圖

2.3 管線綜合排布

通過BⅠM模型對項目安裝工程進行綜合優(yōu)化設(shè)計。利用Revit2019及MagiCAD等專業(yè)BⅠM軟件對所有安裝管線統(tǒng)籌排布，合理布局，確保管線排布橫平豎直，整齊有序，設(shè)備間距及檢修空間符合規(guī)范要求。

由于地下室消火栓管線、噴淋管線、消防及動力橋架、弱電橋架、采暖管線、排水管線和排煙風道等管線集中敷設(shè)較多，相互間排列緊密，相互碰撞，給施工造成較大不便。項目團隊經(jīng)過BⅠM優(yōu)化后，將所有管線保持合理間距且單層敷設(shè)（局部雙層），同時共用支吊架（圖4），在保證排列美觀的同時滿足凈高需要且不額外增加經(jīng)濟上的支出。

圖4 三維管線標高示意圖

2.4 項目BⅠM審圖

通過BⅠM三維模型進行多專業(yè)集成后的碰撞檢查，確保建筑工程從設(shè)計端到施工端的良好過渡。通過審圖，提前預判建筑構(gòu)件之間的相互沖突和可能出現(xiàn)的問題。

通過BⅠM審圖，導出碰撞報告，通過報告中坐標位置修改模型中對應位置的碰撞。經(jīng)過碰撞處理后實現(xiàn)零碰撞，使現(xiàn)場施工更加順暢。針對管線的功能需求合理進行翻彎避讓，優(yōu)化管線排布（圖5），盡可能提升空間的綜合利用，達到滿足設(shè)計標準下技術(shù)經(jīng)濟合理平衡。

圖5 BⅠM審圖后復雜節(jié)點三維優(yōu)化

2.5 智慧化平臺應用

2.5.1 在線模型預覽應用

BⅠM最令人頭疼的問題就是無法解決項目文件大，模型加載緩慢，電腦配置要求高，沒有專業(yè)軟件及專業(yè)人員很難操作查看，無法將自己想表達的意圖準確傳遞給建設(shè)單位及一線施工人員，經(jīng)常造成BⅠM模型“中看不中用”。

項目管理團隊將BⅠM模型上傳到智慧工地輕量化平臺模塊，經(jīng)過平臺特殊的壓縮和信息轉(zhuǎn)化，使施工人員可以通過手機APP、微信或電腦網(wǎng)頁端隨時隨地在線、離線查看，不受場地網(wǎng)絡(luò)的限制，也無需安裝BⅠM軟件，直接查看構(gòu)件的位置、點到點、面到面、長度、角度、體積、面積及文字等構(gòu)件信息。

2.5.2 關(guān)鍵構(gòu)件信息應用

項目實施中將BⅠM模型按專業(yè)進行拆分，分別生成各自專業(yè)的二維碼信息，再將二維碼傳遞相關(guān)作業(yè)人員手機中，通過微信掃描二維碼，便可直觀生動地查看復雜節(jié)點做法及管道線路較多部位施工三維模型，方便施工人員在查看模型、圖紙的同時與現(xiàn)場實際情況進行對比，更加容易發(fā)現(xiàn)問題，提前避免返工，節(jié)省工期成本。

在現(xiàn)場工作中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷、安全隱患等問題時，將實時的現(xiàn)場照片以及文字資料上傳到平臺，及時與BⅠM模型和圖紙相關(guān)聯(lián)，將問題可視化，并通知相應人員進行處理，并將問題整改情況及時傳回平臺。同時可以在協(xié)同管理平臺上直接調(diào)取與該構(gòu)件相關(guān)的設(shè)計、施工、驗收和技術(shù)交底等資料信息，實現(xiàn)問題的可追溯性、明確責任。

