腾讯北京总部大楼项目基于BIM的工程施工综合应用

黄道军　颜　斌　文江涛　樊冬冬　赵庆科　李晓亮

(中建三局第一建设工程有限责任公司，武汉　430040)



腾讯北京总部大楼项目基于BIM的工程施工综合应用

黄道军颜斌文江涛樊冬冬赵庆科李晓亮

(中建三局第一建设工程有限责任公司，武汉430040)

【摘要】本文以腾讯北京总部大楼项目为例，从工程概况、BIM组织与应用环境、BIM应用、应用效果、总结五个方面详细介绍了项目基于BIM的工程施工综合应用。项目在技术管理(BIM辅助图纸会审及优化、基于BIM的深化设计、施工模拟)、质量管理(BIM动态样板、非接触式实测实量)、安全管理、商务管理(双算对比、变更工程量管理)等方面深入应用BIM技术辅助施工管理的同时，也以清华大学4D-BIM系统为平台，积极探索了基于BIM的总承包管理，制定了多参与方、多终端的综合管理模式，实现集成式管理的目标。除此之外，项目也创新性地应用并探索了基于BIM的智能施工放样、三维激光扫描、3D打印等创新应用。本文通过案例介绍及总结，也希望为建筑项目BIM应用提供一些有价值的参考。

【关键词】BIM；BIM动态样板，智能施工放样；三维激光扫描；4D-BIM

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.02.03

1工程概况

1.1项目简介

腾讯北京总部大楼位于北京市中关村软件园，是集科研设计、办公、地下车库及配套设施为一体的综合性建筑。项目总建筑面积334 386m2，地上建筑面积158 640m2，地下建筑面积175 746m2，结构形式钢筋混凝土+钢结构，主楼地下3层，地上7层，高36.32m；副楼地下2层，地上1层，高18.22m。

1.2工程特点和难点

(1)13万m3大体积混凝土筏板：基础筏板面积58 000m2，厚度为2.5m/2.3m/1.6m，总方量达13万m3，划分为9个施工段进行浇筑，单次最大浇筑方量为2.7万m3，施工组织难度大。

(2)高支模面积达25 000m2，最大支设高度17.3m，最大板厚500mm，高支模施工安全是重点。

(3)外围巨型钢桁架悬挑大(81m)，悬挑部位多，节点连接复杂，构件尺寸重量大，安装难度大。

2BIM组织与应用环境[1]

2.1 BIM应用目标

(1)项目策划阶段，集成进度、成本、资源等信息，实现多维虚拟施工与优化，提升策划可行性；

(2)深化设计阶段，集成单专业深化设计与多专业设计协调，减少设计变更与返工，实现资源节约；

(3)施工管理阶段，应用模型信息集成应用平台，支撑项目总承包管理，实现多专业、多参与方的协同工作，发挥建筑信息模型(building information modeling，BIM)在项目建造中的巨大优势；

(4)运营维护阶段，集成BIM与物业运维管理系统，实现数字大厦集成交付。

2.2实施方案

项目设置BIM管理部，统一制定人员职责、建模标准、培训计划等工作制度，保证各分包在统一架构下进行BIM工作。各分包进场前进行BIM管理体系学习，制定本专业BIM应用计划，并经总包单位审核；进场后各BIM小组按照项目统一的建模规则建立BIM模型，总包单位整合并将进度、技术参数、商务等信息与模型相互关联，定期进行BIM模型检查及应用总结会议，分包单位根据审查意见进行BIM工作计划修订并实施，直至竣工模型交付。

2.3 团队组织

本工程结构复杂，对施工管理要求高，项目将全过程应用BIM技术并配备(如图1所示)BIM团队。

2.4应用措施

为确保BIM技术用到实处，真正做到基于BIM的总承包管理，充分实现BIM应用价值，项目组织对全体管理人员进行了多次BIM培训及总承包管理培训，BIM管理人员积极参加相关的BIM应用讲座及技术交流会。在BIM实施前期及应用过程中不定期进行应用需求调研及BIM技术应用总结。

