深基坑的BIM 进度管理应用探索云南省第二人民医院综合楼项目案例

蔡宇凌 杨署

1 BIM 技术在进度管理方面的优势

近年来随着BIM 技术应用的逐渐成熟、市场接受度的提高和政策层面的鼓励与支持，BIM 技术在建设工程领域超前可视、虚拟建造的优势也逐渐得到广泛地认可。BIM 技术为建设方、设计方、施工方和监理方提供了一种新手段和方法，可以对项目更好地开展精细化管理。在建设工程实施过程的三控制（质量控制、进度控制和投资控制）过程中，BIM 技术对进度控制的提升尤为显著，相较于传统的甘特图和进度计划表，通过虚拟建造模拟项目建设过程能为项目提供更详细更精确的三维进度计划，也更便于实时进度纠偏，从而有效提高进度管理过程的前瞻性、可控性、及时性和可视性。

采用内支撑的深基坑项目往往具有作业环境受限、施工难度大、周边条件复杂、进度计划容易受条件影响而滞后等特点，BIM 技术的应用能在一定程度上有效提高深基坑项目在进度控制过程中的准确性、可靠性和准确性。下文中将以实际应用项目云南省第二人民医院新建综合楼项目为例介绍逆作法深基坑项目基于BIM 技术的进度管理实施路径。

2 深基坑BIM 技术进度控制的应用

2.1 项目概况

云南省第二人民医院多功能综合楼项目基坑场地位于院内西北部，总建筑面积24 658.61m，其中地上5 层共13 943.79m，地下3 层共10 714.82m。基坑底面积约4 589.8 m，基坑底边线周长约357.9m；基坑开挖深度为7.8～12.3m。土方量约5 600m，基础型式为筏板基础。

基坑工程地处昆明主城区，场地周边环境十分复杂，分布有多栋老旧建（构）筑物，密集的地上、地下管网、管线及小区道路，工程地质、水文地质条件一般，基坑支护、开挖难点、重点多。基坑北、西两侧邻近老旧建筑及道路（路边分布有雨污水管、电力、煤气等管线）。基坑施工不能引起过大位移，妨碍正常通行，基坑周边分布有密集的管网、管线，基坑施工期间不能造成管线损坏影响其正常使用，基坑北侧、西侧及南侧靠西紧邻多栋多层老旧建（构）筑物，多采用浅基础，上部结构亦较弱。同时由于位于主城区内且周边老建筑较多，住宅、人流、车流密集，基坑周边交通运输条件较差，对安全保障、材料运输保障和进度保障构成了显著的挑战。

2.2 技术路径

项目BIM 团队作为第三方为建设方提供技术咨询服务，并为建设方拟定了基坑专项BIM 技术应用方案，针对场地模拟、土方核算、支护方案验证、工程量核算、工况模拟和工期模拟等方面为建设方提供增值服务。

进度管理的BIM 技术应用在场地三维模拟和工况三维模拟的基础上划分为总进度计划、二级进度计划和日常进度计划三个层级，如图1 和图2 所示。总进度计划主要针对基坑各个不同工况整体考虑而拟定，在施工方的初步进度计划基础上进一步细化并根据各个工况不同特征和工程条件复核、修订，形成更可靠更精细的总进度计划和四维模型。二级进度计划在总进度计划的基础上将整体进度划分为每两周一个节点并对应形成各节点对应的模型节点，以便于在各节点间进行进度控制和纠偏措施。日常进度计划在二级进度计划的基础上拟定而成，主要用于参考对比每日实际完工和计划完工的基本偏差情况，并做适时调整，在人力资源有限的条件下，每日进度计划仅作为进度数据的收集和分析，不建议关联模型形成实时联动。一般项目在二级进度计划的三维进度控制中已能通过节点的纠偏有效管控进度，每日进度计划的三维进度控制因数据收集、分析、更新和调整量巨大，需要较为集中的人力资源配置，因此建议仅在较为重要项目和人力资源较宽裕的项目中应用。

图1 基坑工况模拟

图2 基坑三维施工总图

2.3 总进度计划

总进度计划的建立可以分为初步关联、分析和调整三个阶段。首先根据施工方提供的满足建设方需求的进度计划，利用Excel 软件或Project 软件重新编制可导入Navisworks 软件关联的进度计划表。在云南省第二人民医院新建综合楼项目中主要的需关联工程量包括土方工程、工程桩、支护桩、冠梁、腰梁、内支撑、格构柱、承台、筏板、梁、柱、楼板等，其中工程桩、支护桩以颗数关联，冠梁、腰梁和内支撑以相应分段关联，承台、格构柱以个数关联，筏板、楼板、梁和柱以相应柱跨关联，仅土方工程以对应工况工程量整体为关联。工程量与进度计划相关联后就能针对对应工程量的完成时间段，通过分析时间段和相关工序以及建设方总体要求和客观条件，针对相关时间段内完工量的可靠性、可行性和经济性分析后作出相应的分析报告和调整意见。分析报告提交建设方后与监理方和施工方形成会审意见，对总体进度计划表进行调整，最终形成相对更可靠、更精细的三维总体进度计划。

2.4 二级进度计划

二级进度计划在总进度计划的基础上以每两周为一个进度节点，并生成对应节点模型。节点模型结合每日进度计划收集的实际进度数据，形成本节点计划完工进度模型和本节点实际完工进度模型，从而形成直观且精准的进度偏差对比，在此基础上分析调整并结合下一节点进度模型后可以形成下一节点进度纠偏模型和下一节点累计进度偏差模型，从而对本节点和未来数个节点进行有效的进度控制与进度预测。

在拥有充分的工程量、工程造价数据以及现场施工成本信息的情况下，进度控制模型可以关联生成BCWP（已完成工程量预算费用）模型、ACWP（已完成工程量实际费用）模型和BCWS（计划完成工程量预算费用）模型，如图3 和图4 所示。以BCWS（计划完成工程量预算费用）模型为基准模型，对比各节点的BCWP（已完成工程量预算费用）模型和ACWP（已完成工程量实际费用）模型，可直观发现进度和造价在实际施工过程中产生的偏差；通过分析BCWS 模型、BCWP 模型和ACWP 模型数据累计形成的S 曲线能更好地控制和预测项目实施进度和造价，实现更有效的五维（进度+造价）管理。

图3 第三阶段第二节点-实际完成工程量

图4 第三阶段第二节点-计划完成工程量

通常情况下基于BCWS 模型、BCWP 模型和ACWP 模型的五维管理由于其庞大的进度数据、造价数据和模型信息的更新量和修正量，需要较为集中和高效的人力资源配置，因此建议仅在较为重要项目和人力资源配置充分的项目中应用。

3 结束语

深基坑工程项目受场地环境、气候条件、地下条件等影响，导致进度控制普遍存在不稳定因素，BIM 技术的应用能在一定程度上让深基坑工程进度管理工作具备更好的可视性、可预测性和可控性。另一方面由于工程项目管理目标不同、管理水平不同、管理深度不同，BIM 技术咨询团队还应根据建设方实际需求、工程技术需求等方面从实际情况出发因地制宜，在数据深度、模型精度和更新频度方面与实际使用需求和效率方面相匹配，需求在效果和成本方面的平衡，实现在有限的成本范围内最大限度协助建设方完成进度控制和进度管理的目的。