BIM技术在超高层装配式建筑体系中的应用

史 诗

江苏置信建设工程有限公司，江苏 盐城 224001

2016年，国务院印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》。随着政策的推行，我国装配式建筑行业的市场活跃度也随之提升。目前在超高层装配式建筑的设计过程中，通常以BIM技术为核心构建建筑物的三维立体模型，全方位面向各方展示建筑的宏观风貌，检验建筑设计合理性的同时，还能够在施工前完成方案调整工作。鉴于此，针对BIM技术在超高层装配式建筑体系中的应用这一内容进行深入分析具有重要的现实意义。

1 工程概况

某办公楼项目地处商务中心区域，地上45层，总高度为217m，总建筑面积为19万m2。项目地下室结构以钢筋混凝土框架剪力墙与钢框架支撑为主，地上墙体为轻钢龙骨隔墙，外部为玻璃幕墙，且地上建筑物均以装配式构件为主。

2 BIM团队及标准

（1）BIM团队组建。工程施工中，业主方为提升施工质量，通过招标的手段将BIM顾问引进到施工协作中。期间，总施工单位经BIM中心支持，进行BIM管理的统筹处理，分包方则在BIM中心与总部指导下完成各项施工作业任务，对于部分不具备应用BIM技术条件的施工方，可通过BIM咨询方协助的方式完成工程协助施工。具体的BIM团队组建架构如图1所示。

图1 某工程BIM团队组建架构图

（2）BIM标准确定。在BIM技术应用的设计阶段，承包方应积极与设计单位就超高层装配式建筑体系的BIM深度进行复核与确认，使两者之间确定一个统一的标准，为后续的BIM技术应用创设一个良好的环境。施工初期，总施工方需在应用BIM技术时针对合同以及工程状况进行全面的调查和分析，随后按照BIM技术的应用标准做好计算机软、硬件配置[1]。此外，还需在施工前做好BIM技术应用的协同挂历平台，促使工程相关的各项数据信息能够在第一时间上传至统一平台[2]。正式施工期间，应构建以BIM技术应用标准为基础的协调会议制度，使工程资料、图纸以及BIM数据管理充分与项目建设信息系统之间实现协同共享，还可借助BIM技术的应用完成建筑装配标准的纠偏处理工作。

3 BIM技术在超高层装配式建筑体系中的具体应用

3.1 方案设计

施工中要想确保BIM技术的操作质量，需在开工前做好技术应用方案设计工作。根据项目施工要求，BIM技术的应用方案设计应从以下三个方面着手。

（1）钢结构方案设计。由于地面之上的结构悬挑边梁的施工难度高，技术部在方案设计前通过与业主沟通，采用钢模板设计，直接在施工中完成安装，有效降低了外爬架临时作业措施费，工期缩短共计90d。随后利用Tekla软件进行建模，建模点为封边梁节点，借此实现现场作业一次成型，预防重新返工问题出现[3]。

（2）地面混凝土浇筑方案设计。钢管柱混凝土的浇筑环境比较复杂，布料机的站位点方面的选择难度也较高。在此基础上，为了有效选出最适宜的布料机位置完成施工，此次施工中需利用Naviswork软件完成三维定位模拟处理，随后将布点优化为4个，比预期的设计方案还减少了4个。

（3）幕墙单元体吊装方案设计。该工程中幕墙的设计共分为7个相对独立的系统，共计6.2万m2，期间针对幕墙图纸进行深化处理后直接进行建模，使用的幕墙处理软件主要以Rhino 5.0为主。此外，受到工程结构外倾因素的影响，建筑的外墙安装施工难度及复杂度也较高，为此决定利用BIM技术先进行安装模拟，在将安装施工与项目其他专业施工之间的交叉作业情况展现出来的同时，进一步指出当前施工中存在的不符合标准的问题并做调整。