2.5 软硬件环境

(1)硬件环境：BIM应用配备台式机10台，笔记本2台，其具体配置如表1所示。

(2)软件环境：BIM应用主要软件名称、版本及用途如表2所示。

3BIM应用

3.1BIM建模

本项目根据BIM应用目标，制定各专业BIM模型命名规则、建模细度、配色方案等建模标准，并根据建模标准结合进度，创建全专业的施工图模型、深化设计模型、施工应用模型及竣工交付模型。

项目整体BIM模型如图2所示；BIM建模范围及各专业BIM模型细度要求如表3所示。

BIM交付成果包括应用过程成果及最终成果。

BIM应用过程成果：提交各阶段BIM模型以及相关资料成果，包括深化图纸(如钢结构深化加工图)，复杂节点模型、3D大样图，施工方案模拟资料(包括方案模型，方案模拟演示动画或视频)。对于各专业内、不同专业间的碰撞检查，提交检查报告，优化建议。对于设计变更，提交变更模型，变更前后对比资料及相关信息。

BIM应用最终成果：收集整理并整合各专业BIM模型，形成项目竣工BIM模型，交付业主。竣工BIM模型包括产品、构件、材料以及建造信息，产品信息如专业分包各设备规格、型号、生产厂家、生产日期、相关设备参数等；构建信息如主体梁、板、柱等的几何尺寸、混凝土标号、工程量等；材料信息如规格、型号等；建造信息如施工流水段划分情况、建造日期等信息。

3.2BIM应用情况

3.2.1BIM创新应用3.2.1.14D-BIM施工管理[2-3]

(1)多参与方多终端综合管理(如图3所示)

项目制定了多参与方、多终端的综合管理模式，实现集成式管理的目标。

针对总包，工作场所固定且集中，需要完整的信息与分析，采用客户端满足其各种管理的需求。针对各分包，工作场所分散，采用网页端进行远程数据填报和基本分析结果查看。针对现场安全检查及质量验收等情况，采用移动端进行拍照和简单记录，保证信息及时性。

(2)进度管理——进度计划与模型关联

根据实际情况及各工序穿插逻辑关系，编制施工进度计划并与BIM模型进行双向关联，为后续实际进度信息填报、进度模拟、进度分析、进度预警及纠偏作支撑。

(3)进度管理——进度信息填报

各分包在网页端进行各施工工序开始时间、完成时间、投入的人材机资源等与实际进度密切相关的信息填报，并自动与4D-BIM模型进行集成关联。总包及各分包可实时通过系统获取所需信息，辅助进度管理。

(4)进度管理——进度模拟

项目在4D-BIM系统中进行整体、分区段施工进度模拟，直观检查工序穿插逻辑关系是否合理、施工内容是否有疏漏、大型设备安拆时间是否最优等问题。

(5)进度管理——进度分析

项目通过4D-BIM系统分时间段、施工段、特定工作进行计划对比分析，通过颜色的区分反映计划与实际完成的形象对比。

(6)进度管理——进度滞后预警及纠偏

进度滞后时， 4D-BIM系统自动分析对关键路径和总工期的影响，并用模型突出显示影响部位并预警，项目管理人员通过查询其前置任务列表及起始和完成时间，分析滞后原因，及时制定纠偏措施，提高项目工期履约水平。

(7)商务管理

项目在4D-BIM系统中将模型与区段划分、进度计划、工程量清单联动，实现钢筋、混凝土、模架体系等材料量的自动统计。在导入清单计价数据后，还可直接进行成本对比分析，辅助商务人员进行商务管理，为项目决策做支持。

(8)质量安全管理

项目在4D-BIM模型上附加质量安全等问题的图钉标记、问题描述及现场照片等。通过图钉标记，确保质量安全问题得到解决，同时方便随时对可能出现的质量、安全隐患进行跟踪。

(9)公共资源管理

项目通过4D-BIM系统对塔吊、施工道路、临建用房、临时水电接驳点等，建立模型并与进度关联，对每一项公共资源设置参数，明确不同施工阶段、不同时间段的使用单位。各分包可以查询并提出变更申请。

(10)资料管理

项目通过4D-BIM系统实现文件在分包与总包、总包与监理或业主之间的线上流转和审核。同时对任意工程构件或进度计划节点，链接与之相关的施工资料，如图纸、照片、会议纪要等，辅助进行资料管理。

