BIM技术在建筑工程项目施工中的应用分析

占罗龙，李军军，刘文 （丰和营造集团股份有限公司，江西 南昌 330000）

0 前言

BIM技术是适应当今建筑行业发展的新技术，随着现代建筑行业飞速发展，传统建筑管理方法和技术逐渐被新技术所替代。BIM技术的出现，打破了工程项目传统建造的模式和格局，应用该技术可以在建设前利用虚拟的信息模型，对目标提前进行全周期预估和评测，大大地提高了建设质量和减少了资源浪费。BIM技术可以主动与虚拟现实技术及人工智能技术等先进技术内容进行融合使用，完成对工程项目数字化与立体化的应用表达，可以有效提高施工动态管理水平[1]。三维可视化是BIM技术所具备的主要特点之一，对于工程本身益处颇多，通过这一特点能够实现管理人员对于工程本身的操控，由此在确保施工进度的前提下，进一步提升工程的施工质量[2]。BIM技术对于整个工程项目来说，所有的信息都可以共享，为项目从建设到拆毁的全生命周期的所有决策提供了可靠的依据。在项目不同的实施阶段，各个模块协同方可以在BIM中插入、提取、更新和修改信息。BIM技术在项目建设过程中是一个动态的过程，可以提前预知和评估，再进一步修改。国内很多高校已经开设学习BIM的教学课程，BIM技术作为当前建筑设计最先进的技术之一，将其很好地应用到高校的实践教学中，对培养出适应社会需求和时代发展的应用型人才尤为重要[3]。目前，BIM技术还没有大范围的推广，不够成熟和完善，没有形成统一应用规范和标准。如果想要推进BIM技术在建筑行业的快速稳定发展，还应不断对BIM技术进行相应探析，使其深入建筑行业，促进建筑事业的进一步发展[4]。在整个工程项目建设过程中通过数据集成、系统集成及应用集成实现BIM与业务的深度融合，实现安全、进度、质量、计量等方面的管理效率提升，节约项目成本，加快施工进度[5]。

1 工程项目实例

1.1 项目概况

项目为西南地区某高校基础建设重点项目，也是该高校为改善教学环境和提升教学质量而专门筹建的重点项目。项目规划用地18830.00m2，总建筑面积44962.25m2，地上建筑面积32178.21m2，地下建筑面积12784.04m2，地上6层，地下 1层，建筑高度为34.35m，采用框架剪力墙的结构形式，二类高层建筑，抗震设防烈度7度，设计使用年限为50年。项目建成后主要的功能为多功能大厅、露天广场、创新创业及新能源研发中心、会议室、多媒体室、办公室、车库。项目效果图如图1所示。

图1 项目效果图

1.2 项目建设难点

本工程项目由多功能厅、创新创业及新能源研发中心以及露天广场组成。2层板面标高以上划分为A、B、C三个结构单元，露天广场为一单个结构单元（D结构单元），为典型的大地盘多塔式结构。受场地周边降水影响，地下水埋深大。受场地周边降水影响，对拟建场地工程地质环境影响较大，尤其是对卵石土的原位测试成果有较大影响。A区存在一个1596个席位的多功能厅，多功能厅桁架屋面标高从 23.95m～29.7m，不易施工。A区钢结构旋转楼梯施工精度要求极高。C区南面大跨度喇叭口大面积铝单板施工难度大，施工高度为39.81m。各区段层高不断变化，管线安装极为复杂。B区四层至六层存在大跨度厅堂的高支模施工，B区钢结构楼梯吊装焊接施工难度大。

1.3 应用BIM技术的意义

本项目结构较复杂，结构形式多样，异形面、不规则面多，属于大型单体公共建筑。独立基础、墙下条形基础、筏板基础，基础形式多。利用BIM三维信息模型可以对施工难度大及不规则的部位提前制定实施方案，改善了施工过程中的质量。利用广联达或者宏业等造价模块植入，可以对各个阶段的资源配置进行有效的控制，极大地节约了成本。机电管线模型，面对如此复杂的管线布置关系，管线碰撞问题很好地得到了解决，让管线的布置更加科学、更加合理。项目工程Revit结构模型图如图2所示，项目工程Revit建筑模型图如图3所示。

图2 Revit结构模型图

图3 Revit建筑模型图

2 施工质量控制

在施工之前，根据地勘报告和场地环境，建立BIM三维场地基础模型，对编制土方开挖方案有非常重要的指导意义。在施工过程中，设计蓝图为平面图纸，对于复杂的部位施工人员很难有空间想象，将项目结构模型导入到手机软件中，在现场对比施工蓝图可以随时查看结构三维模型，直观的三维展示很大程度上降低了施工难度，能很好地把控施工质量。在管线安装过程中，通过BIM进行三维校对后，很多在设计阶段中隐藏的碰撞和冲突都可以被及时发现[6]。利用结构和建筑三维模型，A区1-11轴23.65m标处大梁原设计不满足后期功能使用要求，进行了设计变更，增加了牛腿柱，减少了后期处理的困难。利用结构Revit模型很大程度上加快了对A区1596个席位的座椅通风孔的施工，调高了孔洞预留设精度，如图4所示。

图4 座椅通风孔定位施工图

3 施工成本、进度控制

和传统进度管理模式相比，BIM技术具有协调性好、资源配置合理、动态性和整体性控制好等优点。本项目楼层高度变化大，按照传统建设模式模板反复利用具有挑战性，钢筋采购、模板采购、各分区及工种人员配置方面根据造价算量模型作为指导，减少了资源浪费，节约了成本。BIM技术信息数据有助于优化结构设计，对建设工程节能环保有很大的帮助。在现场实际施工中资源动态控制是非常关键的工作，有这BIM可视化信息动态管理，可以随时非常直观地反馈现场资源配置情况，可以合理地分配劳动力和建筑材料，可以说在成本控制方面，BIM技术是传统建筑经验和模式难以比拟的。根据场内总体布置和结构构成，利用BIM信息技术可视化功能，将工程项目模型划分为A、B、C、D四个建筑分区，根据各区施工内容和施工难易程度整体协同安排，随时调度可用人力和资源，使得各个施工面不产生交叉冲突，科学合理地推进整个建设进程，大大提高了施工效率和施工进度，相较于传统的工程建设模式和方法，极大程度上为项目赢得了宝贵的建设工期。BIM技术是一个整体系统，各个部门之间的数据共享，减少了沟通上繁琐的程序和失误，具有很强的协调性。

4 结语

近十年，建筑行业发展是一个科学与技术的发展，传统的建设理念和模式将会被时代淘汰，普及BIM技术将会是发展必然的结果。BIM技术还在起步阶段，有很大的上升空间。利用BIM技术对工程项目的质量、成本、进度甚至项目生命全周期内进行控制显得尤为重要。我们国家已经有很多成功的例子，可以说没有BIM技术很多大型项目是无法完成建设的。目前，国家非常注重BIM技术领域的人才培养，全国很多高校将BIM学习归纳到学生课程表里，为国家培养出高技术、高能力的建筑人才起到了关键的作用。