BIM技术在大型地下车库的施工进度信息化管控研究

匡静 刘赟 潘星

（甘肃省建筑科学研究院有限公司，甘肃 兰州730050）

0 前言

工程项目施工进度滞后是建筑行业内普遍现象，主要原因在于建筑施工企业对项目进度管控存在多方面的问题：施工进度计划不根据项目特点形成多层次进度计划体系，可操作性差；进度计划与资源配置计划不同步，导致资源投入不均衡，大幅增加项目成本；进度动态管理不到位，缺少跟踪纠偏机制，计划进度与实际进度越差越远，计划流于形式；月、周、分部分项工程等低级次进度计划管理混乱，不能分解落实执行等。这是传统粗放式项目管理模式的一个缩影，弊端尤为明显，造成大量的人力、财力与时间的浪费。

近年来，国内建筑行业引入BIM技术进行三维模型可视化设计与工程精细化管理，其中针对基于BIM技术的工程施工进度管控有了一定的研究与应用，虽进展较缓慢，制约因素较多，但从一定程度上体现了应用BIM技术后工程项目施工进度管控及整体项目管理质量的提升，项目施工进度管理随着BIM技术的应用拓展开始步入信息化管控时代。

1 工程概况

本工程为某住宅小区大型地下车库，建设场地位于兰州市七里河区大滩地区，东至B069#路，北邻南滨河路。地下车库为大底盘机动车停车库，共地下一层，机械双层停车，建筑面积31586m2，层高为4.8m,结构类型为钢筋混凝土框架结构。该工程施工涉及的主要专业有结构框架钢筋混凝土浇筑、内墙烧结多孔砖砌体砌筑、防水及地面铺设、内门安装、外墙顶板保温及装饰、水暖电消防管线安装、设备安装等。

该工程进度管理存在几个显著的难点：

1）工程紧邻滨河路，作业场地较狭小；涉及专业多，且施工过程中由于工期较紧，须安排土建、机电、安装、消防等各专业交叉搭接作业，进度计划编制工作困难；

2）进行施工现场管理时，管理者经常需要协调同一工作面上不同专业间的施工冲突，管理任务较为繁重；

3）采用传统进度管理方法，现场管理者难以实时了解施工现场的实际进展情况，无法及时预判现场实际施工情况是否会影响后续施工而采取预防措施。

2 施工进度管理中BIM技术的引入

2.1 软件配置

工程施工进度管理中引入BIM技术，其核心功能是BIM信息平台与多种相关软件间的综合作用，通过BIM-3D模型信息与施工进度信息的4D合成，实现BIM模型与进度软件的交互应用。本文采用revit、project和navisworks软件创建基于BIM技术的四维进度管理系统，并在上述大型地下车库结构施工与机电安装过程应用该系统进行基于revit信息平台的四维进度管理。

2.2 revit平台全专业3D模型构建

本文采用Autodesk公司的Revit建筑、结构、设备系列软件，通过Revit系列BIM平台构建地下车库全专业3D模型，模型效果如图1所示模型。

图1 由Revit构建地下车库三维信息模型效果

建筑三维信息模型是建筑信息数据的集成，它将建筑工程的功能数据化，通过数字的形式表达出各构件的尺寸及位置信息，并形成一个系统、完整、可互动的数据管理库。此时的建筑模型可看作数据管理库中视图及数据信息的表达，因此可以在数据管理库中对模型信息进行自由修改与完善，以达到协调高效的效果。同时，还可以对模型各专业内部构件、管线尤其是各专业之间进行碰撞检查，提前实现管线调整与避让，深化设计。

2.3 项目施工进度数据创建

采用目前常用的Microsoft Project项目计划软件，收集地下车库土建施工与机电安装施工基本信息，新建项目文件后输入任务，通过考虑任务优先级进行排序，并保证每一个环节的细节之处，同时在软件中输入任务的起始和完成工期，确立项目各任务间的关系，最终制定任务进度计划，部分施工进度计划如表1所示。