3.2.1.2BIM-QR系统应用

BIM-QR系统简介：BIM-QR系统是以动态二维码为纽带，由BIM模型、后台服务器和移动终端组成的综合系统，通过系统将BIM模型中的信息上传至服务器，然后根据需求从服务器中提取、统计、分析和管理相关信息，为钢结构项目在原料采购、构件生产、构件运输现场安装、质量验收等过程中提供一个便于管理的综合信息平台。其系统结构图如图4所示。

3.2.1.3基于BIM的智能施工放样[4]

(1)简介

项目研发了拥有自主知识产权的基于BIM的施工放样平台，可在BIM移动端上浏览BIM模型，三维展示，全方位便捷提取特征点进行放样。BIM移动端通过无线网络连接到智能全站仪，向全站仪发送指令和特征点坐标，遥控操作，动态读取全站仪的测量结果。通过全站仪导向光、自动跟踪测量、放样软件图形/文字/语音等多种提示，智能地帮助作业人员快捷准确地完成放样和测量。其系统结构图如图5所示。

(2)工艺流程

BIM模型创建→BIM模型导入及任务创建→仪器就位与调试→设定测站→放样或测量→成果导出。

3.2.2基于BIM的施工管理3.2.2.1技术管理

(1)BIM辅助图纸会审及优化

建模过程中，随时发现并记录图纸问题，并以BIM模型为媒介进行图纸会审和优化，减少后续变更。

(2)基于BIM的深化设计

项目将各专业模型整合后进行碰撞检查，快速发现专业间的碰撞问题，提高机电综合管线排布、钢结构构件深化设计等工作的效率与质量。同时为项目复杂节点做深化设计服务，本工程大截面转换劲性钢梁等部位的钢筋排布密集、细部繁琐，采用BIM软件建立三维可视化模型，利用间隙碰撞对钢筋排布进行优化，通过3D打印技术形成实体模型，有效指导现场施工，大大提高复杂工艺、重点部位的施工质量。深化设计流程如图6所示。

(3)施工模拟

项目对施工场地进行三维布置，并模拟各阶段的平面布置情况，为平面动态管理提供技术参考。同时对大悬挑钢结构安装等施工关键部位进行可视化模拟、分析及施工验算，论证方案可行性，将施工工序模型化、动漫化，进行直观形象的交底。

3.2.2.2质量管理

(1)BIM动态样板

将样板引路与BIM相结合，建立质量样板BIM模型，赋予工艺标准、规范要求、质量检验标准等信息，形成动态质量样板，直观地展现重要样板的工序步骤及要求，提高交底质量。BIM动态样板学习如图7所示，清水混凝土柱施工BIM动态样板如图8所示。

(2)非接触式实测实量

采用三维激光扫描技术[5]对选定的部位进行完整的空间点云数据采集，快速构建三维点云模型，通过与BIM模型对比，在模型中显示实体偏差，输出实测实量数据，保证数据的真实客观，提高质量检测效率。

3.2.2.3安全管理

对BIM模型中临边洞口等危险源及防护要求进行标识，利用Revit建模技术快速建立防护体系，通过Navisworks第三人漫游论证，达到周全的防护部署。结合施工进度，通过模型可自动统计不同阶段安全防护设施需用计划，安全人员手持移动终端对危险源逐一检查和标注，保证对危险源的全面控制。

3.2.2.4商务管理

(1)双算对比

采用广联达算量软件与Revit工程量明细表进行双算对比，避免单一方法算量容易出错的问题；对比结果显示二者算量结果相差不大，Revit明细表中的工程量可更方便快捷地指导现场。

(2)变更工程量管理

建立变更前后的BIM模型，赋予其相关技术参数，分别统计变更前、变更后的工程量的变化，添加综合单价等商务信息，可有效辅助现场商务管理。

4应用效果

项目通过BIM技术的深入应用，节省了工期，降低了成本，取得了显著效益，具体如表4所示。

5总结

5.1创新点

(1)BIM模型的综合应用：本工程建立的BIM模型严格按照预先制定的建模标准，除直观展示外，还可用于图纸会审、碰撞检测、深化设计、3D打印等，其模型的细度还可以满足质量样板、智能放样、三维扫描等要求。此外，模型与进度计划关联还可形成4D-BIM模型，进行更深层次的应用。