3.2 现场管理

在超高层装配式建筑施工中应用BIM技术进行作业现场管理时，应做好以下工作。

（1）平面布置管理。该项目地处中央商务区核心区域，周边的交通环境相对复杂，且周边无堆放场地，编制人员需针对施工现场做好相应的施工模拟工作[4]。同时，还需就施工中的材料运输通道以及人员疏散通道等道路交通进行运行模拟，借此实现施工场地布置的优化，并在提高施工现场平面布置可行性的同时，实现布置的科学合理性[5]。应用BIM技术进行施工场地设计后，能够大幅度提高现场利用率，促使项目各分包方之间的材料堆放场地交叉率降低至少30%，且也能一定程度上缩短施工周期。

（2）装配式建筑质量及安全管理。超高层装配式项目不仅在质量方面要求极高，在施工安全方面的要求也十分严苛。施工管理人员将与项目有关的BIM技术应用成果均进行了网络上传，主要传输至BIM 5D平台数据库中，随后项目管理人员直接通过平台关键词搜索，就能直观且全面地浏览建筑轻量化模型，借此为施工现场的质量管理提供辅助[6]。期间，进行质量管理时，管理人员可直接借助BIM 5D手机端将作业现场所出现的问题在手持设备的支持下实时传输至平台数据库中，为后续施工流程的推进提供详细的数据参考，同时进行隐患处理。另外，还可将建筑方的安全文明标准化数据库中的相关标准进行现场施工文明的规范化处理，并按照工程设计模型进行施工用料的总量统计，最终提升施工安全性。

3.3 采购管理

在建模信息准确的基础上，BIM建模工作与算量工作可以彼此支撑，实现三算对比，根据多专业构件精细化全三维建模发现可完善之处，优化复杂节点及管线综合排布，提高算量精度，减少材料浪费。通过BIM 5D对各流水段构件工程量信息进行细化梳理，可形成材料采购计划表，作为施工备料、限额领料的主要依据，还可与实际消耗进行对比，控制成本，为项目精细化管理提供技术支持。

3.4 订单管理

在超高层项目中，材料按时进场是保证项目工期的前提。基于BIM技术的物流管理，以三维模型为载体实现加工制作、物流运输及安装等信息同步传递，便于管理人员通过BIM 5D平台随时查阅构件加工运输情况，有助于对进度的整体把控。同时，利用BIM 5D平台对进场构件进行信息完善，并在构件上粘贴附带构件详细信息的二维码，用于现场查看构件信息。

3.5 三维激光扫描

将BIM技术应用于超高层装配式建筑体系中，核心在于三维激光扫描的应用上，主要从以下两方面着手。

（1）幕墙安装。幕墙的安装施工质量要求及标准均极高，且建筑的主体结构与局部施工区域之间的位置偏差、尺寸偏差均较大。对此进行技术处理时，可将高精度的三维激光扫描仪应用其中，对工程结构整体进行扫描处理，借助扫描得出的数据信息利用计算机进行结构还原，并依据扫描所生成的现场点在计算机上构建Revit模型，并与设计模型之间进行重合对比，识别出现尺寸偏差的区域[7]。随后，将扫描数据传输给施工方，要求施工方按照扫描结果进行施工设计方案的深化处理，建模时应综合考虑现场作业现状。

（2）施工净高处理。超高层装配式建筑体系中，对于楼层的净高要求标准较高，楼层的顶部需安装复杂的机电管线，如仍沿用传统的施工手段，则无法满足工程设计净高作业标准。对此，可采用三维激光扫描技术，针对装配建筑楼层展开全方位的扫描，并将扫描按照拼接点云的形式将其与在计算机上构建的Revit模型进行拼合处理，随机根据拼合结果进行各个部位尺寸的偏差识别。此外，点云模型还可以应用于建筑楼板不同部位的净高检测中，借此进一步深化超高层装配式设计成果的可靠性。

4 结束语

综上所述，随着我国建筑事业的不断发展进步，现阶段装配式建筑的市场发展空间越来越大，使得BIM技术在房地产市场中的应用范围也越来越广阔。超高层装配式建筑体系的构建对于BIM技术的应用依赖性也相对较高，此时，充分做好建筑产业的上下游数据信息交互、共享工作，不仅能够提升装配式建筑在我国的整装效率，也能够在现代化城市建设水平提升方面奠定坚实的基础。