黃道軍　顏　斌　文江濤　樊冬冬　趙慶科　李曉亮

(中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司，武漢　430040)

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騰訊北京總部大樓項(xiàng)目基于BIM的工程施工綜合應(yīng)用

黃道軍顏斌文江濤樊冬冬趙慶科李曉亮

(中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司，武漢430040)

【摘要】本文以騰訊北京總部大樓項(xiàng)目為例，從工程概況、BIM組織與應(yīng)用環(huán)境、BIM應(yīng)用、應(yīng)用效果、總結(jié)五個方面詳細(xì)介紹了項(xiàng)目基于BIM的工程施工綜合應(yīng)用。項(xiàng)目在技術(shù)管理(BIM輔助圖紙會審及優(yōu)化、基于BIM的深化設(shè)計、施工模擬)、質(zhì)量管理(BIM動態(tài)樣板、非接觸式實(shí)測實(shí)量)、安全管理、商務(wù)管理(雙算對比、變更工程量管理)等方面深入應(yīng)用BIM技術(shù)輔助施工管理的同時，也以清華大學(xué)4D-BIM系統(tǒng)為平臺，積極探索了基于BIM的總承包管理，制定了多參與方、多終端的綜合管理模式，實(shí)現(xiàn)集成式管理的目標(biāo)。除此之外，項(xiàng)目也創(chuàng)新性地應(yīng)用并探索了基于BIM的智能施工放樣、三維激光掃描、3D打印等創(chuàng)新應(yīng)用。本文通過案例介紹及總結(jié)，也希望為建筑項(xiàng)目BIM應(yīng)用提供一些有價值的參考。

【關(guān)鍵詞】BIM；BIM動態(tài)樣板，智能施工放樣；三維激光掃描；4D-BIM

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.02.03

1工程概況

1.1項(xiàng)目簡介

騰訊北京總部大樓位于北京市中關(guān)村軟件園，是集科研設(shè)計、辦公、地下車庫及配套設(shè)施為一體的綜合性建筑。項(xiàng)目總建筑面積334 386m2，地上建筑面積158 640m2，地下建筑面積175 746m2，結(jié)構(gòu)形式鋼筋混凝土+鋼結(jié)構(gòu)，主樓地下3層，地上7層，高36.32m；副樓地下2層，地上1層，高18.22m。

1.2工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

(1)13萬m3大體積混凝土筏板：基礎(chǔ)筏板面積58 000m2，厚度為2.5m/2.3m/1.6m，總方量達(dá)13萬m3，劃分為9個施工段進(jìn)行澆筑，單次最大澆筑方量為2.7萬m3，施工組織難度大。

(2)高支模面積達(dá)25 000m2，最大支設(shè)高度17.3m，最大板厚500mm，高支模施工安全是重點(diǎn)。

(3)外圍巨型鋼桁架懸挑大(81m)，懸挑部位多，節(jié)點(diǎn)連接復(fù)雜，構(gòu)件尺寸重量大，安裝難度大。

2BIM組織與應(yīng)用環(huán)境[1]

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

(1)項(xiàng)目策劃階段，集成進(jìn)度、成本、資源等信息，實(shí)現(xiàn)多維虛擬施工與優(yōu)化，提升策劃可行性；

(2)深化設(shè)計階段，集成單專業(yè)深化設(shè)計與多專業(yè)設(shè)計協(xié)調(diào)，減少設(shè)計變更與返工，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約；

(3)施工管理階段，應(yīng)用模型信息集成應(yīng)用平臺，支撐項(xiàng)目總承包管理，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)、多參與方的協(xié)同工作，發(fā)揮建筑信息模型(building information modeling，BIM)在項(xiàng)目建造中的巨大優(yōu)勢；

(4)運(yùn)營維護(hù)階段，集成BIM與物業(yè)運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字大廈集成交付。

2.2實(shí)施方案

項(xiàng)目設(shè)置BIM管理部，統(tǒng)一制定人員職責(zé)、建模標(biāo)準(zhǔn)、培訓(xùn)計劃等工作制度，保證各分包在統(tǒng)一架構(gòu)下進(jìn)行BIM工作。各分包進(jìn)場前進(jìn)行BIM管理體系學(xué)習(xí)，制定本專業(yè)BIM應(yīng)用計劃，并經(jīng)總包單位審核；進(jìn)場后各BIM小組按照項(xiàng)目統(tǒng)一的建模規(guī)則建立BIM模型，總包單位整合并將進(jìn)度、技術(shù)參數(shù)、商務(wù)等信息與模型相互關(guān)聯(lián)，定期進(jìn)行BIM模型檢查及應(yīng)用總結(jié)會議，分包單位根據(jù)審查意見進(jìn)行BIM工作計劃修訂并實(shí)施，直至竣工模型交付。

