BIM 技术在施工管理中的应用——以中国尊大厦为例

柳红燕

（广州市城市建设职业学校，广东 广州 510000）

1 概述

目前，全球经济区域性特征显著，我国的经济总量一直呈现不断增长的良好态势，各大产业在良好的市场环境下取得了长足的进步和发展，尤其是在建筑领域，我国建筑行业的蓬勃发展为我国在国际经济环境中的进步提供了强有力的基础。纵观我国南北与东西，鸟巢水立方、港珠澳大桥、青藏铁路等等宏伟建筑的背后，都有基于BIM 技术提供的优秀的建筑工程项目管理的一份力量。

2 BIM 技术的特点

BIM 技术实现了整和建设项目各阶段的数据共享，从建设项目的决策阶段到项目的前期设计阶段，以及后期的项目施工阶段（如图1 所示），实现了各个阶段管理人员对数据的把控程度，突出了时效性和信息化管理，这样能够有效规避一些显而易见的错误性操作或者重复性工作，实现了建设管理的协调办公，由此可以看出，BIM 技术的特点是可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图。

图1 BIM 技术在建筑工程中的应用领域

2.1 建筑过程可视化

随着城市化进程的不断加快，高层甚至超高层建筑越来越多，且很多建筑要求越来越细节化和复杂化，传统建筑项目迫切需要一个可视化程度更高的管理模式。BIM 技术可以实现从二维平面模型到三维立体模型的转变，三维立体模型设计能够突出更多的设计细节，展现更多面的模型效果，使整个建设项目立体化的、可视化的展现在管理、决策、施工等人员面前，方便相关人员透彻了解工程、掌握工程、分析工程、把控工程，也辅助管理人员对项目进行相关管理，避免重复性工作，提高建设项目的推进效率。

2.2 不同专业领域的协同办公

一个建设项目需要在一个长期的战线中由多个部门协调完成。这就对建设项目的协调办公提出了要求。一旦部分单位因为沟通不畅或者不及时，导致项目施工不畅，甚至导致整个建设项目的延误甚至是停工，这不仅会拖长建设项目的建设工期，而且会严重影响建设项目的整体效益。BIM 技术具有较好的可协调性特点，能够有效避免此类问题。因为在BIM 建立的模型，综合了土建、暖通、设计等多个专业部门的意见与之设计的相关模型，冲破了不同部门之间的壁垒性隔膜，实现了多个部门共同建模，从而降低了长周期下不同部门之间沟通的难度，实现了协调性办公，从而避免了因沟通不畅带来的冲突性问题。

2.3 实际施工的模拟功能

BIM 的模拟功能非常的强大，他不仅可以建立三维立体的建筑物模型，还可以建立一个针对动态的施工过程模型，特别是针对施工项目中一些较为复杂的施工程序，实现一个精准化模拟，将可视化程度达到最高，避免项目施工阶段的误判。比如，项目施工阶段BIM 技术可以根据现场一系列数据及精准的工作流程，模拟出一个质量较高的施工方案，全程指导施工方进行施工，避免施工方对于模型的错误理解，减少工程性错误和失误的发生。

2.4 全方位优化功能

BIM 技术能够为建筑项目的设计、施工等环节提供优化策略，利用其配套的信息化优化分析工具，可以将复杂的建筑项目施工环境进行理性的分析，避免的传统的专家法的人为因素的干扰，提高了策略的质量。另外，利用BIM 技术的可视化信息技术，可以方便的从宏观和微观等视角对建筑项目进行交接和研讨，能够有效的提高项目交接效率，还可以避免分包项目在环节对接过程中的返工现象。

2.5 可出图特性

项目经理使用BIM 技术创建的架构模型具有多维可视化功能。在提交过程中，可以协调不同的专业人员来模拟和优化施工计划或施工项目过程，然后执行一系列冲突和设计更改的检测。改进和演示施工计划，进一步改进建筑模型，最后，在优化之后，导出最佳的集成设计和施工图，例如CAD 图，以便现场技术人员可以执行现场操作。

3 中国尊工程BIM 技术应用

3.1 项目介绍

中国尊位于北京中央商务区Z15 地块，东临金河路，南至规划的绿地，西至金河路，北至光华路,它是北京最高的地标。中国尊于2012 年9 月开始积累,2013 年7 月29 日正式开始建设。2014 年6 月8 日，宣布了“十个中国当代建筑”的入选结果，并授予“中国当代最佳建筑”的称号。地下建筑已于2014 年12 月10 日完全覆盖。2016 年8 月18 日，位于330 米以上的中国国际贸易中心到达北京最高纪录2016 年11 月9 日，“中国尊”的高度超过400 米。2017 年4 月28 日凌晨，“中国尊”的建筑物达到104 层，超过了该建筑物的高度500 米，它将成为首都的新地标和北京最高的建筑物（如图2）。

