BIM 技术在地下室施工中的全过程应用

王晓晖（上海心圆房地产开发有限公司，上海 201202）

随着现代建筑产业地不断升级进步以及建筑工业化地广泛推进，建筑信息化在规划、设计、施工和运维中有了越来越广阔的实际应用价值，尤其是在目前大力发展装配式项目的产业背景下，建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)技术辅助装配式施工成为建筑信息化和工业化的深度融合[1]。在混凝土预制件(Precast Concrete，PC)构件图纸深化、预留钢筋碰撞校核、预留洞口校核等设计环节以及构件生产运输和售后环节控制都起到了良好的促进作用。

BIM 技术由于其卓越的可视化效果、问题检查能力及包含建筑信息等功能，在工程各阶段均有较多的应用点。其各项应用应尽量做到前置性，便于提高正式出图的精度，也预先对现场实施进行模拟和交底，最大程度降低因图纸不精确、节点不明晰、做法交底不到位等因素带来的返工和成本工期浪费。尤其是在地下室工程阶段，前期组织展开的各项BIM 工作应当已经出具各类技术成果，并经工程现场各方确认用于指导各工序施工。因此在地下室施工过程中，BIM 技术的应用点往往相对较多，并且具备实施落地的真正价值。

1 辅助设计出图

BIM 设计图纸在出图前可先交由有资质的 BIM 咨询单位通过全专业建模进行图纸校核，待 BIM 咨询单位将各专业图纸进行校核后再反馈给设计单位复核、最终出具正式施工蓝图。如此方可有效减少以往工程中常见的设计图纸各专业未能完全匹配问题。尤其在结构体系为装配式结构的项目中，BIM 对设计图纸的初步校核可有效确保用于 PC 深化的图纸具备足够的精确度，减少甚至避免结构拆分问题和点位预留问题，提高设计和施工阶段的协作能力，保证设计质量，从根本上提高工作效率[2]。

土建方面，在 BIM 建模的过程中可以同时发现基本的设计图面问题，如结构平法标注、结构是否有缺漏、平面图与详图是否有不对应、详图是否有节点缺失等。当模型建立完成后，可将建筑与结构模型进行碰撞比对，平面上能够复核的有洞口是否对应、标高是否一致（尤其是降板部位，降板标高和区域是否对得上）、墙柱和门垛的定位及留设长度等。三维方面，可以进行碰撞问题的检查，如建筑门窗、扶梯、停车位等是否与结构构件存在碰撞。此类问题尤其常见于地下室部分，在地下结构夹层或布局相对复杂的区域。此外，关于楼梯方面的问题也是土建图纸校核的关键部位，如楼梯与楼层结构是否匹配或重叠、楼梯能否走通、楼梯镜像方向是否正确、详图与平剖面图是否匹配、梯梁与结构是否搭接等。

机电方面，在前期图纸校核方面的应用主要是管线综合优化布置，在管线建模过程中便可发现管道走向、穿墙洞口等基本问题，在各管线建模完成后可以通过碰撞检查和优化走向布置，给建筑结构提供更加精确的留洞定位，同时可以在管线复杂和密集区域实现净高的复核。另外，还可以从客观上促进机电和土建专业之间的变更图纸及时传递，确保底图一致，避免预埋点位与结构构件相冲突或存在遗漏现象。

2 辅助施工技术应用

BIM 技术更多的应用是在辅助现场施工方面，体现在方案优化、方案交底和施工指导，其在工程项目地下室施工中相关的常见应用点主要有以下方面。

2.1 地下车库管线布置优化

BIM 技术在地下室部分的管线综合布置和碰撞检查，不但可以辅助前期设计阶段出具正式施工图，还可以根据最新图纸进行修改校核以生成留洞图来指导现场实际地库各专业机电预留洞口的设置、套管和底盒预埋。同时，还能用于地库各专业管道施工之前的工序交底，便于现场合理安排各专业单位的进场顺序和地下室各部位的施工顺序。可结合样板区施工交底再大面积展开施工，有效提升管道综合排布的合理性和美观程度，提高机电安装工程的精细化管理水平[3，保证地下车库的最低净高能够符合规范和设计要求。

此外，结合机电抗震设计规范的相关要求，地下室部分的机电管道需进行抗震设计。BIM 技术在地下室的管道综合布置结果不但可用于指导现场的风管、生活用水管、消防管、强弱电桥架等各专业管道布置，还能够显著促进抗震支吊架设计，便于施工单位和深化部门合理优化抗震支吊架的设置布局，合理采用单排支架或并排支架。在满足设计和规范要求的同时，最大程度地降低抗震支吊架的材料成本和安装成本，能够带来不菲的经济效益。

