BIM 技术在大体积筏板混凝土浇筑过程中的探索应用

刘军生 王宝玉 石 韵 田 园 曹晓辉 韩大富 吴 延

(1.陕西省建筑科学研究院，陕西西安 710042;2.陕西建工集团总公司，陕西西安 710003)

引言

建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的信息数据作为模型的基础，进行三维可视化模型数据库的建立［1］［2］。它具有可视性、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点［3］。它是一个建筑工程项目的集成管理平台，可以使其在各实施阶段进程中显著提高效率、大量减少风险［4］。

本文依托延长石油科研中心大体积筏板一次性连续混凝土浇筑施工成功案例，详细阐述BIM 技术在该项目大体积筏板施工过程中的具体应用。

1 工程概况

延长石油科研中心位于西安市高新区唐延路与科技八路东北角，地上46 层，地下三层，总建筑高度217.3m，总建筑面积21.7 万m2，占地面积约37亩。建成后将成为集科研与办公功能为一体的综合大楼。

本工程塔楼筏板混凝土浇筑横截面尺寸长宽均为75m，主要由三个不同厚度的区域组成，分别为3 000mm、1 500mm、700mm。该筏板包含电梯井2 处、集水坑4 处，最大深度为6.6m。布置详见图1。

图1 塔楼筏板三维视图

本工程筏板浇筑混凝土体量大，并要求一次性连续整体浇筑，施工组织难度挑战性大。项目部在浇筑之前采用BIM 软件对浇筑方案进行提前优化、对施工进度计划进行精细化、对混凝土浇筑量进行材料统计，为实际施工提供了强有力的理论依据，保障了工程的施工进度和质量。

2 BIM 技术的具体应用

2.1 施工方案的优化

为保证筏板浇筑过程的有序、有力进行，一份行之有效的施工方案是关键所在。项目部在施工方案编写过程中采用BIM 技术进行三维建模并对整个浇筑过程进行实时模拟演示，尤其对浇筑过程中重点及难点部位进行详细的模拟研究分析。

本过程实施的步骤为:首先使用Revit 软件创建筏板3D 虚拟模型;然后根据精细化的施工进度计划(精确到小时)，结合仿真模拟软件实现筏板施工的浇筑过程模拟。

通过BIM 技术模拟之后最终确定采用以下技术方案进行浇筑:首先对核心筒电梯井(标高位置为-20.60m～-17.00m)进行浇筑，直至浇筑面达到3 000mm 筏板底面高度;然后从C 轴与E 轴之间的3 000mm 筏板边处开始浇筑，待浇筑面达到C 轴与E 轴之间的1 500mm 筏板底面高度时，从C 轴开始遵循由南向北的原则进行阶梯状浇筑，具体浇筑实施状况详见图2。

2.2 施工进度的掌控

施工进度控制是项目管理中的一项关键内容，直接关系到项目的经济效益。随着BIM 技术的不断发展成熟，利用BIM 技术进行项目进度管理已在国内外很多工程中应用，并取得了显著的经济效益。在对施工进度进行模拟的过程中，一来可以直观的检查实际进度是否按计划要求进行;二来如果出现因某些原因导致工期偏差，可以分析原因并采取补救措施或调整、修改原计划，保证工程总进度目标的实现［5］。

图2 不同时刻筏板浇筑三维视图

BIM 工作室在已编制的施工方案的基础上，首先在Navisworks Management 软件中导入筏板三维虚拟模型，然后对施工方案关键节点进行分解，并确定工作单元进度信息，这一过程可在Project 软件中完成，也可在Navisworks Management 软件中完成。工作单元进度信息包括任务的名称、编码、计划开始时间、计划完成时间、工期等资源安排。本工程计划开始、完成时间以小时为单位。

根据项目部计划安排的混凝土泵车每个浇筑点的布置状况及理论浇筑量，BIM 工作室通过上述的施工进度模拟确定了本次筏板浇筑总耗时为72 h，浇筑过程在时间进程上分两阶段进行。第一阶段持续时间约为48 h，第二阶段持续时间24 h，详细进度计划见图3。

图3 筏板浇筑计划进度表

图4 筏板材料统计表

筏板浇筑工程开始之后，技术人员实时记录每一时刻泵车浇筑总量，然后将分析后的数据输入BIM 软件，实时对比计划浇筑过程与实际浇筑过程的差异性，分析导致浇筑滞后的原因为个别浇筑点泵车安排不合理。通过增加泵车的数量之后得以解决。

2.3 材料统计应用

材料统计是企业控制成本、提高效益的关键工作，如何利用BIM 技术，提高工程算量的效率和准确性，对现场施工具有重要的指导意义。以Revit为例的BIM 软件，具备材料明细表统计功能，三维模型和明细表是基于建筑工程项目数据库的不同表现形式，数据库的数据粒度达到构件等级，满足材料算量的基本要求［6］-［8］。

Revit 软件明细表功能非常强大，用户可自定义多种计算方式［9］［10］，笔者在项目中利用Revit软件对已创建的筏板三维模型混凝土进行浇筑量统计，得到本次浇筑混凝土量为1 5936m3，而实际统计的浇筑量为1 5959m3。筏板材料统计表见图4。

3 结论

通过BIM 技术对大体积筏板混凝土浇筑方案进行优化、对施工进度计划进行精细化、对混凝土浇筑量进行材料统计，为实际工程的实施提供了强有力的理论依据，为现代大体量、超大体量筏板混凝土浇筑施工管理提供一种新思路、新模式。

［1］李勇，郭阳.BIM 技术在施工阶段四大控制中的应用探讨［J］.建筑发展导向，2014，35(2):103-107.

［2］戴荣里.BIM 技术在兰州西站项目的应用［J］.施工技术，2014，43(9):99-101.

［3］江宇冠，吴平春，王耀，刘火生.BIM 技术在某工程复杂节点钢筋设计中的应用［J］.施工技术，2013，42(24):93-96.

［4］王雪青，张康照，谢银.基于BIM 实时施工模型的4D模拟［J］.广西大学学报(自然科学版)，2012，37(4):814-819.

［5］王雪青，张康照，谢银.基于BIM 实时施工模型的4D模拟［J］.广西大学学报(自然科学版)，2012，37(4):814-819.

［6］崔满.BIM 技术在土建工程量清单计算中的应用探讨［J］.房地产导刊，2013.

［7］杨大鹏.BIM 技术在工程量统计中的应用［J］.建筑工程技术与设计，2015.

［8］贾宝荣.BIM 技术在上海中心大厦工程中的探索应用［J］.施工技术，2014，43(7):254-258.

［9］Jones，Jenny.The importance of BIM［J］.Civil Engineering，2014，2098:16-17.

［10］Jian Li.From CAD to the rapid development of BIM［J］.Applied mechanics and materials，2014，580:3175-3178.