基于BIM模型放样及后处理在工程中的应用

陈　威

(上海市城市建设设计研究总院，上海　200011)



基于BIM模型放样及后处理在工程中的应用

陈威

(上海市城市建设设计研究总院，上海200011)

本文在介绍BIM应用的基础上，以沈杜泵站工程为例，重点讲解了基于BIM的放样技术应用。首先，本文阐述了基于BIM模型的放样方法，然后结合Revit二次开发技术，研究将放样后的桩基信息反馈至BIM模型中，将BIM模型与现场实测数据可视化对比分析，并利用竣工模型为项目提供有效的竣工资料，最后提出基于BIM技术的应用展望。

BIM； 沈杜泵站； Revit二次开发

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.04.15

1　引言

目前，BIM在国外的应用已趋于成熟，其应用领域贯穿整个设计、施工以及建成后的维护管理阶段[1-2]，欧美、新加坡等发达国家已在多领域开展相关应用。在美国，近年来BIM To Field已经成为BIM施工应用典范，传统的施工放样工具以及方法已逐渐被抛弃，现代化的施工放样逐渐向自动化方向转变，通过运用BIM技术，将BIM模型带入现场管理，实现基于BIM的施工现场管理[3-4]。在我国，多数施工单位为了避免昂贵的仪器费用，宁愿选择较为低廉的设备，不仅造成了国内施工测量人员的技术低下，还容易造成行业的落后，与国家的发展战略格格不入。因此，如何改善国内的施工测量水平，结合BIM技术，推动国内施工测量的进步，是本文研究的主要内容。

2　浦江沈杜泵站项目概述

本工程地处闵行区浦江镇，设计规模：泵站工程设计规模为12.7万m3/d，管道增压规模为4 480m3/h，水库增压规模为2 400m3/h。本工程主要内容有：新建增压泵房1座、新建10 000m3清水池2座、新建配电间、次氯酸纳加注间、综合楼、门卫室用房以及配套电气、自控、监控、生产管线、车库和厂内绿化道路围墙等工程。

在沈杜泵站BIM研究中，我院先后开展了BIM方案设计、BIM施工图设计、BIM施工管理、BIM运维等相关工作。开展BIM专业有建筑、建筑结构、暖通、工艺结构、给排水、强弱电、道路、绿化等专业。开展BIM建模工作包括了车库房、加药间、门卫、清水池、增压泵房及配电间、综合楼等所有单体。本文选择本工程清水池桩基作为研究内容。

3　基于BIM模型的放样

在模型建立后，施工测量人员解读模型时，抛弃传统的交底及图纸讲解方式，本次研究直接将测量点位布设到BIM模型，并通过模型与仪器的交互，将蓝图直接带入现场，实现基于BIM模型的放样。本次放样内容为清水池桩基放样复核。

3.1建立模型

建立桩基3D模型，并将模型导成dxf格式文件。作为仪器输入基础数据。

3.2模型与硬件通信

(1)建立外围控制点与模型相对关系

(2)运用LayoutPoint插件添加需要放样的桩基

在Tekla中，运用LayoutPoint以及LayoutLine插件，将需要放样的点添加至后台数据库中，如图2。

(3)现场放样

当上述工作准备好后，模型即电子蓝图已经被带入现场。下一步采用机器人全站仪进行放样，放样完成后，机器人全站仪会自动生成放样报告，本文分包用机器人以及传统全站仪对放样结果进行检核。

(4)数据后处理及成果

在数据后处理流程中，首先进行坐标转换。BIM模型通常采用的是模型坐标系进行建立，导出的数据属于模型坐标系，而传统全站仪在放样检核时采用现场工程坐标系，在数据比对方面存在坐标转换问题，需要先将模型坐标转化为工程坐标。最后用放样坐标、机器人放样坐标，求出每组坐标的点位误差。其点位误差的曲线图如图3所示。

可以看出，利用机器人全站仪放样检核精度较传统全站仪精度有2至3倍提高。

4　BIM模型与现场实测数据可视化对比分析

通常误差是以数字形式存在，与原有桩基位置关系是否存在偏差，利用模型对比可以一目了然。在本文研究中，运用Revit二次开发技术，将复核后的桩基位置反馈至BIM模型，形成原有三维模型与放样复核后的三维模型对比状态，便于直观的查看桩基偏差，同时最终形成桩位偏差图，为监理复核提供依据。

