曹躍進(jìn) 正 清 張建宏

（1.安徽馬鋼資源集團(tuán)姑山礦業(yè)有限公司；2.中國(guó)十七冶建設(shè)有限公司技術(shù)中心；3.安徽馬鋼資源集團(tuán)礦業(yè)公司）

成熟的BIM 技術(shù)勢(shì)必會(huì)成為建筑行業(yè)未來技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的核心力。目前，傳統(tǒng)的施工工藝已不適應(yīng)裝配式建筑施工。工程施工可視化智能管理通過智慧工地建設(shè)提高工程管理信息化水平，通過對(duì)裝配式建筑施工中BIM 地應(yīng)用研究，提高裝配式建筑工程質(zhì)量，逐步實(shí)現(xiàn)綠色建造。

1 BIM施工總圖策劃應(yīng)用

1.1 施工過程動(dòng)態(tài)劃分

基于相對(duì)成熟的工程項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)，裝配式建筑工程通?？煞譃榈鼗c基礎(chǔ)工程、主體結(jié)構(gòu)工程、裝飾裝修工程、總圖綠化等4 大施工階段，現(xiàn)場(chǎng)總平面布置應(yīng)根據(jù)不同階段的施工需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控。隨著項(xiàng)目施工階段的變化，現(xiàn)場(chǎng)的施工機(jī)械、安裝設(shè)備、材料及堆場(chǎng)、勞動(dòng)力的需求也會(huì)隨之改變，現(xiàn)場(chǎng)總平面布置必須隨之調(diào)整，變化較大的是地基與基礎(chǔ)工程、主體結(jié)構(gòu)工程、裝飾裝修工程3 個(gè)階段。因此，科學(xué)的項(xiàng)目管理應(yīng)針對(duì)裝配式建筑不同的施工階段進(jìn)行動(dòng)態(tài)地調(diào)整，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總圖布置更為直觀，較傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)效果更佳。

1.2 設(shè)計(jì)平面圖導(dǎo)入為現(xiàn)場(chǎng)總圖布置

在進(jìn)行項(xiàng)目策劃時(shí)，首先可利用設(shè)計(jì)單位提供的總平面圖及各單體工程CAD 圖紙，繪制出基坑平面布置圖以及擬建建筑物平面布置圖；這兩份圖紙可作為地基與基礎(chǔ)工程、主體結(jié)構(gòu)工程、裝飾裝修工程3 個(gè)階段現(xiàn)場(chǎng)總平面布置的基本圖。根據(jù)施工總體安排，確定不同階段現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備、材料及臨時(shí)設(shè)施的布置需求。平面圖的導(dǎo)入通過Autocad 和Revit 兩種軟件來實(shí)現(xiàn)。

1.3 地基與基礎(chǔ)施工階段現(xiàn)場(chǎng)總圖布置

該階段可根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的圖紙，分別對(duì)基坑、地下結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)、臨時(shí)設(shè)施等進(jìn)行單獨(dú)建模，單獨(dú)模型統(tǒng)一鏈接到中心文件中，可提高軟件使用的流暢性。這一階段總圖布置的主要內(nèi)容為臨時(shí)道路、臨時(shí)用水、用電線路、施工機(jī)械、辦公大樓、生活大樓、輔助用房、圍墻等。

重點(diǎn)確定施工機(jī)械類型，將具有參數(shù)屬性信息的施工機(jī)械模型導(dǎo)入，建立與建筑物平面、空間關(guān)系；臨時(shí)道路要充分考慮重型車輛的轉(zhuǎn)彎安全半徑，將前面建立的主體結(jié)構(gòu)模型與道路模型導(dǎo)入到Navisworks 軟件中進(jìn)行模擬，檢驗(yàn)車輛在行駛過程中，是否與建筑物及臨時(shí)設(shè)施產(chǎn)生沖突，從而最終確定地基與基礎(chǔ)施工階段的現(xiàn)場(chǎng)總圖布置。滁州某體育場(chǎng)館總體布置實(shí)景及總圖BIM布置見圖1、圖2。

1.4 主體結(jié)構(gòu)施工階段現(xiàn)場(chǎng)總圖布置

主體結(jié)構(gòu)施工過程相對(duì)于地基與基礎(chǔ)施工階段，總圖布置涉及的實(shí)物更多，環(huán)境更復(fù)雜。如塔吊、施工電梯、卸料平臺(tái)等特種設(shè)備，需要考慮安裝與拆卸路徑中與各建筑物的空間關(guān)系和位置設(shè)置，以及他們的安裝位置與材料堆場(chǎng)的空間關(guān)系。通過BIM三維可視化技術(shù)和之前建立的建筑物模型，可直觀地了解建筑物的具體造型與塔吊臂長(zhǎng)覆蓋范圍、扶墻設(shè)置、拆除路徑等之間的位置，發(fā)現(xiàn)空間設(shè)置的不合理之處，從而避免因場(chǎng)布不合理給后續(xù)施工帶來的困擾。某工程塔吊空間布置及某工程塔吊布置見圖3、圖4。

