某项目施工BIM应用与研究

王宗成

(福建建工集团有限责任公司 福建福州 350001)

0 引言

我国“十三五”规划中明确指出：建筑业信息化是建筑发展战略的重要组成部分。可见建筑业信息化即将是未来建筑业发展不容忽视的方向。BIM技术成为建筑业相关工作人员必须掌握的技能，因此也培养出很多BIM建模人员。BIM建模不再是主要问题，如何运用BIM模型指导施工，实现BIM技术的落地与应用已成为新的矛盾。基此，笔者将利用某项目上的BIM应用成果，针对现阶段BIM的应用与研究展开一些探讨。

1 工程简介

该工程涵盖现浇钢筋砼结构、预应力钢筋砼结构、型钢砼组合结构、钢结构、屋顶网壳结构等形式。两层连体地下室，地上3栋建筑。该工程作为BIM应用试点项目，受到公司高度重视。

2 前期准备

2.1 成立项目实施组织机构

为保证工程BIM技术的有效实施，以集团为中心建立了三级组织机构：集团科技质量部——分公司BIM工作站——项目部BIM小组，如图1所示。其中集团公司科技质量部负责大方向的把关；分公司工作站主要负责搭建模型，制定应用方案，与集团公司、各项目部紧密联系协调工作；项目部BIM小组负责将模型应用落地。

图1 项目组织机构

2.2 软硬件配备

由集团总公司统一采购软件，分公司根据需求采购硬件或增加软件节点，形成多软件共同协作的BIM平台如图2所示。软件种类繁多，对设备和人员的要求很高，建模人员必须熟练掌握表中所列软件。因此，建模人员也进行了相关培训，以保证知识储备。

2.3 订立目标

贯彻执行国家技术经济政策，聚焦于工程项目全生命期内的经济、社会和环境效益，通过BIM应用，提高工程项目管理水平，保证工程质量和综合效益。根据工程项目自身条件确定BIM应用内容，避免过度建模，分阶段、分重点地开展BIM应用。

图2 软硬件配备

集团公司科技质量部从实际出发，考虑到项目施工人员水平参差不齐，将BIM模型用于指导整个工程施工，难度极大，于是选取6个容易实施又能带来明显效益的点来实施。包括：①三位场地策划；②施工方案模拟与技术交底；③管线综合；④钢构深化；⑤工程量参考；⑥云平台应用。

3 项目的BIM应用

3.1 三维场地策划

传统的二维CAD平面布置图只有平面信息，不能直观地体现出不同施工阶段的场地信息关系。由于项目处于金融商务区，场地比较狭小，使得施工场地的合理布置更难。考虑到以上两点原因，BIM小组决定利用《三维策划》软件代替二维平面图进行场地布置策划。模型直观地模拟了施工现场土方阶段、主体施工阶段、装饰装修阶段3个阶段的临时场地布置。合理、独立地安排了办公区域、生活区域、施工区域；对各个阶段的进出场路线和初步的施工模拟，确保了土方退土路线的合理，并对塔吊的防碰撞进行了测试；对3个阶段的材料堆放区、加工区等设施进行明确的用地规划，综合考虑两个阶段之间的衔接关系、进退场时间，以及不同阶段场地条件变化。

审核通过后，BIM应用小组组织施工人员严格按场地布置模型施工，有效避免了各工种之间的干扰与减少了材料的二次搬运，降低施工成本加快施工进度；乃至对项目的绿色施工、安全文明施工、企业外形象等方面对项目进行管控，以最有效的方式利用场地，节约资源。项目部实景对比如图3所示。

图3 项目部实景对比

3.2 施工方案模拟与三维交底

确保模板方案、脚手架方案通过审核后，三维建模人员运用专业的脚手架、模板建模软件，进行精细化建模，并利用软件的验算功能验算模板及脚手架结构的安全性，以便于在施工前对方案进行模拟。对立杆、水平杆或型钢等位置进行排布、调整，形成平面布置图、剖面图、模板切割方案配置图、下料清单等内容，有效保证各项布置符合施工方案要求，确保安全、节省材料、绿色施工。

针对标准化样板施工、砌体排砖、钢筋梁柱节点等专项内容建立BIM模型，利用模型结合现场实体对人员进行三维交底，更形象直观地展示施工工艺、施工工序，提升交底水平，将施工前的重点难点提前预警，保证施工过程的安全有序进行，从交底层面提高项目施工安全、施工质量。在工程例会、专业技术会议等工程各类交流中，该项目建立的三维模型的优势也不容小觑：如三维展示的功能，可以更加直观显示问题所在、易于观察理解、便于各方交流，各设备定位更准确。

