BIM技术在兰州东湖广场超高层项目中的深度应用

杨智明，陈斌，杜晓英

（甘肃第六建设集团股份有限公司）

1 引言

随着我国建筑理念的不断更新，信息化、智能化、科学化的管理越来越受到各行各业人士的认可和青睐。由于现阶段工程多为大型群体工程或单体超高层等复杂工程，工程的管理难度较大、技术要求较高。对于二维平面图以及文字性的施工方案很难让人第一时间明白设计意图和发现设计中的问题、不足，显然传统的技术方法不能满足现如今建筑工程的高要求、高标准。因此，将BIM技术运用于工程施工管理中，能够很好地解决管理施工方面的问题，优化设计方案，实现建筑信息化、数字化、智能化。

2 项目概况

2.1 项目基本信息

本项目位于甘肃省兰州市城关区南昌路6号，由甘肃第六建设集团股份有限公司承建，项目总建筑面积约18.5万m2，造价约8亿元，规划为集购物中心、超高层写字楼、酒店办公综合楼、超市、停车场于一体的综合体，包含一个整体7层、局部8层的购物中心。塔楼A为超高层办公楼，塔楼B为酒店、办公综合楼，结构形式为框架核心筒结构，商业及地下室为框架剪力墙结构[1]。项目效果图见图1。

图1 项目效果图

2.2 项目难点

①现场狭小，场地布置与现场物料运输管理难度大；

②工期紧，钢骨柱与梁钢筋节点复杂；

③机电专业全，管道复杂，地下室净空要求高；

④材料运输及设备的选型复杂；

⑤现场分包单位众多，质量、安全及进度协调管理工作量大。

2.3 应用目标

2.3.1 施工管理

近期目标：以此项目作为试点，以模型建立为主，建立场布模型及漫游动画，并引入BIM5D平台技术，将虚拟建造结合与现场施工管理相结合，形成初期管理云平台。

中期目标：将BIM5D平台投入到项目技术管理、安全质量、工程量计算等工作中，通过APP及PC端同步立体管控现场施工。

远期目标：将平台应用拓展到整个施工全周期，全方位辅助施工管理，精细化项目管控。

2.3.2 技术管理

①通过建立企业自己的软件交互应用规范，使软件应用更加智能化，根据现场实际情况，拟采用广联达BIM5D作为管理平台，操作更加简单化。采用翻模插件提高建模效率、细化交互规范，使各专业模型融入一个平台，避免或减少模型信息和构件丢失。

②针对项目的重点难点，利用BIM可视化、可模拟等优势，对项目重点、难点区域创建模型、节点，通过三维模型、动画等形式进行技术交底与方案编制，辅助项目技术管理。

2.3.3 人员

通过试点项目的应用，积累BIM技术应用经验，提高BIM技术在企业内部的应用率，培养一支综合能力强的BIM团队，并通过不同专业的应用，使BIM实施人员向更加专业化、精细化发展。

以此项目BIM应用在施工中的落地，总结成熟的经验，在项目上进行推广。项目部要形成善用BIM、会用BIM的技术团队，使BIM应用逐渐成为一种管理模式、一种改进手段，积极应用此项技术。公司领导需要知道并重视BIM的实施，通过领导的重视与推进，才能使BIM技术在项目中真正运转起来。

2.3.4 应用方法

通过试点项目BIM技术的应用，总结整理BIM技术在应用过程中出现的问题、应用方式，以及应用过程中的不足与误区。编制BIM技术与BIM5D应用手册，为其他项目应用BIM技术提供参考[2]。

3 BIM应用方案

3.1 应用内容

根据本项目特点与难点，结合集团公司对本项目的预期目标，BIM技术应用具体内容如下。

1）技术应用

①依据国家标准与企业建模标准进行本项目全专业模型的建立，提前发现并解决图纸中的错、漏、碰、缺，并对其优化。

②对机电模型进行管综优化，重点对地下室（无梁楼盖板与设备机房）、首层、标准层进行碰撞检测与优化，提高楼层净空高度，结合结构模型进行孔洞精确预留，优化管道走向与支吊架位置，并出图指导施工。

③本项目为钢框架混凝土结构，钢骨柱与钢筋、多梁相交部位较为复杂，对钢结构与钢筋节点进行建模并优化，优化钢筋排布并提前预留穿孔与锚板，提高现场工作效率。

④因本项目周边为民房，仅有基坑周边狭窄的部分场地可以使用，利用BIM技术进行三阶段的施工场地策划，提高施工现场场地利用率。

⑤重难点方案利用BIM进行策划、模拟与专家论证，制作三维可视化交底视频与720º全景图，结合二维码将应用成果落地到施工现场。

2）管理应用

结合广联达BIM5D管理平台对施工过程进行管控，收集施工过程资料、协调参建各方解决施工过程中出现的问题，合理有效地全方位管控施工进度、资源、质量、安全。全员参与管理平台的应用，利用平台整理汇总的数据资料辅助管理层决策，生成的二维码实现资料共享与无纸化办公，将BIM应用成果落地到施工现场中。

