BⅠM技术在施工项目管理中的应用研究

杨建林，王慧萍

（江苏城乡建设职业学院，江苏 常州 213147）

某高层住宅小区工程项目（图1）位于乌鲁木齐市。项目总建筑面积约为21.5万m2，其中地上面积17.8 m2，地下面积3.7万m2，由4栋超高层住宅楼、4栋商业楼及1栋服务型公寓组成，建筑高度最高为150.25 m，建筑层数最高为地上47层。

图1 项目效果图

1 项目施工难点分析

项目超高层建筑带来基坑、支模、型钢混凝土和机电综合等诸多难题，主要表现在：

（1）4栋住宅楼均为超高层建筑，型钢混凝土结构，体积庞大、功能复杂，施工专业队伍多，施工工期长，施工精度要求高。

（2）住宅主体结构成型表面要求采用免抹灰工艺，墙面直接进行二次精装修。需采用定型大钢模及铝模板施工工艺，对模板的深化设计、成型质量及现场拼装作业要求严格。

（3）机电安装涉及的专业多，管径大，地下车库可利用有效净空较低，特别是给排水管道、空调管道、采暖管道、消防管道、电缆桥架及风管之间相互穿插交织在一起，错综繁杂，相互影响，给后期的施工质量及衔接、配合带来很大难度。

（4）项目设备安装包含变配电室、水泵房、水箱间、中水站、热力交换站、空调机房、通信机房和建筑智能化系统设备用房等。很多设备体积大、重量重，运输吊装困难。

另外，项目参与单位众多，涉及建筑、市政、机电和钢结构等专业，参与工种多，作业面广，多工序平行流水立体交叉作业。项目各参建单位间的协同管理是项目管理的核心之一。

2 项目BⅠM技术主要应用点

为了高质量地解决项目的难点，做好项目现场的多方协同管理，项目BⅠM团队综合采用各类BⅠM技术开展项目的精细化管理，在施工场地布置等10个BⅠM技术应用点上取得良好的应用效果。

2.1 施工场地布置

利用广联达BⅠM施工现场布置及Lumion软件，结合不同施工阶段的场地需求，合理规划布置项目场地。

项目基坑深度大、周边建筑物距离近、施工现场作业面广，场地高差大，绿色施工和安全文明施工要求高等给BⅠM场布软件应用带来了挑战；项目团队利用BⅠM三维场布软件形象直观地模拟各个阶段的现场情况，综合考虑二次腾挪成本，实现现场平面布置科学合理和井然有序，如图2所示。

图2 BⅠM平面及三维场布

2.2 项目全专业BⅠM建模

以Revit软件为基础，辅以MagiCAD及橄榄山快模等软件建立符合项目现有条件和使用用途的BⅠM模型。依据建模标准，按专业划分为建筑、结构和机电综合等专业模型，确保信息的完整性和逻辑性。通过多专业模型集成，利用BⅠM模型检查预留孔洞的准确性，及时发现预留偏差问题，出具精确综合结构留洞图（图3），有效避免结构施工的返工。

图3 预留孔洞BⅠM出图

2.3 管线综合排布

通过BⅠM模型对项目安装工程进行综合优化设计。利用Revit2019及MagiCAD等专业BⅠM软件对所有安装管线统筹排布，合理布局，确保管线排布横平竖直，整齐有序，设备间距及检修空间符合规范要求。

由于地下室消火栓管线、喷淋管线、消防及动力桥架、弱电桥架、采暖管线、排水管线和排烟风道等管线集中敷设较多，相互间排列紧密，相互碰撞，给施工造成较大不便。项目团队经过BⅠM优化后，将所有管线保持合理间距且单层敷设（局部双层），同时共用支吊架（图4），在保证排列美观的同时满足净高需要且不额外增加经济上的支出。