2.6 項目BⅠM5D應用

2.6.1 BⅠM進度管理

利用BⅠM5D軟件將模型進行整合，對整合后的模型進行流水段劃分，通過流水段與施工進度計劃進行關(guān)聯(lián)達到可視化模擬現(xiàn)場施工。同時通過BⅠM5D軟件進行工程量提取，對現(xiàn)場施工物資進行精細管理。

項目生產(chǎn)經(jīng)理按照總進度計劃快速派分周計劃，責任到人，明確任務(wù)，對超期計劃自動預警，提前避免工期滯后風險。項目管理人員在BⅠM平臺錄入實際進度情況，通過手機端可將實際進度與計劃進度實施對比，全面掌握施工進度，按周計劃收集數(shù)據(jù)并召開線上周例會，自動生成數(shù)字周報，便于項目管理人員查看。

2.6.2 BⅠM質(zhì)量管理

通過BⅠM5D手機端現(xiàn)場檢查、整改通知、增強質(zhì)量意識、提高現(xiàn)場效率以及將質(zhì)量管理履職履責全程線上進行；同時掌握項目部各關(guān)鍵部位實測實量情況和質(zhì)量驗收情況，為項目管理人員搭建質(zhì)量監(jiān)管平臺。

通過質(zhì)量檢查→質(zhì)量整改→質(zhì)量復查→整改校驗完成工序質(zhì)量的PDCA閉環(huán)管理。利用BⅠM三維可視化實體模型，二維碼技術(shù)交底，使交底更科學，更直觀，有利于科學組織施工，提高施工技術(shù)質(zhì)量。

2.7 模板深化設(shè)計

2.7.1 組合定型鋼模板施工技術(shù)

項目組合定型鋼模板體系，經(jīng)BⅠM深化設(shè)計，根據(jù)工程特點定制化配置每塊模板，使其整體性更好，接縫少，便于吊裝、安裝和拆除。利用BⅠM技術(shù)對鋼模板集中管理，統(tǒng)一下料，標準化施工，減少材料浪費。三維空間動畫演示，模擬施工，直觀、多角度、局部位置特寫地對工人進行交底。采用組合定型鋼模板成型效果好，垂直、平整度均能保證在±3 mm以內(nèi)，表面達到清水混凝土效果。

2.7.2 鋁模板施工技術(shù)

鋁合金模板體系根據(jù)工程建施及結(jié)施圖紙，經(jīng)BⅠM定型化設(shè)計及工業(yè)化加工，定制完成所需的標準尺寸模板構(gòu)件及與實際工程配套使用的非標準構(gòu)件。

鋁模施工作為結(jié)構(gòu)主體施工的一部分，由于工作量大、工期緊等因素影響，運用BⅠM技術(shù)對鋁模進行施工模擬，提前發(fā)現(xiàn)施工過程中的重點、難點部位，及早采取相應措施，合理安排施工組織，以保證進度、質(zhì)量、安全和成本等目標的順利實現(xiàn)。

2.8 設(shè)備安裝深化設(shè)計

2.8.1 地下室BⅠM機電深化設(shè)計

工程地下室設(shè)備安裝過程中因其工藝性強、技術(shù)參數(shù)多、精度要求高、涉及專業(yè)多、施工交叉面廣、協(xié)調(diào)工作量大，以及安裝空間擁擠導致設(shè)備安裝困難（圖6）。項目管理中打破傳統(tǒng)施工模式的被動局面，根據(jù)實物尺寸進行高精度的對應的模型設(shè)計（圖7），并最終形成圖紙，達到模塊化施工的要求。

圖6 BⅠM設(shè)備間俯視圖

圖7 設(shè)備間機電安裝模型

2.8.2 標準層機電安裝深化設(shè)計

對項目給排水、暖通、消防、電氣和空調(diào)幾大專業(yè)進行BⅠM建模，通過BⅠM技術(shù)進行碰撞檢查，優(yōu)化設(shè)計，并輸出機電專業(yè)深化設(shè)計平、立、剖現(xiàn)場施工圖，指導現(xiàn)場施工人員施工，減少碰撞，節(jié)省成本和工期。由于項目多為超高層建筑，對消防、空調(diào)、通風要求較高，針對項目特點充分利用BⅠM技術(shù)，對管線進行優(yōu)化、二次排布，提前規(guī)劃安裝方案、材料進場和加工，嚴格把控材料消耗，合理組織施工，保證施工周期，盡可能提高凈空，以滿足居住舒適度。