2.3 團(tuán)隊組織

本工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對施工管理要求高，項(xiàng)目將全過程應(yīng)用BIM技術(shù)并配備(如圖1所示)BIM團(tuán)隊。

2.4應(yīng)用措施

為確保BIM技術(shù)用到實(shí)處，真正做到基于BIM的總承包管理，充分實(shí)現(xiàn)BIM應(yīng)用價值，項(xiàng)目組織對全體管理人員進(jìn)行了多次BIM培訓(xùn)及總承包管理培訓(xùn)，BIM管理人員積極參加相關(guān)的BIM應(yīng)用講座及技術(shù)交流會。在BIM實(shí)施前期及應(yīng)用過程中不定期進(jìn)行應(yīng)用需求調(diào)研及BIM技術(shù)應(yīng)用總結(jié)。

2.5 軟硬件環(huán)境

(1)硬件環(huán)境：BIM應(yīng)用配備臺式機(jī)10臺，筆記本2臺，其具體配置如表1所示。

(2)軟件環(huán)境：BIM應(yīng)用主要軟件名稱、版本及用途如表2所示。

3BIM應(yīng)用

3.1BIM建模

本項(xiàng)目根據(jù)BIM應(yīng)用目標(biāo)，制定各專業(yè)BIM模型命名規(guī)則、建模細(xì)度、配色方案等建模標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合進(jìn)度，創(chuàng)建全專業(yè)的施工圖模型、深化設(shè)計模型、施工應(yīng)用模型及竣工交付模型。

項(xiàng)目整體BIM模型如圖2所示；BIM建模范圍及各專業(yè)BIM模型細(xì)度要求如表3所示。

BIM交付成果包括應(yīng)用過程成果及最終成果。

BIM應(yīng)用過程成果：提交各階段BIM模型以及相關(guān)資料成果，包括深化圖紙(如鋼結(jié)構(gòu)深化加工圖)，復(fù)雜節(jié)點(diǎn)模型、3D大樣圖，施工方案模擬資料(包括方案模型，方案模擬演示動畫或視頻)。對于各專業(yè)內(nèi)、不同專業(yè)間的碰撞檢查，提交檢查報告，優(yōu)化建議。對于設(shè)計變更，提交變更模型，變更前后對比資料及相關(guān)信息。

BIM應(yīng)用最終成果：收集整理并整合各專業(yè)BIM模型，形成項(xiàng)目竣工BIM模型，交付業(yè)主?？⒐IM模型包括產(chǎn)品、構(gòu)件、材料以及建造信息，產(chǎn)品信息如專業(yè)分包各設(shè)備規(guī)格、型號、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、相關(guān)設(shè)備參數(shù)等；構(gòu)建信息如主體梁、板、柱等的幾何尺寸、混凝土標(biāo)號、工程量等；材料信息如規(guī)格、型號等；建造信息如施工流水段劃分情況、建造日期等信息。

3.2BIM應(yīng)用情況

3.2.1BIM創(chuàng)新應(yīng)用3.2.1.14D-BIM施工管理[2-3]

(1)多參與方多終端綜合管理(如圖3所示)

項(xiàng)目制定了多參與方、多終端的綜合管理模式，實(shí)現(xiàn)集成式管理的目標(biāo)。

針對總包，工作場所固定且集中，需要完整的信息與分析，采用客戶端滿足其各種管理的需求。針對各分包，工作場所分散，采用網(wǎng)頁端進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)填報和基本分析結(jié)果查看。針對現(xiàn)場安全檢查及質(zhì)量驗(yàn)收等情況，采用移動端進(jìn)行拍照和簡單記錄，保證信息及時性。

(2)進(jìn)度管理——進(jìn)度計劃與模型關(guān)聯(lián)

根據(jù)實(shí)際情況及各工序穿插邏輯關(guān)系，編制施工進(jìn)度計劃并與BIM模型進(jìn)行雙向關(guān)聯(lián)，為后續(xù)實(shí)際進(jìn)度信息填報、進(jìn)度模擬、進(jìn)度分析、進(jìn)度預(yù)警及糾偏作支撐。