(2)BIM与4D技术结合的集成管理：针对工程施工总承包的实际需求，综合利用BIM与4D技术，通过4D进度、质量、资源、场地集成管控，可视化信息查询以及多参与方协同支持等功能，有效解决了施工总承包管理过程的一系列问题，有效提高了工程施工管理水平和效率。

(3)多参与方多终端的综合管理：根据本项目特点和需求，制定了多参与方、多终端的综合管理模式。对不同使用情形分别采用相应的客户端、网页端、移动端等系统终端，有效将各参与方组织为一个整体，实现集成式管理，大幅提升了管理人员对项目整体把握的能力。

5.2经验教训

(1)BIM模型是BIM应用的基础，模型细度及创建质量直接影响着BIM的应用深度及其应用价值。但精细的BIM模型会花费大量的精力，因此工程前期需充分理解设计意图，掌握工程重难点，明确各专业BIM应用需求。针对不同应用需求制定BIM建模标准及实施规程，确保各专业模型应用价值的最大化。

(2)信息作为BIM应用的核心，确保各参建方及时准确地获取所需要的信息是BIM应用的真正价值体现。作为总承包单位，搭建基于BIM的协同管理平台是BIM技术落地应用及深入应用的关键，因此项目在明确BIM应用需求的同时，需积极进行BIM与项目管理系统的集成开发，并搭建相应的软硬件应用环境，为全专业、全过程BIM应用及价值体现创造条件。

(3)BIM技术应用过程中，各参建方一定要积极探索、大胆尝试新的BIM应用点，不要怕应用失败。在应用过程中不断总结经验教训，加快BIM技术在建筑业的推广与普及。

参考文献

[1]马智亮.我国建筑施工行业BIM技术应用的现状、问题及对策[J]. 中国勘察设计, 2013(11):39-42.

[2]张建平, 范喆, 王阳利 等.基于4D-BIM的施工资源动态管理与成本实时监控[J]. 施工技术, 2011(4):37-40.

[3]张云翼, 张建平, 刘强 等. 基于BIM的非结构化信息自动关联机制研究[J]. 土木建筑工程信息技术, 2015,7(3):16-21.

[4]颜斌, 黄道军, 文江涛 等. 测绘地理信息仪器装备发展研究(2015)[M]. 2015年10月第1版. 北京: 测绘出版社, 2015:115-117.

[5]Thanh Nguyen Tien, 刘修国, 王红平 等. 基于激光扫描技术的三维模型重建[J]. 激光与光电子学进展.

Integrated BIM Application in Construction of Tencent Beijing Headquarter

Huang Daojun，Yan Bin，Wen Jiangtao，Fan Dongdong，Zhao Qingke，Li Xiaoliang

(TheFirstConstructionEngineeringLimitedCompanyofChinaConstructionThirdEngineeringBureau，Wuhan430040，China)

Key Words：BIM; BIM Dynamic Modeling; Smart Layout; 3D-laser Scanning; 4D-BIM

Abstract:Taking Tencent Beijing Headquarters project as an example, this article introduces the integrated BIM application in construction from such five aspects as general project situation, BIM organization and application environment, BIM applications, application effect and summery. In addition to using BIM technology in technology management (BIM supporting drawings joint checkup and optimization, and BIM-based deepening design, and construction simulation), quality management (BIM dynamic modeling and non-contact type measurement), security management, and business management (double quantity checkup and change engineering volume management), the project also uses Tsinghua University 4D-BIM system as a platform to further study the BIM-based general contract management, develops a comprehensive management mode of multi-participation and multi-terminal, and realizes the goal of integrated management. In addition, the project also innovatively applies and explores BIM smart layout, three-dimensional laser scanning, 3D printing and other innovative applications, and it can provide reference to other projects with BIM applications.

【作者简介】黄道军(1973-),男，硕士研究生在读，国家一级注册建造师，高级工程师，中建三局一公司北方公司副经理兼腾讯北京总部大楼项目经理。主要研究方向：房建施工管理。

【中图分类号】TU17

【文献标识码】A

【文章编号】1674-7461(2016)02-0016-07

樊冬冬(1988-)，男，大学本科，工程师，中建三局一公司腾讯北京总部大楼项目总工。主要研究方向：房建施工技术。