浅析BIM技术在施工现场的应用

浅析BIM技术在施工现场的应用

朱强, 马刚强, 刘霄,刘国伟

中建三局二公司北京公司  湖北武汉 430074

摘要:BIM技术是我国建筑业信息化发展的一个重要组成部分，现阶段，我国建筑业的各个企业正处于转型升级的关键时期。本文以国家政策为切入点，简述BIM技术的技术概况，并结合自身项目的经历从总平面规划、碰撞检测、施工模拟、工程量计算和图纸深化阐述BIM技术在施工现场的应用方法。

关键词: BIM技术、应用方法、施工现场、碰撞检测、深化图纸

1.引言

2020年7月，我国发布了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，该政策从7个具体的方面提出了推动智能建造与建筑工业化协同发展的原则、目标、重点任务和保障措施。这一政策发布后,国家在半年内密集发布多项与智能建造技术应用相关的政策。

我国对BIM技术的重视程度越来越高，对BIM技术的要求也越来越具体，就要求相关技术人员需要加大对BIM技术的实践研究，为建设工程的实施阶段的管理提供理论支撑和实践经验支持。

2.BIM技术概况

在建设工程的实施阶段，根据实际应用情况来看，BIM技术在辅助施工管理上有着可视化、模拟化、集成化的显著特点，这也是BIM技术应用价值的重要体现。

第一,可视化。在BIM技术没有形成的早期建筑工程中，普遍使用纸质版图纸或是电子版CAD图纸来当作设计方与施工方的沟通媒介，利用二维的线条来体现建筑的结构做法和建筑造型的信息，但若是图纸内容缺失、信息有偏差，则容易在现场施工期间出现与设计师意图不相符的结果。BIM技术的出现能大大减少此类问题的发生，它通过3D模型或是动画视频来展现设计成果，并且在模型和视频中详细记录了各个构件、环节的参数信息，能够帮助施工人员直观了解设计设计师的意图。

第二，模拟化。依托于BIM技术强大的数据收集能力，可凭借BIM4D等施工模拟软件，并根据所掌握工程信息来模拟推演现场施工过程，辅助管理人员对施工方案或工艺技术进行优化，并通过持续的“模拟-优化”过程，获得最适合本项目的施工方案，提前解决隐患风险，避免后续出现质量安全问题。

第三，集成化。BIM技术可提供一个将工程项目的大量信息集成在一起的平台，且可随着施工过程的进行，平台可以不断的更新。在这个平台上，建设方、施工方、设计方等参建单位可以实现工程进度、成本、质量的精细化管理，并掌握工程的建设情况，便于现场管理等各项活动的正常开展。此平台的应用能让每个参与者提高自身的工作效率,降低了各单位之间的沟通成本。

3.BIM技术在实施阶段中的实践应用

3.1施工现场总平面规划

建设工程施工现场临建设施的品质是展示施工企业文化建设和管理水平的重要体现，临建工程的设计和成本控制作为项目成本的重要组成部分，在整个项目实施过程中起着重要的作用。当前，临建策划仍以平面方式为主，不能很直观的体现出各功能分区以及施工现场材料堆场的空间布置情况。同时，由于平面图纸无法体现出工程量，故后期结算时会造成图纸工程量与实际工程量的不匹配的结果。

利用BIM技术，通过对临建整体模型的建立，能够很直观的感受项目办公区、生活区、施工生产区、钢筋加工区等功能区域的布局以及施工现场内的施工道路。并且可以定量的检查各分区的占地面积以及各分区间的安全距离。对平面布置中潜在不合理布局提前进行分析，对不足之处进行改进，对建筑空间进行合理性优化，进一步优化平面布置方案，避开许多能见问题，达到深化设计的效果。利用BIM技术可视化，即"所见所得"的形式，可以直观感受临建设施间位置关系，使其更符合绿色节能环保的要求，更加的标准化。另外，利用临建模型，可直接统计生成主要材料的工程量，辅助工程管理和工程造价的预算，提高工作效率。