3.2 应用方案的确定

3.2.1 软硬件配置

本项目专职人员成立BIM工作室，配备有I7与GTX1080的台式电脑五台，高配置外星人笔记本两台。具体配置不再复述。

配置的软件：Revit2016、MagiCAD、Navisworks Manage2016、Lumion8.0、Fu‐zor、广联达BIM5D管理平台等。

3.2.2 组织架构（见图2）

图2 项目BIM工作小组组织机构图

3.2.3 BIM团队职责及岗位职责（见表1）

表1 BIM团队职责及岗位职责表

3.2.4 实施顺序

①BIM组、项目部其他管理人员共同参与，通过不同实施方向共同进行BIM技术在本项目中的应用。

②针对BIM技术难以落地的问题，制定BIM应用方案、应用制度，明确不同岗位的职责与分工，并与广联达共同制定BIM落地应用联合推动方案，确保BIM技术在项目中能够真正落地、体现价值。

③定期编制BIM应用阶段性成果总结与下阶段工作计划，周例会使用BIM5D平台汇总整理数据，发现问题并制定针对性整改措施。

4 BIM实施过程

4.1 实施准备

1）拟定项目级BIM实施方案与管控制度

针对本项目BIM应用目标以及重难点、质量、安全、文明施工、绿色建造等要求，编写项目级BIM应用实施方案，细化项目应用点的内容。同时，制定不同专业的实施管理制度，确保项目BIM技术的规范化应用，明确BIM成果交付的具体要求。

2）模型标准

项目按照六建集团BIM建模规范进行模型建立，包括构件族、机电样板、不同系统RGB编码、模型精细程度、模型绘制要求、族与构件名称要求等。同时，统一模型在各软硬件之间的传递规则，保证信息的完整。制定设计变更对模型更改记录模式，保证模型的时效性。

3）明确BIM成果要求

在本项目中，BIM技术应用产出的成果文件主要包括结构、建筑、钢结构与钢筋、机电管综、幕墙等专业模型文件，碰撞检测报告、图纸会审记录、BIM5D过程资料、可视化交底文件、导出的各专业图纸、施工方案等。

4）公司管理族库的创建

在项目BIM实施开始时，根据六建集团BIM技术发展规划，通过建立符合企业VIS识别要求的场地布置族、各类构件族、机械设备族等等，通过建立网页端BIM族库平台做到企业内部资源共享，利用已创建好的族文件提高建模效率，并不断整理补充企业所需的各类族文件。

5）人员培训

组织企业各个项目BIM实施人员进行培训，根据实施人员技术水平，分为基础班与提高班，主要培训内容包括软件操作、硬件知识、建模标准、项目应用思路、动画制作、视频剪辑等等。

6）过程控制

定期开展BIM专题会议，即项目现场问题协调会，有效落实工作分工、协同以及重难点问题的高效处理。依据本项目的建设标准及管理目标，进一步建立项目BIM过程监管及应急预案体系，结合奖惩激励制度规范项目建设，保障本项目顺利开展及圆满建成。

4.2 实施过程

4.2.1 场地布置模拟及优化

应用BIM技术直观可视化的特性，解决了现场平面布置的问题。在三维空间中划分不同区域，分阶段创建场布模型，依据施工平面布置原则布置各种临时设施与现场道路，并满足企业VIS标准与安全文明工地的需要，导出平面图指导现场布置。同时，根据施工部署将钢结构、幕墙、内装、主体等垂直交叉作业按进度模拟，规划现场布置及垂直交叉作业防护模拟，确定悬挑防护棚位置，精准控制现场动态布置，明确安全管理重点，并利用BIM5D管理平台进行定时巡查，保障施工安全（见图3）。

图3 场地布置与BIM 5D巡视

4.2.2 机电管综优化与孔洞预留

因本项目专业多且结构复杂，通过全专业模型的建立，使用Navisworks进行整合、碰撞检测并出具报告，与设计院沟通并解决，避免返工，节约工期，共计找到并优化碰撞17411个点位。导出成为单专业平面图与全专业综合图，现场以此为据进行施工。以优化后的管道位置、标高、间距，确定支吊架的型式，综合考虑管道间距、外径、保温、重量等因素，通过Magi‐CAD优化布置并验算其可靠性，实现安全、美观、经济的效果。