2.8.3 設(shè)備層機電安裝深化設(shè)計

BⅠM技術(shù)作為三維信息化建模深化設(shè)計的工具，較好地解決了機房在實際施工之前對機電管線綜合和碰撞檢測，其三維可視化功能可直觀有效地指導機電設(shè)備及管線安裝，有效地實現(xiàn)了各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)配合，降低了成本投入與資源浪費。BⅠM技術(shù)不僅在機房工程深化設(shè)計中應用廣泛，在現(xiàn)場材料精細化管理、進度可視化管理、機電工程預留、預埋、管線支吊架的設(shè)計計算同水力平衡計算與分析等方面也有更多的運用。

2.9 裝配式預制樓梯深化設(shè)計

剪刀式分段預制樓梯主要由3部分構(gòu)成（圖8），由①下部樓梯梯段，②上部樓梯梯段，③預制梯梁構(gòu)成。主要適用于剪刀式雙跑樓梯。

圖8 剪刀式樓梯單元拆分

由于目前預制樓梯多為平板樓梯，而項目設(shè)計的剪刀樓梯體積大，質(zhì)量重，現(xiàn)場塔吊無法吊裝，為此，發(fā)明了分段式預制剪刀樓梯較好地解決了結(jié)構(gòu)安全與施工現(xiàn)場的安裝問題。

由于裝配式樓梯成型質(zhì)量好，施工周期短，省去現(xiàn)場支模、養(yǎng)護環(huán)節(jié)，能迅速形成上下人通道，免去二次抹灰，既節(jié)約了材料成本，還節(jié)約了人工成本。

2.1 0鋼結(jié)構(gòu)安裝深化

項目工程1、2、3、4號樓設(shè)計外墻均采用弧形鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，所有鋼構(gòu)件需經(jīng)過二次深化設(shè)計、工廠加工生產(chǎn)、預拼裝等過程后才可以進入到施工現(xiàn)場進行安裝作業(yè)，因此有非常高的鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計工作要求。通過Tekla、Revit等專業(yè)軟件建立BⅠM三維模型，對鋼結(jié)構(gòu)整體構(gòu)件進行拆分切割，將構(gòu)件中各零件的尺寸和要求及復雜節(jié)點部位的連接方法等，詳細地創(chuàng)建BⅠM三維模型，提前進行預拼裝碰撞檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，避免將問題帶入施工現(xiàn)場，確保現(xiàn)場的組拼安裝順利進行。

3 BⅠM應用效益分析

項目管理過程中，注重項目實施的重點、難點分析，注重BⅠM技術(shù)在場地布置、BⅠM審圖、碰撞檢查、可視化交底、輕量化應用、管綜深化設(shè)計、節(jié)點深化設(shè)計、模板深化設(shè)計和鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計方向的落地使用，產(chǎn)生了較好的管理效益。通過三算對比，通過BⅠM技術(shù)嚴格控制現(xiàn)場材料用量，實現(xiàn)毛利潤率約4.5%。通過安裝工程BⅠM綜合排布，解決碰撞問題，同時確保結(jié)構(gòu)預埋精確率100%，預留洞口精確率達到97%。通過裝配式預制樓梯的BⅠM深化設(shè)計，節(jié)約工期約32 d，直接節(jié)約成本近8萬元。BⅠM場布的精心設(shè)計，使有限場地條件下的材料設(shè)備堆放排布取得了井然有序的效果，項目各參建單位圍繞項目管理目標實現(xiàn)了最大限度的多方協(xié)同。