2.2 促进机电专业图纸会审

由于消防、弱电等相关专业通常进场较晚，图纸会审阶段较多只进行强电和照明专业的图纸校核，而消防和弱电等专业性较强的图纸往往不能得到有效的校对和复核，容易导致在结构预埋阶段相关专业因留洞定位不精确、预埋点位定位错误或缺失等问题，致使后期管线综合布置和穿线工作难度增大。增加的工作量大多只能采用开凿或者明装，不但增加返工成本，而且影响交付的观感。因此，管线碰撞检查工作在设计阶段就由 BIM 咨询单位展开实施，能够有效减少上述问题带来的不利影响。

2.3 设备用房布局优化

地下室设备间的设计布局大多是实际工程中较难实施的部位，如水泵房、水箱间、强弱电间、风机房等设备用房。由于设计面积较小、设备面积或体量较大，房间内的设备和管道安装需要 BIM 建模提前介入。尤其是生活消防两用泵房和水箱间，房间内有水箱、水泵、各类控制箱、强弱电桥架、风管、生活用水管和消防水管、排水管等各类管道和设备，布置难度极大。根据 BIM 将结构、建筑、设备和管线等进行提前建模并进行碰撞检查，确认无误后指导各专业合理安排作业顺序，便于设备间能够一次性施工完成，达到进度快、质量好、返工少的目的[4]。

2.4 预留洞口定位

洞口预留和定位的校核是 BIM 深化前期能够有效介入的切入点之一。尤其是结构先行施工的地下室部分，检查穿地下室梁和外墙结构的各类洞口有无错漏，对提高地下室结构施工效率、减少后期管线布置时的返工有着非常良好的积极作用，能够有效减少乃至避免在后期结构上开孔或开洞。

2.5 净空高度优化

地库和住宅楼地下室均有最低标高限制要求，其中地下车库最低净高要求 ≥2.2 m，住宅楼地下室最低净高要求 ≥2.0 m。BIM 深化在进行管线综合布置优化的同时也应考虑净高的要求，尤其是公共建筑或住宅公共走道等管线较为密集的部位。通过优化各专业管道的水平和垂直排布，不但可以提高管线排布的精度，满足各部位净高要求，还能显著提高质量观感。

2.6 停车位设置

地下室停车位的数量要与规划一致。但在设计过程调整或施工过程产生变更后，局部建筑结构或管道布局修改很可能导致停车位区域相应需要调整，尤其是靠近车行道、机房或柱身部位。借助 BIM 技术的前期深化介入，可以提前核定地下部分图纸问题，在施工前期便可明确好项目完成后停车位的数量和区域符合总体规划要求。

2.7 施工指导

在施工前期 BIM 咨询单位可以结合施工单位提供的施工方案、节点做法等，通过建模和制作足够精度的施工动画，用于技术人员进行交底培训，并指导各部位的现场施工，尤其在现浇结构节点、墙身大样、PC 吊装、设备间细部等部位，具有非常积极的指导作用。当建模深度足够时，还可以用于制作创优项目的各部位做法，清晰明了地指导各班组进行创优单元的作业施工。

3 辅助项目管理

BIM 技术在辅助项目管理方面也有很多的实际应用，如 BIM 建模深度足够时，能够在各部位体现各部位的建筑信息，包括施工时间、材料信息、构件部位、甚至生产厂家等各类与建筑本身相关的数据和信息，便于施工过程管理和事后的信息追溯，后期交付之后也能进行数据传输和运维阶段的日常使用。结合平台还能进行文件资料流转，如图纸会审问题的梳理、提交和回复；过程修改单和联系单的流转记录；生成施工动画和节点图纸用于施工交底文件并流转等。另外，材料统计也是 BIM 技术中一个非常实用的功能。在地下室施工中，BIM 可以有效用于统计各类机电管道的规格和长度、配件用量、不同型号的设备数量、门窗等构件的统计。

4 结 语

就实际项目而言，在地下室工程阶段，BIM 的功效能够得到重点落实和更加显著的体现。当然在主体施工、装修施工等其他工程阶段，BIM 也能发挥其不可替代的作用。但总而言之，BIM 技术要想在建筑行业中的应用能够日益深入和落地实施，要能真正体现其指导作用和降本增效的功能，需要结合项目实际做好应用策划，需要将各项校核和方案深化工作到前置，需要真正将 BIM 技术的指导施工作用发挥落实。