3.2机电管线碰撞检测

在建设工程机电安装的过程中，由于涉及的管线多、需要处理的信息量大等原因，机电成为了施工复杂的分项工程。管线安装往往是在狭小的空间环境中进行的，因此在满足各专业对管线合理布局的同时，还需要有一定的工作面和合理的空间布局。需要在有限的空间内合理安排管线与结构、管线与建筑、管线与管线之间的空间位置和碰撞关系。传统的管线综合设计，由于受限于二维表达方式，在多专业沟通协调、统筹安排管线的空间布局、设计与施工的有效衔接等方面都存在一定的问题，导致施工后返工、工期延期、费用增加，甚至不能有效保证工程质量。

BIM模型完成后，运用Navisworks等软件进行碰撞检查，通过输出报告结果进行管线调整，方案优化。经过管线综合排布，碰撞率显著降低。通过BIM技术对项目建筑、结构、机电等不同专业和单专业之间的碰撞，全面高效地找到了碰撞点，为施工的正常进行提供了保障。

3.3施工模拟

在一些大型或者结构模式复杂的建设工程中，由于施工难度高、管理任务重，施工现场存在高处坠落等安全事故的可能，并且容易发生返工、返料，工序安排不合理等管理隐患。施工现场普遍采取样板先行的制度，按照施工方案内容，挑选具有代表性的局部地段，开展试验段施工作业，观察施工过程与检验成果质量，并根据试验的内容对方案进行修改。但样板先行会增加额外的工程量与施工成本，并且试验的普遍性程度不高，缺乏系统性的全面施工模拟，存在安全、质量、进度的隐患。

针对此问题，施工单位可充分发挥BIM技术的优势，根据项目自身的特点以及施工的环境，对将要进行的施工内容进行模拟，并根据模拟结果来有效解决各项问题，通过对比不同的模拟过程，确定最优的施工方案。

在北京市顺义区某项目中，针对塔吊在施工现场的布置问题，项目部利用BIM技术的优势，将塔吊放置在结构模型中，模拟塔吊的顶升与起吊过程，并考虑到塔吊与结构梁板等构件的碰撞以及后续封堵的方法，结合现场总平面的布置和项目的整体施工部署，进行方案的模拟与对比，最终确定了塔吊的最终定位。

3.4工程量统计

在早期的建设工程项目中，工程量的计算方式通常为人工手工统计，由技术人员通过施工图纸对施工有用的信息进行提取、收集和整理，从中计算出钢筋、模板等主要建材和脚手架等周转材料的工程量，并通过工程经验辅助验算其工程量的合理性。这种工程量的统计方式流程复杂，并且对人的工作负担重；伴随着可能出现重复统计、漏算、错算问题,致使统计结果缺乏实际参考价值。因此,需要使用BIM建模软件中的自动统计功能（Revit软件为明细表功能），由BIM模型保存建设工程中的各项信息，待结构构件与其相关参数输入完毕后，将需要的信息导出，短时间内完成工程量统计任务，并对统计结果准确性提供保证。

使用BIM技术进行建模，可以从模型中将需要的工程量（如混凝土浇筑量、二次结构砌筑量、风管长度、五金件个数等）直接导出为表格形式，准确的计算各单体、各楼层、各施工区段的工程量，提高物资计划的准确性，节省了建设工程的施工成本，扩大了项目的经济效益。

3.5施工深化图

传统的深化设计，设计方需要通过查阅各个专业的图纸进行深化，深化完成后施工方要根据现场的实际条件进行施工。设计方深化过程中有可能会考虑不周全，施工方也可能根据现场条件进行调整深化方案，造成与原深化设计不符的结果。基于BIM技术，深化设计者可以直接在模型中进行深化设计，随后产出可直接用于现场施工的深化图纸。BIM技术解决了设计方工作繁琐的问题，同时也对设计方与施工方的沟通协调产生积极的影响。

北京市顺义区某项目通过在BIM模型产出了房间做法深化图，并最终形成房间手册，指导现场施工，有效的解决了施工现场因房间做法繁多易施工错误的问题。

4.结语

综上所述，BIM技术为我国建筑行业的发展指出了一个新的方向，也与传统的管理模式大不相同，原有的施工经验、管理方法缺乏适用性。故施工单位应提高对BIM技术的重视程度，确定技术应用价值，全面掌握BIM技术在总平面规划、碰撞检测、施工模拟、专项方案优化、工程量统计、施工管深化中的正确应用方法，最大程度发挥BIM技术价值。

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