高层住宅施工中BIM技术的广泛应用

曹晓阳

华煜建设集团有限公司 浙江 湖洲 313100

近年来，我国城镇化建设步伐加快，工程结构形式更加复杂化、多样化，工程规模巨大，特别是高层住宅施工增加了施工企业的管理和技术难度。将BIM技术应用于高层住宅施工中，可有效解决建筑工程各专业、各阶段间信息断层难题，全面提高高层住宅从施工管理、设计规划、投入使用全过程的应用效果和信息化水平，最大限度地满足建设企业的技术需求[1]。

1 BIM技术的价值

BIM技术具有仿真、可视化、协调和优化等特点，该技术可提供并改进可视化功能，提高项目管理的可操作性和直观性[2]。与此同时，因该技术具有信息检索优势，可大大提升生产力，方便对施工文件、供应商等信息的协调、嵌入以及连接方面进行有效管理[3]。除此之外，借助BIM技术能获取特定材料相关信息、项目要件位置，能降低成本和加快交货速度[4]。

BIM模型具有关联性、完备性以及一致性的信息，高层住宅项目各参与方建立和使用单一工程数据源，能提高信息的一致性和准确性，有效破解目前建筑领域信息化的难题；各专业CAD借助BIM模型可得到图纸设计需要的参数及有关信息，无需数据重复录入，防止出现数据错误、歧义和冗余等问题[5]。

2 BIM技术在高层住宅施工中的应用

2.1 在三维建模中的应用

在高层住宅施工中，利用BIM系统中的多种软件，如REVIT等进行建模、施工模拟、检查碰撞、模型施工等多项工作，建立信息化的模型体系，替代原来那种陈旧的平面图，让施工项目参与人员能全面地掌握施工设计方案，就算是非专业人员都能通过直观的方式对项目施工有关情况进行了解，从而实现参观实体施工现场的良好视觉效果[6]。见图1。

图1 三维建模图形

2.2 在场地布置中的应用

可借助BIM技术把高层住宅建筑施工分为基础部分、主体部分以及装修部分等，然后打造动态全过程工程布局方案。借助BIM模型里信息共享功能及LFC数据库，通过一次建模实现多次应用的效果，然后对高层住宅工程场地进行规划，并制定各阶段的施工方案，可有效缩短时间、节约资源，为整个项目施工提供参考。还能借助BIM技术快速准确反映空间冲突，便于对场地规划和布局过程在存在的问题进行及时的完善和调整。另外，还可借助BIM技术对施工场地进行现场模拟，对施工现场进行虚拟布排，对施工现场的生活区、作业区等提前进行科学规划，保证地上、地下已有施工设备、临时设施、拟建建筑物、堆放材料、管线、库房、道路、加工区等设施和各场地的布置更趋科学化、合理化，保障场地道路通畅，避免机具和现场材料的二次搬运，满足安全防火、现场卫生、文明施工和环境保护等工作的需要，切实发挥BIM技术的显著优势和巨大作用。

2.3 在核查图纸和深化设计中的应用

在施工图纸中常常会存在不同专业间不协调或图纸前后矛盾等情况，一方作业人员在施工中通常很难充分考虑其他专业或后续工作的相关性，不能尽早发现问题，经常会存在前后作业或不同专业之间的打架现象[7]。在施工前可借助BIM技术对图纸内容进行核查，利用模拟三维动画实施检查，对施工图纸里出现的问题做到及时发现。还可借助BIM模型输出碰撞文件，利用碰撞系统模型对综合碰撞进行检查，定位各碰撞点，并生成碰撞报告，方便施工人员与设计人员进行交流，运用BIM系统中的三维可视化功能对碰撞点进行及时处理，对在施工过程中有可能发生的管线碰撞、预留洞掩埋、预埋件缺漏、尺寸偏差等缺项错漏问题提早进行有效解决。与此同时，还有助于可行合理建议的提出，不断修正和深化设计图纸，有效防范施工技术风险，降低不必要的损失，避免返工。

2.4 在施工交底中的应用

施工准备阶段的施工交底工作非常关键，可为技术人员提供现场指导和过程管控提供依据，并且施工作业人员可根据施工交底严格控制施工操作和安全质量。借助BIM模型进行施工技术交底，可使高层住宅施工人员对设计意图、注意事项以及控制质量要点等内容进行全面掌握和了解，能非常直观地告诉施工人员应怎样开展施工，施工人员像是在施工现场看见了成品，一说就能懂，运用BIM模型，使施工交底工作变得非常容易，能大大降低施工人员的出错概率，使施工交底收到事半功倍的良好效果，切实发挥BIM模型的作用和效果。

2.5 在方案论证和优化中的应用

借助BIM技术对施工方案进行模拟演示，可对项目施工方案提前进行有效论证，从而可以及时发现方案中存在的问题，及时完善和调整方案，为施工工作更好地提供指导和服务。

在高层住宅施工过程中，每项工作可能有很多施工方案，但各个施工方案又都存在利弊，可运用BIM技术提前模拟各施工方案，验证各施工方案的可操作性、经济性等指标，并根据动画演示情况对比分析施工方案各个环节具体情况，对施工方案中出现的问题尽可能早地发现，通过有效措施对施工方案进行不断完善，从而达到最佳的施工效果[8]。

