BIM技術(shù)在北京某大型綜合體施工的落地應(yīng)用總結(jié)

邱江， 趙旭洋， 李海朋， 李世皓， 李奎， 閻濤

（中航建設(shè)集團有限公司）

1 引言

BIM應(yīng)用始于美國，從全球化角度來說，其應(yīng)用已成為主流，但對我國而言，仍需要進一步推進[1]。BIM技術(shù)的參數(shù)化、可視化、集成化早已融入到工程實體建造過程中，其準確直觀的呈現(xiàn)方式，為工程人帶來一定的利好[2-4]，但如今行業(yè)數(shù)字化來勢迅猛，在政策浪潮的推動下，BIM技術(shù)的落地是否扎實，管理能力是否變現(xiàn)，多年以后是否會出現(xiàn)泡沫化，隨著“一帶一路”深入推進，各項標準是否創(chuàng)新，是值得我們深思的問題。

近年來關(guān)于BIM 技術(shù)落地應(yīng)用的案例數(shù)不勝數(shù)，正向設(shè)計也逐漸步入正軌，但這些工程地理位置上多位于一線城市，概況多是地標性或大型性建筑，且管線綜合、鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)的深化設(shè)計相較于其他專業(yè)BIM 應(yīng)用指導(dǎo)施工能力更強，數(shù)字化的轉(zhuǎn)換形式以更加直接的方式強化管理手段。

2 工程概況

北京某大型綜合體項目，位于北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，總用地面積46076.10 ㎡，總建筑面積198369.10㎡，其中地上面積115190.00㎡、地下面積83179.10㎡。結(jié)構(gòu)形式地下為框架剪力墻，地上為鋼管混凝土框架-核心筒混合結(jié)構(gòu)。四棟10 層～13層高層辦公樓建筑和一棟4 層多層商業(yè)樓，地下三層車庫及配套設(shè)施組成，效果圖如圖1所示。

圖1 北京某大型綜合體項目鳥瞰圖

3 BIM 技術(shù)在項目施工過程中的落地應(yīng)用

3.1 工程特點、難點

項目涵蓋辦公與商業(yè)，綜合性強、造型獨特、結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點錯綜復(fù)雜；3#樓、4#樓和商業(yè)樓為同心圓設(shè)計，存在大量曲面造型；每樓棟均存在錯層設(shè)計。

工程特點導(dǎo)致本工程各階段施工精度控制難、各專業(yè)相互配合協(xié)同難、整體施工安裝難等問題。對此，利用BIM技術(shù)作為輔助工具，加強項目施工的過程管控，為項目管理提供數(shù)字化手段。

3.2 技術(shù)路線

基于項目重難點與BIM 技術(shù)落地應(yīng)用，從專業(yè)基礎(chǔ)完善、BIM落地實施、強化BIM落地三個階段形成技術(shù)路線，如圖2所示，在應(yīng)用過程中不斷進行探索與總結(jié)，并強化保障機制，切實將BIM技術(shù)應(yīng)用到實際過程中，加強落地指導(dǎo)性，并建立溝通機制，自上而下解決工程中實際遇到的問題。

圖2 技術(shù)路線圖

3.3 落地實施

3.3.1 規(guī)劃與進度管理

項目在施工策劃初期，對各施工階段現(xiàn)場進行了三維場布設(shè)計，合理規(guī)劃用地，解決項目無法形成環(huán)路、構(gòu)件運輸及場地存放有限的難題。BIM 小組成立后，先后完成了結(jié)構(gòu)、建筑、機電等模型的創(chuàng)建，并對復(fù)雜節(jié)點、管綜優(yōu)化進行深化設(shè)計，同時鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等專業(yè)分包分別完成相關(guān)模型的創(chuàng)建。其可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性與動態(tài)性能夠?qū)⒐こ绦蜗蟾恿Ⅲw地展現(xiàn)出來，更直觀地反映出原始設(shè)計存在的問題。

