某居住小区项目施工阶段BIM技术综合应用

梁江滨，张国真，刘 杰

（1、广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 广州 510500；2、广东建科创新技术研究院有限公司 广州 510500）

0 引言

BIM 即Building Information Modeling，国内称之为建筑信息模型，它是指通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营维护的过程和结果的总称，简称模型［1］。随着行业的不断推进，政府部门的大力推广下，BIM技术的发展已经从简单的模型展示演变到基于BIM模型所产生的各个方面的应用，近年来BIM 技术的发展趋势越来越成熟，其应用价值主要体现在工程管理方面。［2］

本文结合实际项目案例，利用BIM 技术展开了较为成熟的实施应用，在建造或施工阶段的应用得到了广泛的普及，在此基础上还结合无人机、管理平台等技术进行BIM 集成应用，提高施工管理效率。BIM 技术不仅仅为本项目的工程管理提供了经济合理的解决方案，还应用完善的信息模型，将施工阶段的数据和资源连接起来，提供一个集成化的管理协作系统，实现该项目的效益最大化。［3］

1 BIM技术应用优势

运用BIM 技术的可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性的特点，主要从以下几个方面体现其对施工阶段的应用优势：

⑴通过BIM 技术提前解决设计问题，清晰直观的提供准确的项目信息数据，让管理人员以及相关作业人员快速理解设计意图，降低施工方与设计方之间反复沟通时间成本。

⑵利用基于BIM 技术的碰撞检查软件，提前进行各专业的碰撞检查，在实际施工前发现问题，事先协调，从而大幅度减少施工变更。

⑶利用BIM 技术应用可以形象直观地模拟各个阶段的现场情况，灵活地进行现场平面布置，实现现场平面布置合理、高效。

⑷BIM 技术可提高施工组织协调的有效性，集成工程资源、进度、成本等信息，实现合理的施工流水划分，并基于模型完成施工的分包管理。

2 项目概况

2.1 项目简介

某居住小区位于惠城区河南岸街道对门岭，项目占地面积约37 576 m2，总建筑面积约14.3 万m2，如图1所示。本项目将以中科院“两大科学装置”总部区及惠州学院等科研教育资源为依托，为产学研融合、活力绿色的现代化智慧片区完善居住配套功能，打造汇聚高级人才安居乐业的高品质社区。本工程地下室所占面积较大，需对现场临建布置、材料堆放、大型机械设备就位以及现场文明施工做出详细、具体的规划，以使现场布置合理、紧密、便于流水施工。

图1 项目全景效果图Fig.1 Project Panorama

2.2 项目特点

本工程为住宅小区高层建筑施工项目，主要有以下三个方面的难点，第一，需对现场临建布置、材料堆放、大型机械设备就位以及现场文明施工做出详细、具体的规划，以使现场布置合理、紧凑、便于流水施工。第二，本项目施工作业面广、工期较短、作业人数多；第三，施工过程中涵盖的专业多，整个施工过程中对总承包商的综合协调能力要求较高。针对住宅建筑特点进行BIM 技术应用，根据BIM 模型对现场文明施工制定详细、具体的规划，结合BIM 模型进行合理进度计划编制，采用BIM 平台辅助项目现场管理等。通过BIM 技术提前发现施工中可能存在的问题，严格控制深化设计的质量和施工质量，提高现场工作效率，推进项目争优创优；同时，在BIM 技术的实施过程中，对各方信息进行整合，提高项目信息化管理水平与技术人员的工作效率，通过项目培养新型人才。

3 BIM应用

3.1 前期策划

根据本项目特点，BIM前期策划具体内容如下：

3.1.1 制定BIM应用目标

通过BIM 技术提前发现施工中可能存在的问题，提升深化设计的质量和效率，提高施工质量，推进项目争优创优；同时，在BIM 技术的实施用中，对各方信息进行整合，提高项目信息化管理水平与技术人员的工作效率，通过项目培养新型人才。

3.1.2 制定BIM实施标准、细则及模型文件

结合本项目特点，制定BIM 标准和BIM 实施细则，例如制定项目统一模型样板，采用BIM 中心创建的标准化族库，由BIM 团队进一步深化应用，在减少模型创建时间的同时，进一步规范模型的创建。

3.1.3 保障措施

为了保证项目的顺利实施，需要完善项目部相关制度，将BIM 技术应用融入施工现场管理，避免“两张皮”，做好各阶段的模型和相关数据文件的整理归档。同时需要成立BIM 及信息化管理部，在前期准备阶段进行必要的方案编制和制定本项目BIM 应用计划，实施阶段需要按计划节点严格把控应用进度，确保能够配合施工项目管理。［4］

3.2 图纸审核

BIM 建模过程中能直观检查模型的空间位置关系，发现图纸构件尺寸标注信息错误、详图与平面图不对应、碰撞等问题，形成《模型检查问题汇总》报告，如图2 所示，及时反馈给业主、设计院，组织相关人员进行会议讨论，减少因图纸错漏导致的返工。［2］

图2 模型检查问题汇总Fig.2 Summary of Model Checking Issues

3.3 深化设计及分析

根据管线安装相关规范、管线布置主要原则和净高控制度要求对室内外综合管线进行管线综合排布。结合本项目的特征，运用BIM 技术将地下室等管线密集区域作为管线综合排布优化的关注重点，通过BIM技术对管线综合进行调整优化［5］，如图3所示，在减少实施问题的同时，提高小区住宅的品质。

