BIM技術(shù)在建筑工程管理中實踐探索

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摘要：蘭大理工樓項目施工期限短、任務(wù)重、場地狹小、施工協(xié)調(diào)工作難度大，結(jié)合bim技術(shù)可視化好、可預(yù)先發(fā)現(xiàn)施工問題等特點，建立蘭大理工樓項目三維可視化建筑信息模型。通過對該項目土建、機電、裝修進行BIM應(yīng)用，優(yōu)化布置了施工場地，提高了現(xiàn)場文明施工程度，優(yōu)化了砌塊排布圖，實現(xiàn)了砌筑工程的精細化管理，并消除所有碰撞點204處，減少了后期返工，節(jié)約工程成本20余萬元，為業(yè)主提供了最佳方案，可為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：可視化；BIM；碰撞檢查；施工技術(shù)

0引言

建筑信息模型（BuildingInformationModeling）簡稱BIM，是在設(shè)計、施工、運維直至建筑全壽命周期過程中，利用數(shù)字化技術(shù)將建筑的全部真實信息整合在一個三維信息模型中。各方工程人員可以基于此模型進行協(xié)同工作，提高工作效率、縮短施工工期、節(jié)省資源、降低成本，實現(xiàn)現(xiàn)代建筑的可持續(xù)和綠色低碳發(fā)展[1-3]。自2002年Autodesk公司率先提出BIM技術(shù)至今，BIM技術(shù)逐步趨于成熟，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到業(yè)界的廣泛認可。國內(nèi)外許多學者以BIM技術(shù)作為研究課題，針對BIM結(jié)合工程技術(shù)應(yīng)用進行了研究。國外學者HarveyBernstein等探討了美國建筑公司在綠色項目中如何使用BIM技術(shù)并借此提高項目成果，并對比了綠色BIM公司和非綠色BIM公司的差異[4]。LaviniaChiaraTagliabue運用六個綠色仿真軟件評估了3個不同辦公空間的自然采光、可視度、電消耗量以及采暖制冷[5]。國內(nèi)學者任斌等研究了BIM技術(shù)在北京大興國際機場東航維修機庫中的應(yīng)用，促進了工程質(zhì)量管理水平的提升，增強了工程進度監(jiān)管力度[6]。和曉楠等進一步在參數(shù)化建模布置、鉆孔軌跡糾偏、進度控制管理三方面進行了探索與實踐，效果良好，提高了工程效率，為相關(guān)工程推廣、應(yīng)用BIM提供了參考[7]。宋戰(zhàn)平等介紹了BIM技術(shù)在各階段的作用和優(yōu)點，并根據(jù)研究成果和工程實例，對BIM技術(shù)在中國隧道工程領(lǐng)域的發(fā)展作出了展望，為構(gòu)建包括設(shè)計—施工—工后的全生命周期一體化管理提供了指導[8]。解亞龍等討論了BIM技術(shù)在清河站建設(shè)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了對清河站的綜合管控，最終形成了一套普適性的研究成果，為其他高鐵站房管理提供了借鑒[9]。徐鵬飛等利用BIM技術(shù)，預(yù)先發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的問題，提高了裝配式建筑施工過程的安全性[10]?？偨Y(jié)和分析以上BIM研究和工程應(yīng)用現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)BIM已經(jīng)在機場、隧道、建筑、水電站、裝配式等多個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用成果。但是，根據(jù)工程規(guī)模、施工難度及施工周期的不同，BIM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和效果也不盡相同。為此，本文以蘭大理工樓項目為工程案例，介紹BIM技術(shù)在此工程全過程中的應(yīng)用，即主要應(yīng)用Revit軟件建立該項目的三維建筑信息模型，依據(jù)項目施工圖紙對建筑結(jié)構(gòu)、機電暖通、場景布置等建立相關(guān)模型，利用建模信息中構(gòu)件重疊檢查管道碰撞錯誤和指導施工，并進行工程量算量統(tǒng)計，為該類工程現(xiàn)場施工作出指導。