(3)進(jìn)度管理——進(jìn)度信息填報

各分包在網(wǎng)頁端進(jìn)行各施工工序開始時間、完成時間、投入的人材機(jī)資源等與實(shí)際進(jìn)度密切相關(guān)的信息填報，并自動與4D-BIM模型進(jìn)行集成關(guān)聯(lián)?？偘案鞣职蓪?shí)時通過系統(tǒng)獲取所需信息，輔助進(jìn)度管理。

(4)進(jìn)度管理——進(jìn)度模擬

項(xiàng)目在4D-BIM系統(tǒng)中進(jìn)行整體、分區(qū)段施工進(jìn)度模擬，直觀檢查工序穿插邏輯關(guān)系是否合理、施工內(nèi)容是否有疏漏、大型設(shè)備安拆時間是否最優(yōu)等問題。

(5)進(jìn)度管理——進(jìn)度分析

項(xiàng)目通過4D-BIM系統(tǒng)分時間段、施工段、特定工作進(jìn)行計劃對比分析，通過顏色的區(qū)分反映計劃與實(shí)際完成的形象對比。

(6)進(jìn)度管理——進(jìn)度滯后預(yù)警及糾偏

進(jìn)度滯后時， 4D-BIM系統(tǒng)自動分析對關(guān)鍵路徑和總工期的影響，并用模型突出顯示影響部位并預(yù)警，項(xiàng)目管理人員通過查詢其前置任務(wù)列表及起始和完成時間，分析滯后原因，及時制定糾偏措施，提高項(xiàng)目工期履約水平。

(7)商務(wù)管理

項(xiàng)目在4D-BIM系統(tǒng)中將模型與區(qū)段劃分、進(jìn)度計劃、工程量清單聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)鋼筋、混凝土、模架體系等材料量的自動統(tǒng)計。在導(dǎo)入清單計價數(shù)據(jù)后，還可直接進(jìn)行成本對比分析，輔助商務(wù)人員進(jìn)行商務(wù)管理，為項(xiàng)目決策做支持。

(8)質(zhì)量安全管理

項(xiàng)目在4D-BIM模型上附加質(zhì)量安全等問題的圖釘標(biāo)記、問題描述及現(xiàn)場照片等。通過圖釘標(biāo)記，確保質(zhì)量安全問題得到解決，同時方便隨時對可能出現(xiàn)的質(zhì)量、安全隱患進(jìn)行跟蹤。

(9)公共資源管理

項(xiàng)目通過4D-BIM系統(tǒng)對塔吊、施工道路、臨建用房、臨時水電接駁點(diǎn)等，建立模型并與進(jìn)度關(guān)聯(lián)，對每一項(xiàng)公共資源設(shè)置參數(shù)，明確不同施工階段、不同時間段的使用單位。各分包可以查詢并提出變更申請。

(10)資料管理

項(xiàng)目通過4D-BIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件在分包與總包、總包與監(jiān)理或業(yè)主之間的線上流轉(zhuǎn)和審核。同時對任意工程構(gòu)件或進(jìn)度計劃節(jié)點(diǎn)，鏈接與之相關(guān)的施工資料，如圖紙、照片、會議紀(jì)要等，輔助進(jìn)行資料管理。

3.2.1.2BIM-QR系統(tǒng)應(yīng)用

BIM-QR系統(tǒng)簡介：BIM-QR系統(tǒng)是以動態(tài)二維碼為紐帶，由BIM模型、后臺服務(wù)器和移動終端組成的綜合系統(tǒng)，通過系統(tǒng)將BIM模型中的信息上傳至服務(wù)器，然后根據(jù)需求從服務(wù)器中提取、統(tǒng)計、分析和管理相關(guān)信息，為鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目在原料采購、構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件運(yùn)輸現(xiàn)場安裝、質(zhì)量驗(yàn)收等過程中提供一個便于管理的綜合信息平臺。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

3.2.1.3基于BIM的智能施工放樣[4]

(1)簡介

項(xiàng)目研發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基于BIM的施工放樣平臺，可在BIM移動端上瀏覽BIM模型，三維展示，全方位便捷提取特征點(diǎn)進(jìn)行放樣。BIM移動端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到智能全站儀，向全站儀發(fā)送指令和特征點(diǎn)坐標(biāo)，遙控操作，動態(tài)讀取全站儀的測量結(jié)果。通過全站儀導(dǎo)向光、自動跟蹤測量、放樣軟件圖形/文字/語音等多種提示，智能地幫助作業(yè)人員快捷準(zhǔn)確地完成放樣和測量。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