图2 中国尊大厦图例

3.2 建筑布局

工程2 号楼是一栋工业化住宅楼，地下两层，地上二十七层。建筑物的总面积为11478 平方米，单层面积为395.05 平方米，楼层高度为2.9m，有两个梯子和四个住户，楼梯是剪式梯子。2-6 层的壁之一是铸墙，顶板是层压板，而7-27 层的壁是预制的，顶板是层压板。2 号楼使用标准地板：22 个外墙板，13 个内墙板，46 个层压板，11 个预制悬臂组件，10 个其他预制组件，共102 个，其中外墙板由聚苯乙烯板制成挤压三明治控制板。该组件的最大重量为8 吨，楼梯为4 吨，混凝土消耗量为64.46立方米。

整个项目布局在施工过程中的工程创新技术和措施如表1所示。

表1 工程创新技术和措施

3.3 BIM 应用

3.3.1 深化设计阶段

传统的站点布局以CAD 平面图表示，很难将站点布局信息准确地传递给非专业项目参与者（例如A 面），从而导致在站点施工期间对站点布局的看法不一致。BIM 技术基于由三维信息模型创建的页面布局，该页面信息可以通过3D 可视化直观，准确地反映出施工和装饰阶段的站点布局。本工程安全通道、钢筋加工棚等3D 可视化场地布置图如图3 所示。

图3 3D 可视化场地布置图

考虑的另一件事是土方的平衡。如图4 所示，REVIT 软件根据地质调查局和设计院提供的站点的实际高度导入，运用BIM 技术生成站点的真实3D 地形图（图4a）。然后，创建一个站点平整模型，并使用实际站点地形图执行站点平整模拟计算，以获得BIM 站点对齐分析图，如图4b 所示。最后根据项目特点，占地面积41888.3 平方米，建筑面积仅18635 平方米。做比较土方的计划如图4c 所示。最终，通过BIM 对土方方案进行优化，并模拟了两个土方工程的土方开挖方案和回填方案，在黏土施工阶段将工程成本降低了近40 万元。

图4 土方计划比较

此后，该项目立即针对生产，设计和其他利益相关部分进行了组件的深化设计。如预制墙的凹槽深化设计，包括：插入套筒的倾斜支撑的位置，模板和固定孔的位置，圆形龙骨的固定孔的位置，构件凹槽的结构，插入的木板外窗砖和其他预留孔。预制层压板的凹槽包括烟道气开口，内置的悬挂点，预制的电箱以及板的边缘和凹槽的设计等。由于BIM 软件中集成了各种专业模型，因此可以检查所有孔的数量。视觉模型可用于视觉检查不合适的预留孔的位置。使用BIM 加深设计修改，以便在不影响整体管道布局的情况下修改不适当的开口。

目前土木工程中的普遍现象是：由于缺乏专业人员来进行钢筋的总承包，项目的钢筋采样是由工作团队控制，甲方与工作人员或承包商之间信息是封闭的，因此钢筋的设计缺乏过程控制，这样通常会导致在项目完成之前过度使用钢筋的现象，并且合同的约束性较低。因此，本项目严格将BIM 技术应用到先进的钢筋管理中，通过掌握人工采样，学习Glodon 钢筋的3D建模和采样软件，最终达到3D 采样指导设计的水平。

在做了BIM 优化之后，决定2＃ 柱钢筋的选用材料为HRB400E，最长的直径为28 和35mm，最终设计的两个圆柱加强构件的示意图显示在图5 给出来的构建钢筋的详细信息。

图5 钢筋详图信息

3.3.2 构件生产阶段

根据2 号楼的制造过程，运输要求和临时施工措施，BIM 可以随时更改建筑模型的组件模型信息特征，调整建筑设计组件的应用程序布局，改进BIM 模型并提高模型一致性。结构中的组件由门，窗，柱，梁和墙板等，在建筑过程中可由软件随时提供组件在某阶段所需要的特征信息表2 所示。

表2 墙板构件属性信息

3.4 施工实施阶段进度管理

在项目的实施阶段中，项目部根据网络总体建设进度，以此表编制了《交错施工周期表》，将所有的结构施工、预装修施工、精装修施工和外部排水沟施工通过安排并结合起来，进行一个有效的过程。连接并锁定每个分包商和每个流程计划的准确性，项目部门将在现场发布计划的计划以可视化进度管理，并将实施一个多流程和多个分包商。通过每天确认每个过程的进度来“同时且有序地”缔结合同，精确地进行“施工”。

4 结论

根据我国土木工程中BIM 技术的应用现状，提出土木工程管理领域的改进措施和BIM 的发展方向。

4.1 尽管BIM 技术在项目管理中的应用仍然存在很多问题，但是随着大数据、云计算和绿色建筑等技术和需求的普及，基于BIM 技术的建设项目信息管理必将成为一种建筑的主流项目。

4.2 基于BIM 技术的建筑工程管理可以进行施工模拟以及可视化交底，能够生动形象的完成各类建筑设备的立体构造，使建筑方案简单明了，能够避免不同施工方之间的设计碰撞，保证项目的顺利施工。

4.3 完善BIM 技术在我国建筑领域的应用对策可以从增强信息化技术监管体制、完善相关技术服务体系及提高人才培养等方面进行，另外，针对我国建筑行业的实情，需要BIM 技术做出相应的技术修订，以适应市场的特殊需求。