1項目概況

蘭州大學理工樓項目位于蘭大體育場東南側(cè)，北側(cè)為專家公寓樓和體育館，南臨麥積山路，東臨會寧路。項目用地位于十字路口西北角，總用地面積為9985.4m2，總建筑面積為33770m2，其中地下6070m2，地上27700m2。地上二層設(shè)人防工程，平時為汽車車庫，戰(zhàn)時為核6級的二等人員掩蔽所。建筑總高度58.2m，地上14層，地下2層，主樓結(jié)構(gòu)形式為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為筏板基礎(chǔ)，設(shè)計使用年限50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級二級，地下室防水等級二級，建筑物耐火等級一級，抗震設(shè)防烈度8度，主要功能為辦公。

2項目施工的重點和難點

2.1施工期限短、任務(wù)重項目于2018年4月16日取得施工許可證后正式開工建設(shè)，要求經(jīng)歷冬季施工，于年底主體封頂。

2.2場地狹小、協(xié)調(diào)工作難度大施工區(qū)域占地面積大，周邊無可用場地，開挖后場內(nèi)道路狹窄，施工期間場地交通協(xié)調(diào)困難。

3BIM技術(shù)應(yīng)用

3.1BIM應(yīng)用的目的

（1）優(yōu)化施工周期。BIM三維動畫模型模擬施工過程，可優(yōu)化工期，幫助項目管理團隊加強質(zhì)量管理，提前檢查出圖紙問題、優(yōu)化圖紙，杜絕返工。

（2）機電安裝優(yōu)化管理。利用BIM技術(shù)對管線、設(shè)備進行3D綜合排布，使管線、設(shè)備整體布局有序、合理、美觀，最大限度提高和滿足內(nèi)部空間的使用效率，減少二次返工，達到降本增效的目的。

（3）施工預(yù)演。充分利用BIM技術(shù)使施工圖百分百準確，指導施工。（4）優(yōu)化場地布置。由于施工場地狹小，利用Revit對現(xiàn)場臨時設(shè)施進行合理布置，進行施工區(qū)域機械的位置確定、道路優(yōu)化。

3.2BIM實施組織框架

為了全方面實現(xiàn)項目BIM團隊管理，以制度的形式進行規(guī)范化管理，專門成立了BIM技術(shù)團隊，安排專人負責BIM總策劃、總協(xié)調(diào)，并由專業(yè)的BIM技術(shù)人員對該項目進行建模。

3.3BIM的應(yīng)用成效

3.3.1可視化模型建立

該項目可視化建模包含建筑外觀設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、機電安裝部分（特別是管道量大復(fù)雜，檢查碰撞）、裝飾裝修、場地布置等。按照傳統(tǒng)的技術(shù)人員識圖指導施工，經(jīng)常會遇到各工種不能統(tǒng)一協(xié)調(diào)作業(yè)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件和機電安裝管道打架等問題，施工現(xiàn)場本就場地緊張，很可能會導致施工效率低下、不能按時完工交付使用的問題。為此，利用BIM可視化、數(shù)據(jù)共享的優(yōu)點，按照設(shè)計圖紙把各施工圖紙采用參數(shù)化設(shè)計，建立可視化的BIM模型（圖3），來檢查結(jié)構(gòu)碰撞、機電管線碰撞問題，針對檢查的問題及時進行調(diào)整，指導現(xiàn)場施工，為投資方節(jié)約成本和時間。

3.3.2土建BIM應(yīng)用———場地布置

項目開工時，現(xiàn)場臨時設(shè)施的布置貫穿于整個施工組織設(shè)計中，非常重要。臨時設(shè)施的合理布置關(guān)乎人員出入、材料堆放、水電供應(yīng)等，合理的布置能最大限度節(jié)約人力和物力，為工程合理有序施工創(chuàng)造先決條件，并盡可能減少對周圍環(huán)境的破壞。該項目在建設(shè)初期，結(jié)合實際項目平面布置圖（包含項目現(xiàn)場各類設(shè)施、構(gòu)件的模型創(chuàng)建布置），掌握場地模型創(chuàng)建及場地設(shè)計布置要點，以及場地中技術(shù)、安全要點，優(yōu)化場地平面布置。