图3　点位误差对比分析曲线

(1)原有桩基模型如图4所示。

(2)根据Revit中模型的编码进行对比筛选，分析出原有桩基模型与放样误差的桩基模型相对应的模型ID，即Element.ID，并通过ID编码实现误差的输入，利用Revit读取Excel接口文件实现ID及误差数据的读入，如图5所示。

图1　外围控制点与清水池的相对关系

图2　放样点位选择

图4　原有桩基模型

图5　模型编码ID及误差表(数据输入接口)

图6　放样插件开发部分代码

(3)Revit放样插件开发

a)在外部工具中增设放样按钮插件。读取Revit中清水池编码体系，并根据已有编码体系进行筛选比对。获取本次放样的桩基，并读取误差值，生成对比分析模型。

b)生成筛查后的桩基模型：因本次放样提取的桩基只是部分桩基模型，根据编码体系筛查后，最终的结果如图7所示；另外，桩基的直径为400mm，而误差仅为毫米级，对比前后模型差别较小，差别不明显。

C)为便于测试，本文将编码为155907的桩基点位误差进行调整，扩大该点位的误差比例，即ΔX=0.5m，ΔY=0.3m； 根据插件运行后，其桩基对比模型如图8所示。

通过基于BIM技术的施工现场放样及后处理研究，增强了现场施工管理的可视化、快速化、准确化等理念。在效益上，BIM技术的介入，避免了人为错误的发生，大大减少变更的情况发生； 另外，通过BIM模型的对比分析，可以准确的生成桩基偏差图，便于施工过程中管理，同时保证竣工资料的准确性。

图7　处理后的对比分析模型

图8　较大误差的对比分析模型

4　结论

(1)施工测量与BIM技术的结合，可以免除人工输入数据，避免数据录入错误情况的发生，一定程度上避免了返工情况的出现。

(2)利用Revit二次开发技术，将放样后的误差反馈至模型中，生成对比分析模型，便于现场直观的管理。另外，生成的直观桩基放样三维偏差图，为施工放样复核、监理管理、成果报告编制提供了基础资料。比如，在后期项目改扩建中，可以为业主提供准确的、有效的地下桩基基础资料。通常以

往的桩基偏差图，施工单位可能因为桩位偏差较大而人为修改部分桩位偏差数据，造成后期改扩建时竣工资料的不准确，从而造成较大变更、较大损失。在引入基于BIM放样技术后，所有数据不经过人工干预，直接生成桩基偏差图，从而保证数据的准确性。

在未来，BIM的优势将更多地体现在施工管理、运维管理应用上，开拓BIM施工应用是企业发展BIM的一项基本思路。作为BIM应用人员，我们要不断地开拓BIM应用的方向，为企业发展提供有效地支撑，从而提升行业施工管理的水平。

[1]黄铭丰， 徐敏生.浅谈设计院在BIM技术实践中的体会[J].城市建设理论研究.20012.5.45(15)： 71-72.

[2]陈威， 秦雯.基于BIM的硬件在陈翔路地道工程中的应用[C].第七届中国智慧城市建设技术研讨会论文集.2012.12.140-146.

[3]陈威， 秦雯.快速成型仪在BIM技术中的应用[J].中国市政工程.2012.6(163)： 68-70.

[4]陈威， 秦雯.BIM在陈翔路地道工程中的应用[J].土木建筑工程信息技术.2012.4(2)： 88-93.

Application of BIM in Engineering Lofting and Post Processing

Chen Wei

(ShanghaiUrbanConstructionDesign&ResearchInstitue，Shanghai200011，China)

Based on BIM applications，this article introduces the application of BIM in Shen Du pumping station project.According to the research，this article explains the advantages and disadvantages of lofting based on BIM，and studies Revit second development technology.After joining the lofting pile BIM，effective completion data is formed.In the end，the article takes a look into the future of the BIM.

BIM； Shen Du Pumping Station； Revit Development

陈威(1987-)，男，工程师。主要研究方向：工程测量与BIM技术。

TU17

A

1674-7461(2016)04-0085-04