4.2.3 复杂节点钢筋优化与方案可视化交底

本项目是型钢混凝土结构，通过对钢结构、钢筋的模型创建，优化型钢的开孔位置与数量，通过BIM可视化的优势进行型钢与梁节点的优化与排布，解决钢筋锚固问题，节约钢材、避免返工。对复杂节点创建可视化交底视频，通过视频对施工员、班组进行交底，不像以前的交底只是依靠听文字内容来想象，通过直观的视频动画，加深交底印象，提高交底的有效性（见图4）。

图4 复杂节点钢筋优化

针对本项目重点、难点区域，对复杂区域进行建模，利用BIM可视化的优势进行技术交底，能够让操作班组更清晰工艺流程和质量控制要点。针对重难点的保障措施，在施工前就提前控制，以保证质量一次成优。在专家论证过程中，应用模型+方案形式，对提出的问题在模型中记录，会后统一修改。

4.2.4 材料精细化管理

在场布模型中提前规划材料堆场，提前考虑场内转运与管理。作业面以60m2～100m2分区编号，编号采用楼号-层号-分区号形式。利用BIM技术将二次结构精细化排布，提取所需砌块数量，并对不规则砌块进行工厂加工。设备选型时，详细了解施工电梯吨位及电梯笼大小，规划砌块打包规格并进行编码。通过将打包砌块以卡车—叉车—施工电梯等机械设备一步到位至作业面分区，并定制钢托盘避免运输损坏。通过机械代替人工，提高运输效率，精细化提量并分区减少周转次数（见图5）。

图5 砌体材料精细化管理

4.2.5 室外综合管网的优化设计

按照室外景观园林的设计图纸，进行室外给水、雨水、污水、消防及化粪池、消防接合器、室外消火栓等的设计与优化，并将雨水井、化粪池、检查井，管道等进行参数化建模，通过输出构件明细表辅助计算工程量及提取材料计划。

4.2.6 BIM管理平台的综合应用

现场项目部管理人员发现问题直接使用移动端APP记录和拍照上传问题，并制定责任人，质量安全部门通过BIM5D平台生成的整改通知单形成管理闭环[4]。针对每条问题是否整改以及进程查看，让工程质量安全管理有迹可循、精准管控。项目采用现场信息化管理，利用管理平台的问题记录、通知、分类、汇总等功能的结合应用，信息快速传输，达到项目精细化管控的目的。

依托BIM5D管理平台，将三维模型与时间线、成本线进行关联，综合考虑多维度中存在的问题，在平台中管控每日进度落实情况，并与进度计划进行对比，以满足施工进度的管控与预警目的。

利用BIM的信息性和协同性，达到实时追踪物料信息的目的，设置构件出厂、进场验收，构件堆放、安装以及安装质量验收等节点。通过二维码管控从材料发出、路途跟踪、到场验收、安装完毕的全过程追踪（见图6）。

图6 BIM 5D管理平台应用

5 结语

5.1 效果总结

本项目采用BIM技术与BIM5D管理平台，达到了项目精细化、信息化管理的要求，重点部位一次成优，有效避免返工，节省了工期及成本。本项目钢骨柱与钢筋节点、净高优化、重难点方案模拟与可视化交底、砌体精细化管理的价值尤为明显，凸显企业技术实力的同时，还获得了省市主管部门、建设单位的一致好评。应用BIM5D管理平台实现了全方位集成管控，改变了项目传统管理模式，为工程建设信息化管控提供参考，精细化项目过程管控。

5.2 方法总结

5.2.1 应用方法的总结

六建集团通过在本项目BIM技术的试点应用，总结修订六建集团BIM建模规范、Revit与BIM5D交互规范，编制BIM成果交付要求、BIM5D管理平台应用实施指南、BIM5D联合推动方案、标准化BIM实施方案等成果文件。上述文件充分考虑工程项目实际情况及应用点，建立统一、开放、可操作的全生命周期BIM技术应用标准。不断补充完善企业族库，建立了六建集团网页端BIM族库平台，并推广到全公司进行使用。

总结了本项目BIM技术与BIM5D应用过程中的经验教训，编制BIM实施指南，形成可推广的经验和做法，提升企业在工程中应用BIM技术的内在动力与需求。

5.2.2 人才培养的总结

本项目通过建立BIM团队，引导推广了BIM技术在项目的全面应用，锻炼了团队人才，先后有10人通过BIM等级考试，项目50名管理人员每人一个BIM5D账号，全面使用BIM技术。

建立公司BIM培训机制与BIM人员的选拔制度，结合微信平台进行BIM技术的长期培训，为公司全面推广应用BIM技术储备了人才，并将BIM实施人员向更加专业化、精细化发展，打造出一支综合能力强的BIM团队。