3.3.3土建BIM應(yīng)用———砌體排磚

在進行砌筑作業(yè)時，如何降低砌塊損耗率、避免材料二次專場搬運、提高砌筑質(zhì)量是砌筑工程進度控制和質(zhì)量控制的關(guān)鍵點。為了更加直觀地反映砌塊與梁、柱的位置和構(gòu)造關(guān)系，可在BIM模型中對砌體施工砌塊提前優(yōu)化排布，結(jié)合現(xiàn)場施工情況，導出排布圖及施工材料列表，進行砌體施工材料管控和施工質(zhì)量監(jiān)督，降低損耗率，提高工程質(zhì)量，實現(xiàn)砌筑工程的精細化管理。對該項目四層外墻排磚模型進行砌塊排布。

3.3.4機電BIM應(yīng)用———碰撞檢查

BIM技術(shù)在機電管線上的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在碰撞檢查和優(yōu)化設(shè)計布局上。檢查出問題，及時作優(yōu)化設(shè)計，重新調(diào)整管線布置，在一定程度上節(jié)約了成本，加快了施工進度。在模型搭建完成后，進行碰撞檢查，共發(fā)現(xiàn)碰撞點204處，通過管線綜合調(diào)整及支吊架布置方案優(yōu)化排布，消除所有碰撞點，避免拆改，減少后期返工。應(yīng)用Revit進行碰撞檢查、協(xié)調(diào)設(shè)計，施工部門重新調(diào)整設(shè)計和施工方案，為業(yè)主節(jié)約20余萬元。

3.3.5BIM裝修應(yīng)用

項目實施過程中，以BIM模型為基礎(chǔ)，對外墻及內(nèi)飾裝修所需要的材料提前布置，進行比選，提前“預(yù)施工”，避免拆改返工，可以為業(yè)主提前提供裝飾裝修效果圖，提高業(yè)主滿意度。BIM裝修模塊可對裝修方案提前排版優(yōu)化，確定室內(nèi)墻磚、地磚排布方案，輸出材料列表，指導現(xiàn)場施工。

4結(jié)論

（1）通過BIM技術(shù)應(yīng)用，合理布置了施工場地，大幅度降低了由于材料二次搬運造成的成本浪費，同時提高了現(xiàn)場文明施工程度。

（2）通過BIM技術(shù)應(yīng)用，針對砌筑工程，優(yōu)化了砌塊排布圖，直觀地反映了砌塊與梁、柱的位置和構(gòu)造關(guān)系，指導砌筑施工，降低損耗率，提高了工程質(zhì)量，實現(xiàn)了砌筑工程的精細化管理。

（3）通過管線綜合調(diào)整及支吊架布置方案優(yōu)化排布，消除所有碰撞點204處，避免拆改，減少了后期返工，為業(yè)主節(jié)約20余萬元。

（4）應(yīng)用BIM技術(shù)對裝飾裝修工程進行方案比選，為業(yè)主提供最佳方案，提高了業(yè)主滿意度。

參考文獻：

[1]高成，趙學鑫，高世昌，等.BIM技術(shù)在中國尊建筑工程施工中的應(yīng)用研究[J].鋼結(jié)構(gòu)，2016（6）：88-91.

[2]羅琳燕.BIM技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用———以湖南固特邦公司二期生產(chǎn)樓為例[J].建筑設(shè)計管理，2019（9）：48-53.

[3]趙順清，孫輝.BIM+在公路工程項目管理中的應(yīng)用研究[J/OL].公路，2020（9）：231-236.

作者：金兆鑫   單位：蘭州石化職業(yè)技術(shù)學院土木工程學院