1.5 總圖布置方案的比選

通過BIM 技術(shù)，不僅可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有施工設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以在總圖布置方案策劃過程中，將設(shè)備的參數(shù)信息錄入模型中，將模型屬性信息與設(shè)備數(shù)據(jù)相結(jié)合，形成信息實(shí)時(shí)自動(dòng)更新的數(shù)據(jù)庫，再通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)出不同類型的設(shè)備清單，動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備的數(shù)量及參數(shù)；在三維可視化條件下，建筑物與臨時(shí)設(shè)施的關(guān)系、施工進(jìn)度計(jì)劃與場(chǎng)地的關(guān)系、施工設(shè)備進(jìn)場(chǎng)次序等都能直觀的展示；現(xiàn)場(chǎng)的總圖布置就如同兒童搭積木游戲一樣，可以快速形成多種組合方案，通過三維立體模型，直觀地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總圖方案的比選，直觀且效果佳。

1.6 總平面布置的出圖

通過比選確定的總圖布置方案，利用Revit 軟件可以直接生成施工現(xiàn)場(chǎng)總平面布置圖及三維模型圖，施工過程中還可以針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的變化，動(dòng)態(tài)地進(jìn)行調(diào)整。相比傳統(tǒng)的CAD 二維圖繪制，可有效減輕技術(shù)人員的工作強(qiáng)度，利用BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)一次建模，多次使用，利用其參數(shù)化、信息化特點(diǎn)，能夠快速精準(zhǔn)表達(dá)施工空間關(guān)系，針對(duì)不同施工階段進(jìn)行總圖布置方案設(shè)計(jì)，可使得總圖地布置更加完善。

2 BIM施工過程管理應(yīng)用

2.1 BIM 技術(shù)在工程進(jìn)度管理中的應(yīng)用

工程的施工進(jìn)度能否達(dá)到預(yù)期的要求，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效益有著深遠(yuǎn)地影響，需要對(duì)工程進(jìn)度的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效把控，杜絕資源浪費(fèi)，才能更加有效地把握工程進(jìn)展。裝配式建筑具有構(gòu)件數(shù)量多、安裝工序復(fù)雜等特點(diǎn)，為突顯裝配式建筑建造速度快的優(yōu)勢(shì)，必須對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行有效地控制和管理。

由于建筑設(shè)計(jì)缺陷難以避免，且常會(huì)在施工過程中暴露，不可避免地涉及到設(shè)計(jì)變更；從變更需求、變更申請(qǐng)、監(jiān)理批準(zhǔn)再到建設(shè)單位認(rèn)可，最后再落實(shí)到施工單位實(shí)施；承包單位需重新編制相關(guān)施工方案以及進(jìn)度計(jì)劃，還要進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)論證和技術(shù)交底；此外，工程人員對(duì)圖紙和技術(shù)方案的理解存在差異和不足、對(duì)施工工藝的熟悉程度和技巧掌握的熟練程度等也對(duì)設(shè)計(jì)變更地實(shí)施產(chǎn)生影響；整個(gè)過程需要的時(shí)間常難以預(yù)估，極易造成工程進(jìn)度的延誤［1］。

首先利用Revit 和Navisworks 等軟件，對(duì)裝配式建筑的基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑構(gòu)造、水電氣管線、裝飾裝修等建模，然后將BIM 模型導(dǎo)入到軟件中，施工管理過程中，一方面將涉及所有施工工序的施工進(jìn)度計(jì)劃載入模型，并將所有BIM 模型信息相關(guān)聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)三維模擬現(xiàn)場(chǎng)施工，十分直觀地監(jiān)測(cè)工程的實(shí)時(shí)進(jìn)度；另一方面，由于BIM 模型中的各類信息具有準(zhǔn)確性和關(guān)聯(lián)性，其中任何一項(xiàng)參數(shù)發(fā)生改變，其他相關(guān)信息就會(huì)自動(dòng)實(shí)時(shí)更新，當(dāng)施工活動(dòng)中遇到設(shè)計(jì)變更，則可以根據(jù)變更要求和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變更；變更后的施工進(jìn)度計(jì)劃也隨之調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整［2］。

通過BIM 技術(shù)實(shí)施施工進(jìn)度的管理，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)，控制關(guān)鍵路徑，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的施工進(jìn)度，具有管理直觀易掌控，更加科學(xué)、有效、智能和可視化等優(yōu)點(diǎn)，能夠更好地把控整體工程的施工進(jìn)度，有效縮短工期，進(jìn)一步降低工程成本及投資。