运用BIM建模对高层住宅施工进行模拟演示，可对砌体结构排砖、排布综合管线、布设支架等各项施工方案进行优化。首先，可借助BIM软件的编号功能为各墙体进行编号，然后将编过号码的墙体按照设置砌体的规格、种类、大小灰缝等条件进行依次排布，从而得到相应编号墙体各种不同规格砌体的排布图、砌筑砂浆的用量等信息，以有效指导砌体施工（见图2）。其次，通过可视化三维功能，仔细布排各种管线，从而有效避免出现碰撞点，确定管线排布原则，从而得出最优管线排布方案。最后，借助综合支架功能展示三维支架，实施支架可视化模拟等，对支架进行分层、分区域、分系统布置，对材料用量进行科学计算，在支架安装前全面做好各项准备事项，另外还可通过BIM系统根据综合管线排布方案疏导出支架节点图纸，并可打印出来，对现场施工进行有效指导。

图2 地下室管线排布及净高

2.6 在预制件加工、钢结构深化设计中的应用

利用BIM信息模型对高层住宅的钢结构进行深化设计，通过较为直观的三维模型效果图的方式与设计、业主以及分包单位积极进行洽商沟通，如此一来可大大提高工作效率，并有利于促进商洽成功。另外，利用BIM建模还可及时发现钢结构在设计方面存在的不合理之处，与设计单位及时进行沟通解决。借助BIM进行信息建模深化对预制件的设计，将预制件3D模型以图片的方式传输给加工制作钢构件的工厂，如此一来能有效降低加工构件错误出现率，实现降低成本、节约工期的良好效果。

2.7 在质量安全管控中的应用

提前借助BIM技术对高层住宅施工过程中的关键环节、重大危险源等进行模拟演示，能预知施工过程中的质量安全风险，从而采取有效措施防止发生各种风险，减少出现返工、窝工等情况，提高施工的安全性，保证能高效优质完成各项施工项目[9]。还能利用BIM技术在项目施工过程中查找和筛选高支模，较为直观地确定高支模的具体位置，严格按照专项方案对施工过程进行指导，另外，还可专门安排人员进行跟踪监控。除此之外，还可借助BIM仿真建模对复杂梁柱节点、预埋预留位置、止水钢板、后浇带等进行动态模拟，严格实行对施工项目中的关键工序和关键节点的质量控制，坚决防止发生工程施工质量方面的通病。

根据BIM项目总体计划的相关规定，明确设置岗位职责，通过将手机与BIM系统相链接，施工人员可对施工质量、安全防护、施工节点、施工进展情况等进行现场拍照，并能将有疑问的施工照片上传到BIM系统，然后与BIM模型中的内容进行比对，从而及时发现存在的问题，尽快地解决这些问题，有效提升施工质量。另外，可利用BE客户端在质量安全会议上或生产例会上查看施工过程中存在的问题，有利于现场进行交流沟通，便于有效处理解决问题，避免了因文字表述不到位或描述不清楚等造成的异议。

2.8 在进度控制中的应用

首先，借助BIM技术可对高层住宅施工过程进行现场模拟，对施工工序以及组织安排各项工作提前进行优化处理，有效提高工程施工的效率，使工程施工进度加快[10]。其次，借助BIM技术可对施工进度进行适时的更新，做到对工程施工进度情况了如指掌，与施工计划进行对比，及时查找和发现存在的差距及问题，从而对施工工序、组织安排进行随时调整和优化，必要时还可对施工计划进行适当的调整，利用各种有效措施，对施工过程中的偏差及时进行纠正，确保施工工程的进度。最后，借助BIM可及时对高层住宅施工进程进行模拟演示，按照制定的项目施工进度计划利用模端SP对时间节点进行定义，细化模拟演示各构件施工的进度。利用BIM系统可有效提取材料计划，提前安排施工人员，提前准备需要的机械设备以及材料等进入施工现场等。

2.9 在成本管理中的应用

首先运用BIM技术构建“时间、3D、WBS”5D数据库，然后把一些实际成本数据，比如：材料、人工费用、周转材料等等全部录入5D关系数据库，同时将WBS单位工程量也导入BIM成本数据库中，如此一来就能很快获取成本汇总、拆分对应等一些数据信息，然后结合这些数据进行认真分析，查看消耗量是否超标，进货分包单价是否得到了有效控制等，从而实现对项目成本风险的有效控制。另外，还能通过时间、空间以及WBS等多维度对统计分析条件、各种成本报表等进行汇总分析，如此一来，不仅可有效降低成本管控工作量，也能大大增强汇总分析效能，使成本现状得以及时准确地体现，为高层住宅施工项目进行快速高效决策提供准确详实的数据参考。

2.10 在协同各方中的应用

高层住宅施工项目参与方可利用网络进行协同作业，实施住宅工程的各项洽商和协调等工作，有效监控和管理工程施工的质量、安全、成本以及工作进度等，达到施工项目各参与方同时多专业协同工作的效果。

3 结语

总而言之，在高层住宅施工中可将BIM技术广泛地应用到三维建模、场地布置、核查图纸和深化设计、施工交底、方案论证和优化、质量安全管控、进度控制、成本管理、协同各方等方面。同时，随着BIM应用软件的逐步完善，高层住宅项目的增多，BIM技术会在施工中更充分地展现协调性、可视化、优化性、模拟性以及出图性等优势，更好地发挥BIM技术在高层住宅建筑施工中的应用价值和指导作用。