余 弦， 高 楊， 王 剛， 饒 丹， 胥 磊

(成都建筑工程集團總公司， 四川成都 610000)

BIM技術在常規(guī)房建項目施工中的應用研究

余 弦， 高 楊， 王 剛， 饒 丹， 胥 磊

(成都建筑工程集團總公司， 四川成都 610000)

BIM技術是數(shù)據(jù)化城市的基礎，為了在大多數(shù)建筑中普及BIM技術，解決BIM技術在常規(guī)房建項目中應用較少的問題，文章以常規(guī)房建項目為例，在施工過程中運用了BIM技術，進行了三維建模、施工場地優(yōu)化布置、碰撞檢測、三維技術交底等工作，總結了BIM技術在常規(guī)房建項目施工中應用的技術路線，為BIM技術在常規(guī)房建項目中的應用做好了鋪墊。

BIM技術； 常規(guī)房建項目； 施工

建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)，即利用三維模型對建設項目進行設計、施工、運營和管理的過程[1]。BIM技術作為一種全新的概念和技術，越來越受到國內(nèi)外業(yè)界的關注。2017年2月底，我國國務院辦公廳印發(fā)了《關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，意見指出要加快推廣BIM技術在規(guī)劃、勘察、設計、施工和運營維護全過程的集成應用。

目前BIM技術主要應用在工程技術難度大的項目中，但對于建筑行業(yè)來說大部分工程項目屬于常規(guī)房建項目。目前常規(guī)房建項目普遍依靠經(jīng)驗施工，采用粗放的管理模式，施工技術和管理方法有一定的局限性，所以導致在常規(guī)房建項目中施工管理水平低下、生產(chǎn)效率和盈利能力不高的局面[2]。將BIM技術應用在常規(guī)房建項目中可以實現(xiàn)圖紙三維可視化，提高溝通效率，有效整合資源，在項目的全生命周期管理中都可以起到積極作用。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本工程位于成都崇州市東南方向，晨曦大道中段兩側，原唐安村、彭廟村等區(qū)域，位于明湖商務區(qū)范圍內(nèi)，屬于崇州市新區(qū)發(fā)展的范圍，凈用地面積20 544.62 m2。項目由5棟主體建筑組成：一棟為地上3層商業(yè)樓；一棟為地上一單元18層，二單元26層住宅樓，設地下室非機動車庫；一棟為地上26層住宅樓；一棟樓為地上18樓住宅樓，設地下室非機動車庫；一棟為地上18層住宅樓。

1.2 工程特點和難點

(1)本工程為5棟主體建筑同時施工，單體涉及高層、小高層、多層、附屬建筑，工程之間互相影響大，工期壓力大。

(2)本工程屬于勞動密集型工程，幾棟單體同時開工，需要大量的勞動力資源，而除開建筑物，場地內(nèi)能夠布置臨時辦公區(qū)和生活區(qū)的位置十分擁擠。

(3)本工程除了土建部分施工內(nèi)容，還有包括生產(chǎn)工藝、鋼結構、幕墻、保溫、綠化總平等內(nèi)容為分包，需要各方協(xié)調(diào)配合的內(nèi)容多。

2 BIM組織與應用環(huán)境

2.1 BIM應用的目標

由于本工程建筑面積大，工期緊，周邊可利用的場地有限，結合本工程的特點及難點，根據(jù)設計單位提供的施工圖紙，利用Revit、SkechUp、品茗系列軟件建立三維模型，主要解決施工現(xiàn)場三維平面布置、圖紙審查、深化設計、三維技術交底等問題。

2.2 BIM團隊的組成

為了保證本項目BIM計劃的實施，特設立專門的BIM工作團隊(圖1)。

圖1 BIM團隊組織架構

2.3 軟硬件配置

2.3.1 硬件配置

通常情況下，BIM建模對電腦的配置要求比較高，花費也比較高。但由于本工程是常規(guī)房建項目，結合要解決的實際問題，配置在有些方面則可以盡量節(jié)省。為該BIM工作團隊配備的5臺電腦，其具體配置可以參見表1所示。

2.3.2 軟件配置

實現(xiàn)BIM技術需要安裝相應的軟件來解決問題，本項目用到的具體BIM軟件名稱、版本及用途見表2所示。

3 BIM模型的建立

本工程主要采用Revit2016、SketchUp2016建立三維模型。Revit建模軟件是一個綜合型軟件，可以集合建筑、結構、機電來建立綜合模型，以便實現(xiàn)模型展示、碰撞檢測、工程量統(tǒng)計等功能。用SketchUp軟件建立的模型，是把Revit建立好的模型導入3DMAX中轉換為SkechUp軟件可以識別的格式，主要用于效果展示、施工平面圖布置，這兩款軟件都可以對實際效果進行很好的展示。

表1 硬件配置要求

表2 軟件配置

4 BIM的應用

4.1 3D現(xiàn)場施工布置

土地資源稀缺是城市化進程中面臨的主要矛盾。傳統(tǒng)的施工場地布置通常是相關技術人員在初步了解工程的基本情況和周邊環(huán)境的基礎上用CAD進行布置的，主要考慮臨時設施的豎向投影，在實際施工過程中也根據(jù)執(zhí)行人員的經(jīng)驗進行改變。用這種方式進行布置很難發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，有時候導致不得不重新布置，浪費大量的人材成本。