图4 三维管线标高示意图

2.4 项目BⅠM审图

通过BⅠM三维模型进行多专业集成后的碰撞检查，确保建筑工程从设计端到施工端的良好过渡。通过审图，提前预判建筑构件之间的相互冲突和可能出现的问题。

通过BⅠM审图，导出碰撞报告，通过报告中坐标位置修改模型中对应位置的碰撞。经过碰撞处理后实现零碰撞，使现场施工更加顺畅。针对管线的功能需求合理进行翻弯避让，优化管线排布（图5），尽可能提升空间的综合利用，达到满足设计标准下技术经济合理平衡。

图5 BⅠM审图后复杂节点三维优化

2.5 智慧化平台应用

2.5.1 在线模型预览应用

BⅠM最令人头疼的问题就是无法解决项目文件大，模型加载缓慢，电脑配置要求高，没有专业软件及专业人员很难操作查看，无法将自己想表达的意图准确传递给建设单位及一线施工人员，经常造成BⅠM模型“中看不中用”。

项目管理团队将BⅠM模型上传到智慧工地轻量化平台模块，经过平台特殊的压缩和信息转化，使施工人员可以通过手机APP、微信或电脑网页端随时随地在线、离线查看，不受场地网络的限制，也无需安装BⅠM软件，直接查看构件的位置、点到点、面到面、长度、角度、体积、面积及文字等构件信息。

2.5.2 关键构件信息应用

项目实施中将BⅠM模型按专业进行拆分，分别生成各自专业的二维码信息，再将二维码传递相关作业人员手机中，通过微信扫描二维码，便可直观生动地查看复杂节点做法及管道线路较多部位施工三维模型，方便施工人员在查看模型、图纸的同时与现场实际情况进行对比，更加容易发现问题，提前避免返工，节省工期成本。

在现场工作中发现质量缺陷、安全隐患等问题时，将实时的现场照片以及文字资料上传到平台，及时与BⅠM模型和图纸相关联，将问题可视化，并通知相应人员进行处理，并将问题整改情况及时传回平台。同时可以在协同管理平台上直接调取与该构件相关的设计、施工、验收和技术交底等资料信息，实现问题的可追溯性、明确责任。

2.6 项目BⅠM5D应用

2.6.1 BⅠM进度管理

利用BⅠM5D软件将模型进行整合，对整合后的模型进行流水段划分，通过流水段与施工进度计划进行关联达到可视化模拟现场施工。同时通过BⅠM5D软件进行工程量提取，对现场施工物资进行精细管理。

项目生产经理按照总进度计划快速派分周计划，责任到人，明确任务，对超期计划自动预警，提前避免工期滞后风险。项目管理人员在BⅠM平台录入实际进度情况，通过手机端可将实际进度与计划进度实施对比，全面掌握施工进度，按周计划收集数据并召开线上周例会，自动生成数字周报，便于项目管理人员查看。

2.6.2 BⅠM质量管理

通过BⅠM5D手机端现场检查、整改通知、增强质量意识、提高现场效率以及将质量管理履职履责全程线上进行；同时掌握项目部各关键部位实测实量情况和质量验收情况，为项目管理人员搭建质量监管平台。

通过质量检查→质量整改→质量复查→整改校验完成工序质量的PDCA闭环管理。利用BⅠM三维可视化实体模型，二维码技术交底，使交底更科学，更直观，有利于科学组织施工，提高施工技术质量。

2.7 模板深化设计

2.7.1 组合定型钢模板施工技术

项目组合定型钢模板体系，经BⅠM深化设计，根据工程特点定制化配置每块模板，使其整体性更好，接缝少，便于吊装、安装和拆除。利用BⅠM技术对钢模板集中管理，统一下料，标准化施工，减少材料浪费。三维空间动画演示，模拟施工，直观、多角度、局部位置特写地对工人进行交底。采用组合定型钢模板成型效果好，垂直、平整度均能保证在±3 mm以内，表面达到清水混凝土效果。

2.7.2 铝模板施工技术

铝合金模板体系根据工程建施及结施图纸，经BⅠM定型化设计及工业化加工，定制完成所需的标准尺寸模板构件及与实际工程配套使用的非标准构件。

铝模施工作为结构主体施工的一部分，由于工作量大、工期紧等因素影响，运用BⅠM技术对铝模进行施工模拟，提前发现施工过程中的重点、难点部位，及早采取相应措施，合理安排施工组织，以保证进度、质量、安全和成本等目标的顺利实现。