進度管理是BIM3D 技術(shù)的基礎(chǔ)上加時間維度而形成的4D 管理模式，根據(jù)進度計劃，將建筑形成過程以動態(tài)生長方式呈現(xiàn)出來，并通過合理化建議對項目整體形象的變化進行優(yōu)化、控制[5-6]。4D施工模擬在工程施工前，將非直觀的進度計劃通過4D技術(shù)動態(tài)展現(xiàn)，如圖3所示。通過落地應(yīng)用，過程發(fā)現(xiàn)當配合智慧工地BIM形象進度系統(tǒng)與延時攝影功能會將該作用發(fā)揮到最大價值，及時糾偏并合理配置資源，同時對施工過程中工程量、設(shè)備及成本搭建進行動態(tài)管理，發(fā)現(xiàn)并解決相關(guān)資源的沖突，保障生產(chǎn)順利進行，該技術(shù)精細化的管理手段可節(jié)省成本與大量拆改費用，提高項目進展全方位協(xié)同的可靠性。

圖3 施工過程模擬圖

3.3.2 施工過程方案管理

BIM 落地應(yīng)用主要圍繞技術(shù)方案、服務(wù)生產(chǎn)質(zhì)量。施工方案是指導(dǎo)現(xiàn)場施工的主要依據(jù)，也是節(jié)約成本最常用的手段，更直接影響施工質(zhì)量及進度目標。在BIM 技術(shù)服務(wù)施工方案與現(xiàn)場時，需要摒棄華而不實的思想，切實根據(jù)項目需求進行考慮與落地，如此一來，沉浸式的場景便是錦上添花，不然僅是畫蛇添足而已。

項目在方案策劃初期，采用BIM 軟件對相關(guān)方案提前進行優(yōu)化，對施工組織精細化處理，同時對現(xiàn)場實際情況進行針對性指導(dǎo)。群塔方案、地下室跳倉法施工方案、鋼結(jié)構(gòu)安裝專項方案、管線綜合排布方案等，BIM三維數(shù)字技術(shù)得到充分應(yīng)用，對照施工圖紙、相關(guān)規(guī)范梳理關(guān)鍵節(jié)點、工序，并創(chuàng)建施工動畫，便于交底工作更加直觀地開展。以群塔方案為例，憑借BIM技術(shù)精細化管理，使塔吊基礎(chǔ)與主樓基礎(chǔ)、主樓結(jié)構(gòu)、塔吊平面及垂直方向、既有建筑與高壓管線進行避讓，同時規(guī)劃塔吊附著并進行受力驗算，從而形成最終方案。在土方子分部工程中，精細化的模型有助于土方量的計算，在三算對比中發(fā)揮著較大的作用，輔助商務(wù)作為結(jié)算的主要依據(jù)。

3.3.3 工程創(chuàng)優(yōu)管理應(yīng)用

隨著數(shù)字化技術(shù)在工程建設(shè)中的不斷推廣與應(yīng)用，BIM技術(shù)已成為工程創(chuàng)優(yōu)過程的重要策劃工具，也是在眾多優(yōu)秀經(jīng)驗中總結(jié)出來最具價值點的應(yīng)用之一。BIM 應(yīng)用從技術(shù)手段與項目管理手段出發(fā)，促進項目信息化、數(shù)字化發(fā)展。結(jié)合文獻調(diào)研、實地考察等方式，應(yīng)用BIM 技術(shù)輔助工程創(chuàng)優(yōu)主要圍繞場布、管綜優(yōu)化、方案預(yù)演、可視化交底與智慧工地等，同時BIM技術(shù)的加入，切實增強了工程質(zhì)量和安全的精細化管理，并在創(chuàng)優(yōu)過程中起到一定的主導(dǎo)作用。

工程方案管理為創(chuàng)優(yōu)策劃打下基礎(chǔ)，充分考慮到現(xiàn)場實際用地、機械設(shè)備、人力資源等工程實際需求，將BIM技術(shù)與項目管理深度融合，充分體現(xiàn)技術(shù)先行。以創(chuàng)優(yōu)策劃、數(shù)字化樣板、過程控制及驗收為技術(shù)路線，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)在工程創(chuàng)優(yōu)過程中的優(yōu)勢及地位。目前該項目除BIM 類相關(guān)獎項，還輔助結(jié)構(gòu)長城杯、北京市安全文明樣板工地、AAA 智慧工地的全過程驗收，并取得一定的成績。