基于此我們采用SckechUp2016對本工程施工總平圖進行3D模擬布置，分階段對臨舍、臨道、塔吊、堆場等臨時設施的布置進行優(yōu)化，最大限度地利用了施工場地，節(jié)省作業(yè)空間，有效解決了施工場地不足的問題；利用三維模型還可以更加直觀地向班組交底，使工人更深入地理解場地的布置情況，加強施工現(xiàn)場管理；同時還可以結合周邊環(huán)境，對施工現(xiàn)場形象進行有針對性的管理(圖2)。

圖2 三維總平模型

4.2 碰撞檢測

通常情況下，平面圖紙中的沖突很難提前察覺，往往施工到?jīng)_突位置再來解決已為時過晚，會造成大量的資源浪費。通過將各專業(yè)模型整合后可以進行碰撞檢測分析，在施工前可以提前發(fā)現(xiàn)大量難以察覺的空間沖突，及時溝通反饋，調(diào)整圖紙，減少設計變更，保障施工質(zhì)量，避免返工造成的資源浪費，提高設計效率。

本工程碰撞檢測所使用的軟件為Navisworks2016。這款軟件主要作用是輔助Revit軟件，實現(xiàn)模擬施工、渲染動畫、碰撞檢測等功能。同時，在施工前建立管線結構BIM 綜合模型可以對準備在混凝土結構預留的孔洞進行準確的位置定位，從而避免二次返工，破壞整體結構，保證工程質(zhì)量。

以其中一棟樓為例，本次碰撞檢測一共檢查出了260處有碰撞的位置，避免了不必要的返工，節(jié)省了成本和工期(圖3、圖4)。

圖3 管道與墻的碰撞

圖4 管道與梁的碰撞

4.3 3D技術交底

對一些施工技術難度大、安全風險高的項目，運用三維施工模型進行技術交底，可以讓施工人員充分理解設計意圖，按照方案施工，使施工成果與設計目標一致；同時可以對施工的重點難點進行分析，減少復雜節(jié)點施工帶來的技術風險，從而提高施工質(zhì)量，保障施工安全，節(jié)約施工時間。

外腳手架搭設的質(zhì)量好壞直接關系到工程的形象及安全。本工程對外腳手架用品茗系列軟件進行三維建模，再進行技術交底，更加方便了施工人員對方案的理解，降低了安全風險，保證了工程質(zhì)量(圖5)。

圖5 品茗腳手架三維模型

4.4 材料優(yōu)化

模板工程在現(xiàn)澆混凝土工程中通常占很大比例的工程量和工程造價[3]。通常情況下，我們主要利用根據(jù)建筑面積進行模板量估計，模板的排版也依靠人工利用CAD軟件進行排版，估計常常不準確，容易造成模板資源浪費。本項目利用品茗模板軟件，建立模板模型。通過軟件計算，可以生成模板配模圖，并對配模圖進行優(yōu)化調(diào)整，達到最優(yōu)化配模方案。在施工過程中，根據(jù)配模方案對模板進行采購，要求班組按照配模圖來進行配模，最大程度的節(jié)約材料，減少成本(圖6)。

圖6 品茗模板三維模型

以其中一棟建筑面積為13 355 m2的樓為例，根據(jù)一位技術負責人多年的經(jīng)驗計算，需要的模板量為46 742 m2，計算系數(shù)為3.5。而經(jīng)過品茗系列軟件計算得出的精確模板量為42 792 m2，計算系數(shù)為3.2。那么如果是10×104m2的建筑，以50元/m2的木模板計算，可以節(jié)省150萬元的造價。

5 技術路線分析

利用BIM技術可以解決的問題很多，但不可能每一個工程都需要把每一項功能用到，我們應該具體問題具體分析。對于常規(guī)房建項目，主要可以利用BIM技術解決施工現(xiàn)場布置、碰撞檢測、3D技術交底和模板優(yōu)化等問題。通過在本項目中應用BIM技術，我們總結出了一條適用在常規(guī)房建項目施工過程中應用BIM的技術路線(圖7)，今后類似的項目就可以參照此技術路線應用BIM。

圖7 技術路線

6 結 論

利用BIM技術可以實現(xiàn)項目的可視化，大大提高管理效率，降低人力資源成本。在常規(guī)房建項目中運用BIM技術要結合工程的特點及難點，根據(jù)實際需求制定BIM實施方案。從本案例中總結出來的三維施工場地布置、碰撞檢測、三維技術交底以及模型的深化設計等可以作為一套實施方案在其他類似工程中直接應用。當然我們還可以考慮把工程預決算和工期考慮進來設計BIM實施方案。

[1] 王陽. BIM技術在建設項目全生命周期的應用研究[J]. 建筑與預算,2015(1):5-7.

[2] 謝斌. BIM技術在房建工程施工中的研究及應用[D].成都: 西南交通大學,2015.

[3] 毛軍,陳維平,馬宏,等. 建筑模板計算機輔助設計系統(tǒng)軟件及其應用[J]. 施工技術,2000(11):17-19.

[定稿日期]2017-06-28

余弦(1991～), 女，碩士研究生, 工程師, 主要從事施工管理與科技創(chuàng)新工作。

TU712.1

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