(2)工藝流程

BIM模型創(chuàng)建→BIM模型導(dǎo)入及任務(wù)創(chuàng)建→儀器就位與調(diào)試→設(shè)定測站→放樣或測量→成果導(dǎo)出。

3.2.2基于BIM的施工管理3.2.2.1技術(shù)管理

(1)BIM輔助圖紙會審及優(yōu)化

建模過程中，隨時發(fā)現(xiàn)并記錄圖紙問題，并以BIM模型為媒介進(jìn)行圖紙會審和優(yōu)化，減少后續(xù)變更。

(2)基于BIM的深化設(shè)計

項(xiàng)目將各專業(yè)模型整合后進(jìn)行碰撞檢查，快速發(fā)現(xiàn)專業(yè)間的碰撞問題，提高機(jī)電綜合管線排布、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件深化設(shè)計等工作的效率與質(zhì)量。同時為項(xiàng)目復(fù)雜節(jié)點(diǎn)做深化設(shè)計服務(wù)，本工程大截面轉(zhuǎn)換勁性鋼梁等部位的鋼筋排布密集、細(xì)部繁瑣，采用BIM軟件建立三維可視化模型，利用間隙碰撞對鋼筋排布進(jìn)行優(yōu)化，通過3D打印技術(shù)形成實(shí)體模型，有效指導(dǎo)現(xiàn)場施工，大大提高復(fù)雜工藝、重點(diǎn)部位的施工質(zhì)量。深化設(shè)計流程如圖6所示。

(3)施工模擬

項(xiàng)目對施工場地進(jìn)行三維布置，并模擬各階段的平面布置情況，為平面動態(tài)管理提供技術(shù)參考。同時對大懸挑鋼結(jié)構(gòu)安裝等施工關(guān)鍵部位進(jìn)行可視化模擬、分析及施工驗(yàn)算，論證方案可行性，將施工工序模型化、動漫化，進(jìn)行直觀形象的交底。

3.2.2.2質(zhì)量管理

(1)BIM動態(tài)樣板

將樣板引路與BIM相結(jié)合，建立質(zhì)量樣板BIM模型，賦予工藝標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求、質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等信息，形成動態(tài)質(zhì)量樣板，直觀地展現(xiàn)重要樣板的工序步驟及要求，提高交底質(zhì)量。BIM動態(tài)樣板學(xué)習(xí)如圖7所示，清水混凝土柱施工BIM動態(tài)樣板如圖8所示。

(2)非接觸式實(shí)測實(shí)量

采用三維激光掃描技術(shù)[5]對選定的部位進(jìn)行完整的空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集，快速構(gòu)建三維點(diǎn)云模型，通過與BIM模型對比，在模型中顯示實(shí)體偏差，輸出實(shí)測實(shí)量數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)客觀，提高質(zhì)量檢測效率。

3.2.2.3安全管理

對BIM模型中臨邊洞口等危險源及防護(hù)要求進(jìn)行標(biāo)識，利用Revit建模技術(shù)快速建立防護(hù)體系，通過Navisworks第三人漫游論證，達(dá)到周全的防護(hù)部署。結(jié)合施工進(jìn)度，通過模型可自動統(tǒng)計不同階段安全防護(hù)設(shè)施需用計劃，安全人員手持移動終端對危險源逐一檢查和標(biāo)注，保證對危險源的全面控制。

3.2.2.4商務(wù)管理

(1)雙算對比

采用廣聯(lián)達(dá)算量軟件與Revit工程量明細(xì)表進(jìn)行雙算對比，避免單一方法算量容易出錯的問題；對比結(jié)果顯示二者算量結(jié)果相差不大，Revit明細(xì)表中的工程量可更方便快捷地指導(dǎo)現(xiàn)場。

(2)變更工程量管理

建立變更前后的BIM模型，賦予其相關(guān)技術(shù)參數(shù)，分別統(tǒng)計變更前、變更后的工程量的變化，添加綜合單價等商務(wù)信息，可有效輔助現(xiàn)場商務(wù)管理。

4應(yīng)用效果

項(xiàng)目通過BIM技術(shù)的深入應(yīng)用，節(jié)省了工期，降低了成本，取得了顯著效益，具體如表4所示。

5總結(jié)

5.1創(chuàng)新點(diǎn)