2.2 BIM模型在施工技術(shù)交底活動(dòng)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)項(xiàng)目管理中的技術(shù)交底通常以文字描述為主，工程管理人員以口頭講授的方式對(duì)工人進(jìn)行交底。這樣的交底方式，不同的管理人員對(duì)同一道工序往往有著不同的理解，口頭傳授的方式也五花八門，作業(yè)人員文化層次和技術(shù)水平參差不齊，理解程度存在差異，容易出現(xiàn)理解錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致施工工藝上的錯(cuò)誤，對(duì)工程存在較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患，對(duì)工程安全質(zhì)量管理控制不利［3］。

通過BIM 技術(shù)應(yīng)用，管理人員能夠更快、更直接的向施工作業(yè)人員進(jìn)行三維可視化的技術(shù)交底，作業(yè)人員能夠得到三維立體的直觀教育，從而更容易接受和理解交底內(nèi)容，快速理解和掌握施工工藝技術(shù)和要求，使得交底效果顯著增強(qiáng)。

裝配式建筑工程通過BIM 技術(shù)進(jìn)行可視化交底，可對(duì)構(gòu)件復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工工序進(jìn)行優(yōu)化模擬并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。模型優(yōu)化完成后，通過可視化模擬演示對(duì)裝配式構(gòu)件吊裝作業(yè)人員進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)的技術(shù)交底，相對(duì)于抽象的技術(shù)術(shù)語，作業(yè)人員會(huì)更容易理解，交底活動(dòng)會(huì)進(jìn)行得更徹底，操作人員的作業(yè)活動(dòng)會(huì)更加順利和符合要求，從而加快構(gòu)件安裝施工工程進(jìn)度，有效節(jié)約項(xiàng)目成本及投資［4］。

3 BIM設(shè)計(jì)施工圖審查

施工圖會(huì)審是指工程各參建單位在工程施工前對(duì)設(shè)計(jì)文件的審閱，提前熟悉圖紙，發(fā)現(xiàn)問題，可提高施工質(zhì)量，節(jié)約施工成本，縮短施工工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 基于BIM的施工圖會(huì)審

圖紙會(huì)審是工程施工前不可少的一項(xiàng)重要工作，應(yīng)用BIM 技術(shù)的三維可視化輔助圖紙會(huì)審，能快速查找出圖紙中存在的各建筑標(biāo)高不統(tǒng)一、建筑物間間隔不合理、空間布局不合理、管線布置碰撞、裝配式構(gòu)件尺寸不匹配等，均可通過BIM 云平臺(tái)信息中的大數(shù)據(jù)導(dǎo)出，直接列表，行成圖紙會(huì)審記錄，快捷準(zhǔn)確，形象直觀，可節(jié)約大量的時(shí)間及人力成本，還可減少由于人的因素而造成的錯(cuò)漏。

3.2 基于BIM的施工圖會(huì)審重點(diǎn)

BIM 模型的建立過程也是虛擬施工的過程。在這個(gè)過程中，可提前發(fā)現(xiàn)諸多在平面圖紙中較難發(fā)現(xiàn)的問題，如建筑結(jié)構(gòu)與水電等多專業(yè)間圖紙不契合的問題，建筑結(jié)構(gòu)施工操作過程的難題，水電預(yù)留孔洞與土建相關(guān)施工措施間有沖突等。針對(duì)這些相關(guān)問題，利用BIM 技術(shù)三維可視化特點(diǎn)，提出基于BIM的可視化圖紙會(huì)審，對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行檢查，輔助圖紙會(huì)審，可提前優(yōu)化相關(guān)圖紙問題并形成圖紙會(huì)審記錄［5］。

3.3 基于BIM的施工圖會(huì)審實(shí)施流程

基于BIM的施工圖會(huì)審實(shí)施流程見圖5。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)能夠促使施工管理中的科技含量大大提升，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，提高設(shè)計(jì)人員的工作質(zhì)量和效率，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤及后期設(shè)計(jì)變更給工程建設(shè)帶來的延誤和損失。由于各個(gè)專業(yè)間可進(jìn)行BIM 數(shù)據(jù)的共享，通過三維模型可直觀地監(jiān)測(cè)工程進(jìn)度，動(dòng)態(tài)調(diào)整施工方法和工程目標(biāo)，可采取模型中數(shù)據(jù)快速形成材料和設(shè)備清單，精準(zhǔn)地計(jì)算出工程成本，也能夠通過這些信息進(jìn)行管理，從而減少庫存和運(yùn)輸成本，最終降低整個(gè)工程造價(jià)。BIM技術(shù)在裝配式建筑施工管理中推廣應(yīng)用的意義十分重大。