3.4 落地過程實施阻力

BIM 理念與技術(shù)在國內(nèi)外已取得深層次的實踐，但是具體到落地情況仍存在諸多挑戰(zhàn)，需要在持續(xù)應(yīng)用的過程中逐步去完善、探索與總結(jié)。BIM 技術(shù)落地應(yīng)用的實施阻力，包括但不限于統(tǒng)一的標準體系、技術(shù)操作人員的專業(yè)能力、項目對BIM工作的重視程度，以及現(xiàn)場施工人員的可接受度。

明確的標準可以通過公司統(tǒng)一制定，但是過程中人為阻力是一重難點，且不可控因素較大，雖然制定各項制度進行約束與評估，但需要大量的精力去一線進行推廣、解說，且涉及人員廣泛、素質(zhì)參差不齊、原有思維固化，都花費較高的溝通與管理成本。

關(guān)于BIM 技術(shù)可操作性，目前仍存在集成應(yīng)用程度低，項目全員參與效果差，個別思維固化拒絕數(shù)字化轉(zhuǎn)型等思想。該項作為BIM技術(shù)落地的硬核阻力，應(yīng)從根源上進行思維轉(zhuǎn)換、技術(shù)培訓(xùn)等一系列可行措施。

同時，智慧工地以廣聯(lián)達平臺作為依托，信息安全作為實施過程中的考慮重點，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前平臺與客戶之間存在最大的問題是平臺功能與客戶需求不對等，需經(jīng)過多方協(xié)同，自上而下解決每個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，涉及到平臺方與使用方，需從使用者場景出發(fā)，上至集團公司，下及一線勞務(wù)人員。除此之外，智慧工地建設(shè)雖然有著統(tǒng)一的標準，但是每個企業(yè)之間標準不一，從而平臺方采用量身定做的方式才能將智慧工地推廣、落地達到最佳效果。

3.5 BIM落地頂層規(guī)劃

BIM 技術(shù)的應(yīng)用，將被廣泛應(yīng)用于建設(shè)工程的全生命周期。根據(jù)近五年CNKI與SCI數(shù)據(jù)庫篩選；龍圖杯、中國施工企業(yè)管理協(xié)會BIM大賽、BIM示范工程等調(diào)研可知，盡管目前國內(nèi)BIM 全壽命周期應(yīng)用情況尚不成熟，但大部分項目都對BIM 技術(shù)有所應(yīng)用，且處于高速發(fā)展階段。

數(shù)字化的發(fā)展建立于BIM 技術(shù)扎實的基本功上，只有將“BIM 技術(shù)”及“與之平行的技術(shù)”緊密結(jié)合并切實落地，做實做強才能在此基礎(chǔ)上更好地發(fā)展CIM平臺進行全壽命周期的城市信息管理。

4 結(jié)語

BIM 技術(shù)在我國應(yīng)用相對成熟，但仍存在一定的差距。本文通過北京市某大型綜合體項目對BIM技術(shù)落地實施進行了闡述，并給出一定建議。主要從BIM實施落地、實施阻力及頂層規(guī)劃進行研究，并得到以下結(jié)論。

①基于BIM 管理手段有效提升技術(shù)服務(wù)能力，管理模式已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維進軍三維、四維，后續(xù)將發(fā)展到多維，大力提高項企管理水平，在互聯(lián)網(wǎng)的加持下，逐步實現(xiàn)建筑行業(yè)數(shù)字化管理；

②BIM 技術(shù)的應(yīng)用，將被廣泛應(yīng)用于建設(shè)工程的生命周期，其標準、技術(shù)、管理仍需要進一步于一線場景得到落實，進而實現(xiàn)全面的統(tǒng)籌管理；

③作為實現(xiàn)建筑數(shù)字孿生的工具，逐步與5G、IOT 等協(xié)同應(yīng)用，推動建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。數(shù)字化的發(fā)展建立于BIM 技術(shù)扎實的基本功上，只有將“BIM 技術(shù)”及“與之平行的技術(shù)”緊密結(jié)合并落地，才能在此基礎(chǔ)上更好地發(fā)展CIM進行創(chuàng)效。