图3 地下室优化后效果图Fig.3 The Optimized Result Map of the Basement

3.4 专项方案优化

地下室中运用综合支吊架工艺。配合各专业BIM 模型，进行快速的碰撞分析，合理分配与调整机电管线与土建、支吊架的关系。主次梁交汇处结合BIM 可视化进行节点深化，调整节点钢筋无碰撞，方便钢筋绑扎后及混凝土浇筑和振捣工作，保障现场施工的可操作性［6］。采用创建Revit参数排砖族的方式，快速地对砌体墙进行排版［7］，如图4所示，做到整砖最大化，非标砖种类最小化，并使用Revit 导出数据表格，辅助定点定量运输，提升砌筑的效率和质量。通过会签的形式，对各自专业需要预留的孔洞进行确认，并同时对各专业之间的孔洞排布进行深化，保证各专业管线、设备既能合理安装、满足功能，又能减少专业之间的碰撞，保障施工质量。

图4 BIM模型展示排砖方案Fig.4 BIM Model Shows the Tile Arrangement Scheme

3.5 BIM出图辅助施工

为了更好的解决各个专业之间的碰撞问题，BIM团队将模型整合起来，形成综合性模型。进行深化设计，尤其易出现问题的机电安装工程进行碰撞检查，调整机电排布；地下室对车道净高要求，采用BIM 进行净高分析，如图5 所示，最大程度提高空间利用效率；预留洞口复核，及时发现遗漏、错误。通过三维直观表达，预防和避免二维图纸表达不全导致施工人员的错误理解，保障项目实施的准确性。［8］

图5 管线优化节点剖面图、三维图Fig.5 Pipeline Optimization Node Section and 3D Drawing

3.6 施工模拟交底

对桩基、重要节点工艺、管线安装等模拟，直观、清晰指导现场作业人员进行施工，提高施工准确度。通过模型进行技术交底可以更加直观的理解，有效的保证工程质量，将BIM 技术与现场施工样板相结合，比如墙体、框架柱、楼板模板支设进行讲解，建立质量样板BIM 单项模型，赋予样板模型可视化的工艺标准、规范要求、质量检验标准等相关信息，以生成二维码的形式，形成三维动态的现场施工样板，如图6 所示。采用BIM 工程样板可以避免资源浪费，节约人工成本。［9］

图6 管道井样板Fig.6 Sample of Pipeline Well

3.7 二维码应用

依托BIM5D 项目管理平台实现模型在平台中集成，快速、精准查看各区域各构件属性、施工等信息，生成相应二维码，如图7所示，并附着在现场构件表面上，方便项目人员快速掌握现场施工信息和保存现场资料。主要用于机电管线、重要设备等管理，结合管理平台、移动端等实时检查设备、管线等消耗、安装进度，协助物料计划编制、现场堆放布置等。

图7 二维码现场应用Fig.7 Two-dimensional Code Field Application

3.8 协同管理

项目人员通过移动端在现场发现的质量、安全问题进行拍照批注，及时跟进现场质量安全问题并进行上传并跟踪整改，提交现场工作面进度照片，实时查看现场进度，实现移动办公。管理人员对现场施工过程中的生产进度、现场质量、施工安全、构件跟踪的管理，积极提出问题、解决方案及整改反馈等事项落实到个人并随时通过移动端检查。对项目实测区进行实测实量并创建分单体、分层实测的数据档案，同时制作BIM 挂牌族进行模型挂牌管理，将现场原始数据链接到挂牌族，通过此方式将现场记录数据进行存档，使数据变得透明、规范。实现在整个项目管理过程中大部分数据自动化管理，辅助项目管理决策。

3.9 BIM协同项目管理平台

基于BIM项目管理平台，如图8所示，协助现场管理，并每周开例会进行管理和改善；通过PC 和移动端的管理，利用无人机技术采集现场实景，实现模型与现场实景、项目概况、管理动态、进度、安全及产值等管理要素集成，总包商协同管理、智慧工地的管理理念。本项目重点利用质量安全管理系统，辅助企业质量管理标准有效落地，提高现场质量检查管理效率，保障工程项目高质量交付。

图8 项目管理平台基础界面Fig.8 The Basic Interface of the Project Management Platform

4 结论

随着BIM 项目实践增多，物联网、云计算、大数据等技术的融合应用，为建设行业的信息技术应用场景提供更多实时的建造数据，实现施工作业方式和工程管理的变革。对于人才培养方面，BIM 人才缺乏，尤其是同时掌握工程技术和BIM 技术的复合人才，应加强学习培训和工程实践等。技术方面，需要深入建设过程中的专业需求以及集成化应用，全面深化BIM 在工程领域的应用。在管理模式上，进一步提升协同管理，以BIM 模型为核心的项目管理平台为重要工具，建立高效沟通的管理模式。BIM 项目取得的族库、方案、模型等数据资料，所形成的有价值的项目数据，要将它们加以整理形成可重复应用的数据。应用BIM技术，能够从根本上解决建设工程全生命周期过程中的信息断层问题，从决策、设计、施工技术到管理全面提高信息化水平和应用效果，有助于推动我国建筑业转型升级和持续健康发展。［10］