(1)BIM模型的綜合應(yīng)用：本工程建立的BIM模型嚴(yán)格按照預(yù)先制定的建模標(biāo)準(zhǔn)，除直觀展示外，還可用于圖紙會審、碰撞檢測、深化設(shè)計、3D打印等，其模型的細(xì)度還可以滿足質(zhì)量樣板、智能放樣、三維掃描等要求。此外，模型與進(jìn)度計劃關(guān)聯(lián)還可形成4D-BIM模型，進(jìn)行更深層次的應(yīng)用。

(2)BIM與4D技術(shù)結(jié)合的集成管理：針對工程施工總承包的實(shí)際需求，綜合利用BIM與4D技術(shù)，通過4D進(jìn)度、質(zhì)量、資源、場地集成管控，可視化信息查詢以及多參與方協(xié)同支持等功能，有效解決了施工總承包管理過程的一系列問題，有效提高了工程施工管理水平和效率。

(3)多參與方多終端的綜合管理：根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)和需求，制定了多參與方、多終端的綜合管理模式。對不同使用情形分別采用相應(yīng)的客戶端、網(wǎng)頁端、移動端等系統(tǒng)終端，有效將各參與方組織為一個整體，實(shí)現(xiàn)集成式管理，大幅提升了管理人員對項(xiàng)目整體把握的能力。

5.2經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

(1)BIM模型是BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)，模型細(xì)度及創(chuàng)建質(zhì)量直接影響著BIM的應(yīng)用深度及其應(yīng)用價值。但精細(xì)的BIM模型會花費(fèi)大量的精力，因此工程前期需充分理解設(shè)計意圖，掌握工程重難點(diǎn)，明確各專業(yè)BIM應(yīng)用需求。針對不同應(yīng)用需求制定BIM建模標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)施規(guī)程，確保各專業(yè)模型應(yīng)用價值的最大化。

(2)信息作為BIM應(yīng)用的核心，確保各參建方及時準(zhǔn)確地獲取所需要的信息是BIM應(yīng)用的真正價值體現(xiàn)。作為總承包單位，搭建基于BIM的協(xié)同管理平臺是BIM技術(shù)落地應(yīng)用及深入應(yīng)用的關(guān)鍵，因此項(xiàng)目在明確BIM應(yīng)用需求的同時，需積極進(jìn)行BIM與項(xiàng)目管理系統(tǒng)的集成開發(fā)，并搭建相應(yīng)的軟硬件應(yīng)用環(huán)境，為全專業(yè)、全過程BIM應(yīng)用及價值體現(xiàn)創(chuàng)造條件。

(3)BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，各參建方一定要積極探索、大膽嘗試新的BIM應(yīng)用點(diǎn)，不要怕應(yīng)用失敗。在應(yīng)用過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加快BIM技術(shù)在建筑業(yè)的推廣與普及。

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Integrated BIM Application in Construction of Tencent Beijing Headquarter

Huang Daojun，Yan Bin，Wen Jiangtao，F(xiàn)an Dongdong，Zhao Qingke，Li Xiaoliang

(TheFirstConstructionEngineeringLimitedCompanyofChinaConstructionThirdEngineeringBureau，Wuhan430040，China)

Key Words：BIM; BIM Dynamic Modeling; Smart Layout; 3D-laser Scanning; 4D-BIM

Abstract:Taking Tencent Beijing Headquarters project as an example, this article introduces the integrated BIM application in construction from such five aspects as general project situation, BIM organization and application environment, BIM applications, application effect and summery. In addition to using BIM technology in technology management (BIM supporting drawings joint checkup and optimization, and BIM-based deepening design, and construction simulation), quality management (BIM dynamic modeling and non-contact type measurement), security management, and business management (double quantity checkup and change engineering volume management), the project also uses Tsinghua University 4D-BIM system as a platform to further study the BIM-based general contract management, develops a comprehensive management mode of multi-participation and multi-terminal, and realizes the goal of integrated management. In addition, the project also innovatively applies and explores BIM smart layout, three-dimensional laser scanning, 3D printing and other innovative applications, and it can provide reference to other projects with BIM applications.

【作者簡介】黃道軍(1973-),男，碩士研究生在讀，國家一級注冊建造師，高級工程師，中建三局一公司北方公司副經(jīng)理兼騰訊北京總部大樓項(xiàng)目經(jīng)理。主要研究方向：房建施工管理。

【中圖分類號】TU17

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1674-7461(2016)02-0016-07

樊冬冬(1988-)，男，大學(xué)本科，工程師，中建三局一公司騰訊北京總部大樓項(xiàng)目總工。主要研究方向：房建施工技術(shù)。