2.8 设备安装深化设计

2.8.1 地下室BⅠM机电深化设计

工程地下室设备安装过程中因其工艺性强、技术参数多、精度要求高、涉及专业多、施工交叉面广、协调工作量大，以及安装空间拥挤导致设备安装困难（图6）。项目管理中打破传统施工模式的被动局面，根据实物尺寸进行高精度的对应的模型设计（图7），并最终形成图纸，达到模块化施工的要求。

图6 BⅠM设备间俯视图

图7 设备间机电安装模型

2.8.2 标准层机电安装深化设计

对项目给排水、暖通、消防、电气和空调几大专业进行BⅠM建模，通过BⅠM技术进行碰撞检查，优化设计，并输出机电专业深化设计平、立、剖现场施工图，指导现场施工人员施工，减少碰撞，节省成本和工期。由于项目多为超高层建筑，对消防、空调、通风要求较高，针对项目特点充分利用BⅠM技术，对管线进行优化、二次排布，提前规划安装方案、材料进场和加工，严格把控材料消耗，合理组织施工，保证施工周期，尽可能提高净空，以满足居住舒适度。

2.8.3 设备层机电安装深化设计

BⅠM技术作为三维信息化建模深化设计的工具，较好地解决了机房在实际施工之前对机电管线综合和碰撞检测，其三维可视化功能可直观有效地指导机电设备及管线安装，有效地实现了各专业之间的协调配合，降低了成本投入与资源浪费。BⅠM技术不仅在机房工程深化设计中应用广泛，在现场材料精细化管理、进度可视化管理、机电工程预留、预埋、管线支吊架的设计计算同水力平衡计算与分析等方面也有更多的运用。

2.9 装配式预制楼梯深化设计

剪刀式分段预制楼梯主要由3部分构成（图8），由①下部楼梯梯段，②上部楼梯梯段，③预制梯梁构成。主要适用于剪刀式双跑楼梯。

图8 剪刀式楼梯单元拆分

由于目前预制楼梯多为平板楼梯，而项目设计的剪刀楼梯体积大，质量重，现场塔吊无法吊装，为此，发明了分段式预制剪刀楼梯较好地解决了结构安全与施工现场的安装问题。

由于装配式楼梯成型质量好，施工周期短，省去现场支模、养护环节，能迅速形成上下人通道，免去二次抹灰，既节约了材料成本，还节约了人工成本。

2.1 0钢结构安装深化

项目工程1、2、3、4号楼设计外墙均采用弧形钢板剪力墙结构，所有钢构件需经过二次深化设计、工厂加工生产、预拼装等过程后才可以进入到施工现场进行安装作业，因此有非常高的钢结构的深化设计工作要求。通过Tekla、Revit等专业软件建立BⅠM三维模型，对钢结构整体构件进行拆分切割，将构件中各零件的尺寸和要求及复杂节点部位的连接方法等，详细地创建BⅠM三维模型，提前进行预拼装碰撞检测，发现问题及时解决，避免将问题带入施工现场，确保现场的组拼安装顺利进行。

3 BⅠM应用效益分析

项目管理过程中，注重项目实施的重点、难点分析，注重BⅠM技术在场地布置、BⅠM审图、碰撞检查、可视化交底、轻量化应用、管综深化设计、节点深化设计、模板深化设计和钢结构深化设计方向的落地使用，产生了较好的管理效益。通过三算对比，通过BⅠM技术严格控制现场材料用量，实现毛利润率约4.5%。通过安装工程BⅠM综合排布，解决碰撞问题，同时确保结构预埋精确率100%，预留洞口精确率达到97%。通过装配式预制楼梯的BⅠM深化设计，节约工期约32 d，直接节约成本近8万元。BⅠM场布的精心设计，使有限场地条件下的材料设备堆放排布取得了井然有序的效果，项目各参建单位围绕项目管理目标实现了最大限度的多方协同。