BIM在澄星大厦工程施工中的应用研究

BIM在澄星大厦工程施工中的应用研究

张曹华田俊

南通天一置业有限公司226000

摘要：BIM是建筑信息模型，模型是躯体，信息是灵魂，服务于建筑；施工企业对于BIM的运用，要找准最适合自己发展路线，才能最大化的发挥BIM价值优势，创造最大化效益。

关键词：BIM模型；信息；价值；应用

BIM建筑信息模型，应用于建筑物的整个生命周期包括设计、施工、运营管理。BIM是建设项目的兼具物理特性与功能特性的数字化模型，且是从建设项目的最初概念设计开始的整个生命周期里做出任何决策的可靠共享信息资源。BIM既是过程，也是模型，但是归根结底是信息。是存储信息的载体，是创建、管理和使用信息的过程，真正的核心是信息。我国大多数项目管理模式采用设计-招标-建造模式,这种管理模式下，设计与施工各司其职，信息不能或者不能及时得到有效沟通，出现设计与实际施工由于种种因素完成不了，又或者现场施工不满足设计要求，造成返工等情况，导致成本工期的浪费。BIM在欧美发达国家率先被提出并且应用，而且众多成功的案例已经证明了其价值：避免失误、节约成本、提高质量、缩短工期等。BIM对于实现建筑行业信息化扮演着至关重要的角色，但是现阶段我国的BIM发展还不够成熟，认识和发展BIM任重而道远。

随着建筑外观越来越独特，结构越来越复杂，在建设项目施工阶段时，2D图纸可施工性低、施工质量不能保证、工期进度拖延、工作效率低等缺点逐渐放大，BIM所带来的价值优势是巨大的。

在传统CAD时代，各系统间的冲突碰撞极难在2D图纸上识别，往往直到施工进行了一定阶段才被发觉，不得已返工或重新设计，并且出了问题各专业间到底谁改又会出现分歧、争执，最后往往是弱势的一方让步，但这到底是否为最佳的解决方案就无从知晓了。而BIM模型将各系统整合在一起，经过碰撞检测，系统间的冲突一目了然，在施工前及时解决，加快了施工进度、减少了浪费、加强协同工作能力。

根据实际情况建立施工区场地布置模型，总览全局，综合考虑，从而优化场地布置方案，材料堆放整齐，减少二次搬运，车辆大型机械设备进出场方便快捷等。通过三维动画模拟施工方案，从中发现不足之处，及时优化。通过模型的建立，许多复杂节点可以通过BIM技术交底，提高与施工人员的沟通效率。

构件模型通过由BIM设计生成，可用来指导预制生产与施工。由于构件是以3D的形式被创建的，这就便于数控机械化自动生产。当前，这种自动化的生产模式已经成功地运用在钢结构加工与制造、金属板制造等方面，从而生产预制构件、玻璃制品等。这种模式方便供应商根据设计模型对所需构件进行细节化的设计与制造，准确性高，缩减造价与工期；同时，大大降低利用2D图纸施工由于周围构件与环境的不确定性导致构件无法安装甚至重新制造的概率。

BIM模型集各种参数信息于一体涵盖每一项工作所需的资源，包括人员、材料、设备等，因此总承包商与各分包商之间的协作更加方便紧密，最大化地保证资源准时制管理、削减不必要的库存管理工作、减少无用的等待时间，从而使得施工走向精益化管理的道路，提高生产效率。

澄星大厦工程为超高层钢骨混凝土框架--混凝土核心筒结构，建筑面积15.03万平方米，地下3层，塔楼地上50层，建筑高度238.8米，裙楼4层建筑高度22米，最大跨度22.5米，裙楼钢结构屋盖最大跨度29.5米。本项目工艺复杂、体量大、质量要求高（鲁班奖）、工期紧、任务重，项目在策划阶段确定应用BIM技术并制定BIM实施导则。在建设过程中，BIM的同步应用能够提升产品质量、缩短工期、降低成本，大大提高了生产效率。

