BIM技术在某保密工程地下室协同施工中的应用

黄瑛鹏 陈一乔

（广东省建筑工程集团有限公司 广州510635）

1 概述

BIM即建筑信息模型是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。它通过建立涵盖建筑全生命周期的信息库，实现信息在建筑全生命周期中各阶段、各参与方之间的集成与共享，其本质是信息技术在工程建设领域中的应用。

近年来，随着我国的工程建设量在不断增加，但与我国庞大的建筑市场不相匹配的是建筑业的技术和管理更新相对缓慢，致使长期以来我国建筑业生产效率低下。BIM技术在施工阶段的应用将提高工程施工过程中信息的利用率，为工程施工各阶段、各参与方之间信息的集成与共享提供平台，实现建设项目的集成化管理，为建筑行业发展了带来新的契机。

2 工程概况

某保密工程地下室工程位于广州市新河浦路，建设规模为地下2层，建筑面积12392m2，基坑深度约12m，基础形式为筏板基础，结构形式为钢筋混凝土结构，建设工期425天，由广东省建筑工程集团有限公司承建。

3 BIM技术协同施工的过程应用

在该工程中，以施工单位为主导，在整个施工过程中尝试推广应用BIM技术，结合现场需求，进行BIM技术应用点的研发，主要方向为：与现场技术管理结合，实现施工现场的数字化施工。

3.1 利用三维图形设计施工总平面布置

图1 施工平面布置图

现场布置与临建的搭设原则是根据工程规模和要求确定临建搭设布置的规模和档次，做到经济合理地满足文明施工的要求；做到办公、生活区与施工区分离；现场布置尽量减少二次搬运，降低运输距离；现场布置保证道路通畅。如图1所示。

图2 基坑施工阶段模拟

3.2 应用虚拟仿真施工技术对深基坑与地下室结构进行施工总体策划

通过应用虚拟仿真施工技术，模拟该工程从基坑支护、土方开挖到结构工程施工全过程，让方案设计人员置身在虚拟的环境中，随时调整、优化施工方案，对实际建造施工过程进行全面的仿真再现，实现施工中的事前控制和动态管理。

⑴ 基坑施工阶段模拟过程

①放坡开挖前先进行止水帷幕、支护桩施工（如图2a）；②土方开挖至支撑底面以下施工冠梁、内支撑（如图2b）；③腰梁施工过程中，整个基坑开挖至腰梁底标高，再采用“盆式开挖”工艺开挖（如图2c）；④自北向南、从东西两侧向南部中侧坡道，全面开挖至基坑底部（如图2d）；⑤开挖至底板垫层底进行排水沟、集水井、电梯井施工，坡道余土用长臂挖机配合基坑底小挖机清理，再用吊车将小挖机吊出（如图2e）；⑥基坑坡道设置（如图2f）；⑦角撑梁侧土方开挖（如图2g）；⑧角撑梁下土方开挖（如图2h）。

⑵ 地下结构施工阶段模拟过程

①锚杆施工完毕后，进行1区的筏板施工（如图3a）；②2区筏板施工，1区负2层地下室墙柱施工（如图3b）；③3区筏板施工，1区负1层底板施工、2区负2层地下室墙柱施工（如图3c）；④3区负2层地下室墙柱施工，1、2区负1层地下室底板施工（如图3d）；⑤负1层地下室壁板完成后拆除内支撑，随后进行1区负1层墙柱施工（如图3e）；⑥1区负1层地下室顶板施工，2区负1层地下室墙柱施工（如图3f）；⑦2区负1层地下室顶板施工，3区负1层地下室墙柱施工（如图3g）；⑧2区负1层地下室顶板施工，3区负1层地下室墙柱施工（地下结构封顶）（如图3h）。

3.3 利用BIM技术在施工前进行深化设计

图4 管线综合布置

技术人员使用Revit软件对设计图纸进行校核和深化；对建筑、结构、机电安装各专业图纸进行碰撞审核，从而在施工前解决图纸的错漏问题。对机电安装进行管线综合，保证精准的管线综合布置。在此工程BIM中，对地下室管线按照各自的标高和定位均出图交底，避免事后返工拆改；同时对预留孔洞提前定位出图，BIM孔洞预留图解决了砌筑与安装之间的冲突问题；对设备机房深化设计，特别对地下室双速风机房、生活水泵房、消防水泵房、变电所、制冷机房、全热交换空调机组、地上空调机房等管线综合排布做了深化优化，保证了施工质量。

图3 地下结构工程阶段施工模拟

3.4 深化设计中的三维碰撞检查

在二次深化设计的，建立三维BIM模型，对模型内机电专业设备管线之间、管线与建筑结构部分之间、结构构件之间进行碰撞检测，根据测试结果调整设计图纸，解决所有碰撞冲突，方可投入实际施工。本项目实施过程所发现并解决的部分问题如图5所示。

3.5 施工进度管理

在模型量化的基础上，技术人员将三维模型与施工进度计划连接，将空间信息与时间信息反映到模型中，实现对施工进度计划的管控。管理人员可以通过划分已经完成工程量，输出施工进度，进行实际施工进度与计划施工进度的对比；可以直接对现场进度情况进行分析诊断，更直观、可视、清晰，改变了传统的施工进度管理模式，确保了进度计划合理和可行。

图5 三维碰撞检查发现并解决的部分问题

3.6 施工方案、施工工艺模拟及动态演示

在此项目中，为保证工程质量，技术人员借助BIM模型对施工方案进行施工模拟，利用视频对施工过程中的难点和要点进行说明，提供给施工管理人员及施工班组。对一些狭小部位、工序复杂的管线安装，技术人员借助BIM模型对施工工艺、工序的模拟，能够非常直观地了解整个施工工序安排，清晰把握施工过程，从而实现施工组织、施工工艺、施工质量的事前控制。

4 结语

BIM技术是建筑产业革命性技术，在项目精细化管理、建筑全生命周期管理中能够发挥巨大作用，也是绿色建造技术，但是在实际应用中存在建模困难、应用模块配套不足等问题。我司利用市面上多种BIM软件相结合，互相取长补短，制作出多种族库，从而有效解决了这一难题。

我司在承建该地下室工程中，应用BIM技术解决了施工中生产管理、技术管理及成本管理中的难点，包括碰撞检查、复杂节点定位和施工模拟等方面，让原本粗放型的施工管理模式真正走上数字化、精细化，节约了成本及时间。充分体现了BIM技术在工程施工中的应用价值和广阔前景。

［1］王幼松.土木工程项目管理［M］.广州：华南理工大学出版社，2005

［2］陆惠民，苏振民，王延树.工程项目管理［M］.南京：东南大学出版社，2002

［3］邓逸川.建筑信息模型（BIM）初探［C］.2006年全国高等学校建筑院系建筑数字技术教学研讨会论文集，2006

［4］张建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的应用［J］.施工技术，2012（8）

［5］杨东旭.基于BIM技术的施工可视化应用研究［D］.广州：华南理工大学硕士学位论文，2013