表1 施工进度计划

2.4 BIM四维模拟体系实现

将BIM-3D模型与Project进度文件导入Navisworks软件，绑定构件组和进度项，使模型在时间维度上按照排好的施工计划进度进行动态模拟，可以直观形象地展示各时间建筑实体各部位的施工情况。根据初步编制的施工进度计划，在完成车库A、B区结构框架浇筑任务后，图示半透明显示的为当前时间点上正在进行的作业，分别是A区内墙砌筑与C区结构梁板浇筑。在BIM可视化平台上，可以看到该两项任务在不同施工区域同时开展，工作面充足，两项任务不存在冲突，能正常安排施工。这是在一维Project进度管理软件中无法直观看出的。

BIM四维模拟体系的实现为进度调控提供可视化依据，同时也有助于掌握施工现场的工作进展情况。

3 BIM技术与实际施工进度管理的现场协同

BIM技术与实际施工进度管理的现场协同，首先需要在工程施工现场和进度管理组织工作场所之间建立一个可以实时互动交流协同的一体化平台体系。这种一体化平台体系主要包括计算机仿真模拟、施工监控、实时记录与动态进度计划调整等功能的整合与可视化表达。本工程施工时，通过在施工现场塔吊顶设置高清摄像头，可以对工程土建施工过程进行全方位、全天候施工进度动态监测；在机电管线安装阶段，由专门工作人员携带便携式摄像、照相设备拍摄记录定时进度情况与关键工序，进度管理人员需保证定时将收集的现场实际进度信息添加到进度管理一体化平台。现场与办公场所均设有一个大屏幕，用以实时显示进度管理组织收集到的施工现场所有正在进行的施工情况，进度管理人员与计划进度对比后如发现有部分计划应开工的任务未能按时开工，则及时组织相关专业工程师一同召开小型临时会议，共同讨论后制定纠偏措施并发布到进度管理一体化平台。

基于BIM技术的施工进度管理通过BIM-4D进度模型的应用与现场的协同，形成多位一体的施工进度信息管理平台，实现了施工现场与办公场所之间进度控制信息的高度共享与反馈信息的即时传递。

4 BIM在施工进度管控中的应用优势

BIM技术在施工进度管控中的应用优势体现在以下三个方面。

4.1 可视化

建筑模型与施工过程可视化。利用可视化建筑模型呈现的建筑信息的真实描述，采用BIM+4D模拟技术实现施工过程的可视化模拟，用动态、直观的方式模拟展示施工的全过程与关键环节。本项目在施工前期可视化模拟的过程中就暴露出了很多问题，比如按初步进度计划进行施工模拟后发现楼梯施工时现场无法提供工作面，此项施工应属于初步进度计划的错误项，在一维Project进度管理软件中很难观察出，但在BIM平台下则可以明显看到并提前做好调整。因此，利用BIM可视化模型与施工过程模拟可以做到在施工前针对问题制定合理方案，采取合理措施，早发现早解决该类问题，达到避免返工、缩短工期的目标。

4.2 信息实时化

基于BIM平台创建的建筑模型可以添加各类参数。在实际施工过程中，得到的进度数据可加入BIM+4D进度信息模型，并可对进度信息进行实时编辑，保证模型进度与实际进度相匹配，从而使现场管理者可以及时获得实际进度信息并与计划进度信息实时比较，实现施工进度的动态管理。

4.3 高效协同化

基于BIM平台的集成化施工进度管控为施工过程信息交互提供了平台，参与工程的各方都可通过4D进度模型在平台内进行实时信息查询与互动交流，实现一对多信息传递，并且发现问题也可实时调整，显著提高各方各专业间协同效率，施工效率与质量得到大幅提升。

5 结论

1）传统粗放式项目管理模式下，因涉及专业面广及各种不同步信息影响，导致施工进度滞后成为建筑行业的普遍问题。

2）通过对某地下车库项目施工进度管理中引入BIM技术的案例，展示了实际工程中BIM-3D模型构建、BIM+进度四维模拟和施工现场协同的全过程，为BIM技术在项目施工进度信息化管控中的应用研究积累了实践经验。

3）BIM技术应用于施工进度管控的可视化、信息实时化与高效协同化优势，为提升施工效率与施工质量提供了有力保障。