本项目沿着“施工图模型建立→模型应用→深化设计→深化模型应用→现场综合应用”这条主干道实施过程目标控制。

(1)土建模型由AutodeskRevit构建，钢结构模型由Tekla构建，机电模型由Magicadforrevit构建，幕墙模型由AutodeskRevit构建。

(2)通过广联达三维场布建立场地布置模型，实现施工现场布置的三维模拟，优化场地布置，解决车辆进场、材料堆放等问题。

(3)建模过程中发现44处常规图纸会审之外的设计错误，21处设计缺陷，均提交设计院修改，避免施工质量或者返工等问题，有效地辅助图纸会审。

(4)综合各专业施工图BIM模型，提前发现各专业间的设计缺陷。与业主和设计单位协调配合，解决27处净高控制问题和多专业协同时的重大设计错误76处。

采用Magicadforrevit建立机电模型，自动生成材料清单。采用revit建立的土建模型，导入广联达GCL出量，将模型量与商务量对比复核，偏差5%以内。由于设计院的施工图纸不能达到直接施工的深度，需要施工单位根据运输和安装条件、施工工艺及习惯进行深化设计，包括考虑与机电专业协调的穿孔补强节点设计、虚拟排砖设计、H型钢及牛腿焊接工艺设计等。核心筒体的钢结构专业涉及大量复杂节点，二维图纸无法解决，需要采用三维BIM技术深化设计钢筋与钢结构连接，发现钢结构设计问题34处，如暗柱纵向钢筋与钢结构交叉碰撞等问题。

本项目存在大量异形钢结构构件，依据三维图纸和材料清单，通过参数的设置，对构件进行的精细化工程预制和现场安装，一次安装成功率得到明显提升，从而节省了材料损耗并提高了预制精度和加工效率。通过核心筒结构钢结构施工方案动画模拟、裙楼屋顶桁架施工方案动画模拟等，模拟施工顺序，优化施工方案；也可以通过Navisworks进行进度模拟，哪个部位，哪个工艺是超前完成还是滞后完成一目了然，进而可以采取相关措施调整施工进度。将各类施工资料导入BIM5D平台，通过平台将资料与对应三维模型进行关联后，可以通过平台模型快速定位资料，也可在现场使用手机扫描二维码读取资料，既方便了工程资料的保存与管理，又方便了工程资料的查取。针对某些复杂构件和节点，可以通过三维技术交底，减少了与工人之间交流困难，实时将现场检查的质量问题或者安全隐患拍照上传5D平台，同时指定问题责任人，形成问题整改流程，及时追踪问题整改情况，并在每周例会上根据BIM5D端显示的质量安全问题的问题描述，提出整改方案，大大提升质量整改效率和精细化管理水平。

基于BIM5D进行流水段划分，合理安排各工序流水作业。按照编排的计划进行施工模拟，优化各专业穿插方案，使进度计划更加合理可控可行。施工现场人员按要求上传现场进度照片并附上进度说明，并将各计划的实际完成时间录入平台生成对比数据。BIM5D平台可按照时间范围、进度、流水段、楼层、构件类型等多维度快速筛选，精确提取工程量，基于此功能，我们计算出各施工段的工程量加上合理的损耗，对施工班组提出限额领料及惩奖措施，明显降低了施工材料的浪费情况。随着建筑业的高速发展，单纯的2D图纸已经不能满足我们的要求，这时候，我们就需要将BIM高效地、紧密地运用于建设管理中，能够有效的减少错漏碰缺，从而减少设计变更。这对于设计师来说，意味着工作量降低，工作效率提高；对于承包商来说，意味着待工、窝工、返工现象减少；对于发展商来说，意味着工期减少、造价降低、质量提高；对于社会来说，减少人力、材料的浪费，减少垃圾的产生，降低能源的消耗。BIM的发展增强企业效益，增强社会效益，其已成为绿色建筑发展的基石，它将带领传统建筑业步入信息化的时代。

参考文献

[1]建筑施工手册(5版)[M].北京:中国建筑工业出版社，2012