3.3 管线综合

由于设计图纸中水、电、暖各专业管线标高在二维CAD图中无法详尽展示，传统施工中3个专业又分别由3个班组甚至3个以上班组完成，往往会造成返工、碰撞、交叉、净高不足、材料浪费、布置不美观等问题，特别位于设备机房，管线复杂设备众多，传统施工、统筹难度大。

现利用BIM技术在施工前对水、电、暖各专业管线进行优化设计，在各安装专业建模前事先初步制定管综方案，拟定大致标高，避免各专业标高重合，以此为基础建立模型并对管线的碰撞进行梳理、检测。在获得检测报告后，在保证净高的前提下，根据小管让大管，有压让无压的准则，采用“绕道”的方式进行避让。并与设计院、业主方确认最终施工方案，按模型施工，最大程度上节约工期、材料，保证净高、美观，并且录入设施设备的规格、型号、参数、生产厂商等信息数据，为后期运营维护提供依据、便利，提升维保工作的针对性和时效性。设备机房BIM模型如图4所示。

图4 设备机房BIM模型

3.4 钢构深化

该工程有屋顶网壳结构，施工较困难，二维图纸无法直观体现结构的空间关系。按图纸施工，很难保证误差保持在允许范围内。分公司BIM工作站采用TEKLA建立钢结构模型如图5所示，详细拆分构件，对构件进行编号，形成清单，并利用3D打印技术进行模拟施工，提前发现施工重点难点，进行合理的工序安排。各施工班组专门通过模型对此网壳结构屋顶进行详细的施工技术交底，施工员容易接受，交底工作达到了良好的效果。因此，专门针对此屋面工程进行工期统计，共节约工期3d。由于模型中已对构建进行拆分，所以能够精确地制定构建规格，提供材料表，从而减少了材料的浪费。

图5 钢结构模型

3.5 工程量参考

该项目通过专业的施工策划软件对施工进度进行施工模拟，并利用REVIT软件中明细表功能对工程项目的构件进行分类统计。现场各专业人员，通过施工策划的情况，并结合各类构件的数量，对工程量进行摸底并统计。再根据现场实际情况，对信息进行核查筛选，以便于统筹安排，从而把控预测各个阶段的成本、材料用量、材料采购进场情况，避免了材料过早、过剩或不足的情况，避免了项目资金的积压，材料的损坏，使整个项目的资金运用有了确实可行的参考依据，施工进度、施工计划得到了强有力的保障。

3.6 云平台应用

由于各个阶段参与各方以及项目人员BIM水平软件等程度各不相同，专业的BIM软件不仅对使用操作人员专业性要求高，而且也对操作设备的要求较高，极其不利于BIM应用的落地与应用。《建筑信息模型施工应用标准》自2018年1月1日起实施，其中明确指出：企业在模型应用过程中，宜将BIM软件与相关管理系统相结合实施。

该项目将建成的三维模型上传至专业的三维云平台，将模型储存于云端，项目工作人员使用WAP端和手机端即可查看模型，在项目上可随时展示与调用BIM成果。云平台的使用，降低项目部设备配置要求，切实有效地降低了BIM应用门槛。在手机端，现场管理人员可随时查看最新三维模型，读取各类构件信息，制作施工日志，将现场发现的问题直接以文字或照片的形式备注到模型上，并发送给相关责任人，以及在复杂关键节点位置通过云端系统将该部位图纸、模型、施工工艺等内容生成二维码。现场人员仅需使用微信或QQ类及时通讯APP扫码的方式就可获得相关内容，或直接跳转至该部位的模型上，三维直观地与模型进行对比检查施工的准确性，使现场操作人员能轻松、直观地使用到BIM成果。

该项目利用云平台，实现BIM技术的落地与应用。

4 结论

此次应用虽然还无法做到完全用三维模型指导施工，但是这些应用点很成功，参与BIM技术应用的组织人员收获很大。从BIM新手到应用于项目中，本身就是往前迈了一大步。目前BIM技术潜在市场空间巨大且有待开发，因此在新技术出现的时候应该积极参与。相信随着建筑业不断的转型升级,BIM技术会运用到越来越多的工程项目中去，只有充分掌握BIM技术、把握时代脉络，才能真正地从我国百家齐放竞争激烈的传统建筑市场中打破格局，弯道超车，脱颖而出。

参 考 文 献

[1] 奚悦.Z15地块中国尊项目BIM实践[J].建筑技艺，2013(01):178-179.

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[4] 朱建国.BIM技术在施工阶段的应用策略研究[J].建筑施工，2013(07).

[5] 天俱时工程科技集团.建筑信息模型BIM简介[Z].2013.

[6] 葛文兰，于晓明，何波.BIM 第二维度———项目不同参与方的BIM 应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.