1、基于 BIM 技术对建筑施工工程信息化的综合应用 祝帅 天津市建工工程总承包有限公司 摘 要： 文章结合 BIM 技术的特点及其在具体工程中的应用, 从采用 BIM 技术的原因、项目建设前期 BIM 方面的准备、项目建设中的信息化应用、钢结构与土建施工应用、机电施工应用、商务和质量安全应用六个方面进行阐述, 基于 BIM 技术对建筑施工工程信息化的综合应用。关键词： BIM5D 云平台; 外钢框架; 混凝土核心筒; 机电管线; 信息化; 作者简介：祝帅/男, 1986 年出生, 助理工程师, 天津市建工工程总承包有限公司, 从事 BIM 技术管理工作。收稿日期：2017-10-16Receiv
2、ed： 2017-10-161 工程概况新八大里地区第六里 08 地块写字楼及配建项目占地面积 1.3 万 m, 总建筑面积13.2 万 m, 其中地下车库建筑面积 2.2 万 m。建筑结构为核心混凝土-钢框架结构, 钢结构用钢量约为 1.1 万 t。塔楼建筑高度为 237.9 m, 裙房建筑面积为 24.7 m。2 采用 BIM 技术的原因机电管线繁杂, 层高低, 需提前进行管线综合排布, 解决管线碰撞问题;提前预留孔洞, 避免后期开凿影响结构;屋面场地较小, 设备数量多, 专业交叉施工频繁, 合理优化设备位置, 满足维修空间。超高层建筑外钢框架混凝土核心筒结构, 土建和钢结构的施工速度控制
3、、塔吊及电梯的选型、布置采用 BIM 技术进行可视化处理及施工进度模拟;土建、钢结构连接处的节点采用 BIM 技术的可视化进行沟通, 方便直观。基坑北侧为地铁 1 号线陈塘庄车站, 南侧紧邻快速路立交桥, 东侧洞庭路为交通干线, 基坑周边紧贴围墙;用地红线内三家单位同时施工, 现场可利用场地很小, 合理进行场地规划尤为重要。3 前期准备建立统一的土建、钢结构、机电、装饰装修等专业的建模标准并制定 BIM 实施方案。建立项目专属族库, 满足项目 BIM 应用要求。项目依据施工需求, 制定统一格式的碰撞报告, 报告中包含了碰撞点的二位图纸位置, 三维碰撞展示以及修改后的平面图和三维图, 见图 1。
4、图 1 碰撞报告模板 下载原图4 钢结构与土建施工应用本项目 32 层为钢结构转换桁架, 先安装核心筒内桁架并外伸出核心筒 1 000 mm 用以连接外伸桁架部分。外伸部分质量为 41 t, 核心筒部分质量 33 t;对外伸三部分桁架进行分段吊装, 单段最大质量 13 t。混凝土核心筒领先钢结构78 层, 钢结构的安装进度直接影响总工程进度, 对钢构件吊装顺序进行施工模拟, 提前做好进度安排。将钢筋算量模型, 导入钢筋翻样软件, 直接导出钢筋配料单, 利用数控钢筋加工机实现钢筋自动下料, 精准配料, 降低了传统人工下料造成的钢筋损耗, 提高了配筋准确性。结合 Tekla 软件进行钢结构深化设计
5、, 针对复杂部位进行可视化模型, 指导项目工人施工并可直接生成统一构件的详图, 统一排版下料, 统一工艺, 统一验收标准。5 幕墙、装饰装修与机电施工应用采用 BIM 技术对幕墙整体效果及细部节点进行深化设计, 在模型可视化、幕墙与其他专业协调性与工程量统计上取得一定效果, 精确控制时间成本与财务成本。装饰装修往往由于业主的装修方案未确定或者装修材料反复变更, 造成工程工期延误, 利用 BIM 技术提前向业主展示装修效果, 帮助业主决策, 缩短决策周期及变更次数。将各专业管线综合排布, 考虑施工的实际情况调整不同专业不同管线之间的位置、标高, 使出具的二维施工图更具有可操作性。专业施工单位按图
6、施工, 加快施工速度, 避免后期拆改。在地下室施工插入机电部分, 利用 BIM 技术解决地下室机电碰撞问题 2 500 多处。利用三维模型对原设计进行优化设计, 通过优化基础位置和管道连接位置, 提高设备用房净空高度, 预留出合理的检修空间, 见图 2 和图 3。图 2 未修改管线 下载原图图 3 深化后管线 下载原图同时利用 AR 这种将相应的数字信息植入虚拟现实世界界面的技术。使用智能手机或平板电脑与 AR 软件连结, 可以从多个角度实时查看真实环境中的 3D 模型及其中参数。针对地下车库机电排布问题, BIM 中心先后与建设单位、设计单位、总包公司、专业分包等单位进行了 23 次沟通,
7、基本解决地下管线的综合排布问题。由于BIM 技术的可视化, 使得每次会议问题都能现场解决, 沟通效率大约提高了2/3。6 质量安全等 BIM 综合管理应用根据不同的施工阶段, 建立不同的工况模型, 模拟机械设备、物资料场、道路交通等, 优化现场布置, 提高现场的管理水平并将各专业 BIM 模型及进度、成本等信息集成到 BIM5D 平台, 通过云平台建立 BIM 信息共享平台, 实现了多专业基于 BIM 技术的进度、生产和成本的综合管理, 取得了显著效益。通过应用质量安全模块, 使得质量安全问题及时被发现, 及时被整改, 责任明确。取代质量问题整改通知单, 提高沟通效率 50%, 减少了质量安全
8、问题的发生率。见图 4。通过应用质量安全模块, 实现 PC 端 WEB 端移动端无延时互联, 直接明确责任人、参与人、整改时间, 使得质量安全问题及时被发现, 及时被整改, 责任明确, 具有很强的追溯性, 避免互相扯皮现象。取代质量问题整改通知单, 提高沟通效率 50%, 减少了质量安全问题的发生率, 见图 5。图 4 网页端实时查看汇总安全质量信息 下载原图图 5 质量安全模块移动端 下载原图针对分包的材料预计不准, 现场材料会造成浪费或二次搬运, 加强材料的控制, 减少计划实际的偏差, 有利于施工过程的成本控制, BIM5D 通过模型按照时间、进度、流水段等多维度快速提取工程量, 进行物资
9、需求模拟, 编制物资采购计划, 与实际消耗量对比, 实现材料限额领料, 有效的协助施工过程的材料审核, 对材料的管控更为精细化。对于钢结构方面采取由钢构件模型直接生成二维码, 利用手机扫描直接获取构件信息, 实现了构件在生产、运输、现场安装过程中的材料管理和实时跟踪。7 应用效果通过 BIM 技术全面、深度的综合应用, 有效提升施工技术、现场管理、质量管理水平, 提高沟通效率。目前项目尚处于主体结构阶段, 经过应用 BIM 技术进行前期方案策划, 初步估计减少 30%沟通会议, 提升商务提取数据效率 45%;纠正设计问题和图纸错误, 避免返工, 缩短工期 40 d;进行精细化算量并通过 BIM技术的应用快速准确地获得海量工程数据并以立体化方式呈现, 通过进行碰撞分析、三维模型算量对比, 减少施工过程中人、材、物的浪费, 节约材料, 共节约人工、材料、机械等费用约 500 万元。
