BIM技术在超高层建筑海口塔南塔工程中的应用

杨玉涛 冯 谱 北京建工集团海口塔项目部，海口 571199

工程项目是施工企业最基本经济单元，最核心的管理对象，最主要的利润来源，加强项目管理就显得尤为重要。如何更好地严格控制项目成本，降低损耗，提高利润增长点；如何加强项目各单位配合协作，保证数据传递更加准确、高效？北京建工四建工程建设有限公司从项目一开始阶段就决定借助BIM加强项目过程管理，并确定公司重点工程海口塔总部为重点运用项目，首先项目部成立BIM工作室，正式开启在超高层建筑施工中寻求一种优于传统作法，经济实用、技术先进又操作方便的施工方法。通过利用BIM建模、深化设计、方案模拟等等进行指导施工，减少传统合图过程中出现的误差、提高方案编制效率、提高现场施工管理等等；减小操作人员的操作时间，降低难度，在保证建筑产品质量的同时，提高企业生产效率，节约大量资源，为企业实现成本节约，同时促进企业打造质量品牌，提高了市场核心竞争力。

1 项目介绍

海口双子塔·南塔项目位于海口市新CBD区大英山新城中心的D15地块，由一座超高层塔楼、东西两侧的配楼及地下车库组成，是集办公、SOHO、酒店、观光等功能为一体的428米高楼。总建筑面积387668.64平方米，塔楼94层，建筑高度428米，地下结构占地面积34293.22平方米，海口塔工程单塔近90亿元的投资，将刷新海南新纪录。其中南塔计划2020年底交付使用，将成为国际旅游岛的新地标和海口城市形象代表。

428米的海口塔项目是目前国内高裂度地区唯一在建的400米以上超高层建筑，由于抗震烈度为8.5度、且属于多台风地带，致使施工难度也十分巨大。项目部组建BIM技术团队，辅助提升工程管理，同时为后期实现智能建造进行技术储备。

2 BIM运用成果展示—基础应用

在项目开始初、中期采用BIM技术进行多项BIM基础运用工作开展，通过不同BIM基础运用工作开展为项目施工提供强有力的技术保障。海口塔BIM基础应用包括如下：

（1）图纸检查：BIM技术的出现让现场图纸管理更加方便快捷，海口塔工程，在项目开始初期建立BIM模型标准，各模型建立和检查维护流程。运用BIM进行项目BIM施工模型建立，在模型建立过程中及时进行图纸问题查找、问题解决、图纸变更管理等等。在地下室BIM图纸检查阶段，通过管线综合调整模型，节省大约30至40个人工；控制每月支付给分包单位的费用，通过图纸计量与模型工程量计量，避免多余支出，机电通过深化设计共计节约费用支出33152.2元。

（2）场布设计：采用BIM技术进行施工场地、生活区、办公区场布设计，通过这种所见即所得，很直观地让领导敲定方案、还能暴露出很多二维图不易显现的问题，并且通过BIM模型快速进行优化调整。最后采用BIM三维出图技术切出剖面图、节点详图、渲染图，使得出图速度加倍。

（3）施组方案编制：施工组织是对施工活动实行科学管理的重要手段，它决定了各阶段的施工准备工作内容，协调了施工过程中各施工单位、各施工工种、各项资源之间的相互关系。施工组织设计是用来指导施工项目全过程各项活动的技术、经济和组织的综合性解决方案，是施工技术与施工项目管理有机结合的产物。我们在技术方案编制初期通过BIM对项目的重点或难点部分进行可建性模拟，按月、日、时进行施工方案的分析优化。利用BIM技术结合施工组织计划进行预演以提高复杂建筑体系的可造性。借助BIM对施工组织的模拟，让项目管理能够非常直观地了解整个施工环节的时间节点和施工工序，并清晰把握在施工过程中的难点和要点，通过项目各个部门协同工作运用BIM进一步对原有技术方案进行优化和改善，以提高施工效率和施工方案的安全性和可靠性。

（4）可视化三维交底：BIM技术使得三维交底直观易懂，海口塔工程施工复杂节点众多，使用传统的二维图纸节点进行技术交底存在严重弊端。为解决此问题，我们在项目初期将复杂节点归纳整理，辅助技术部进行三维节点深化，出三维节点构造图、三维爆炸图、节点安装工序模拟辅助技术交底，提高现场施工质量。

（5）物料需求分析：海口塔项目BIM模型通过Revit ID建立构件与成本数据的关联，实现了工程量自动计算及各维度工程量的汇总。针对业主报量及分包核量，BIM技术人员通过进度模拟过程中获取的任意时间点、时间段工作范围内工程量，目前共辅助商务报量12次。在运用过程中利用revit自带统计算量功能对混凝土用量进行精细化管控，指导现场提料，后期对比分析；通过广联达脚手架、模板软件，实现快速完成模板脚手架的布置，导出施工图指导施工，同时材料用量进行管控；通过Prostructure三维混凝土深化设计软件，进行钢筋翻样，优化钢筋下料，对钢筋用量进行管控。

（6）钢结构综合BIM应用：海口塔项目钢结构施工难度大，为提高钢结构施工及管理质量，我们运用了数字预拼装技术，通过三维激光扫描技术将实际交付构件的控制坐标输入，将所测数据转化到整体坐标系中深化设计图纸中的构件端口控制坐标进行对比并进行调整；大型构配件的吊装、拆除方案均是项目的重、难点方案。考虑到运输和吊装重量限制将复杂钢结构节点，我们将重达百吨的巨柱柱脚和87吨的巨柱节点，进行拆分细化，从而确定资源配备情况，帮助施工班组协调关键点，减少窝工现象；同时运用BIM技术进行钢结构深化设计、钢板墙钢筋深化穿孔检查、超高层钢结构安全施工操作平台自主研发设计等工作。为超高层钢结构施工提高了安全性、可靠性。

（7）施工进度管控：建筑施工是一个高度动态的过程，随着建筑工程规模不断扩大，复杂程度不断提高，使得施工项目管理变得极为复杂，尤其是超高层施工组织。本项目通过将BIM与施工进度计划相链接，将空间信息与时间信息整合在一个可视的4D模型中，直观、精确地反映整个建筑的施工过程。通过施工模拟技术在项目建造过程中合理制定施工计划、4D精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制。

3 BIM运用成果展示—创新应用

随着BIM技术在国内的不断深入运用，本工程针对项目部分施工重难点进行深入BIM技术研究，其中运用方法包括如下。

（1）三维激光扫描“逆向工程”运用：在工程实施阶段，如何能够将BIM模型应用于现场管理和推进，就需要有效的手段作为辅助。基于此背景，海口塔工程采用三维扫描技术作为有效连接BIM模型和工程现场的纽带。有效地、完整地记录下工程现场复杂的施工情况。本工程“逆向工程”运用包括下沉广场点云模型扫描以及钢结构实际交付构件的控制坐标输入，将所测数据转化到整体坐标系中深化设计图纸中的构件端口控制坐标进行对比并进行调整运用。

（2）无人机航测与现场监控管理：随着无人机监控技术的出现，无人机给施工现场管理带来了质的飞越。为了更精细地管理工作面，我们运用无人机进行现场照片与视频摄制，对现场进度、质量、人员、机械设备进行了例行的信息采集及留存，上传至平台进行每日进度记录，手机端app能随时进行调取。项目使用无人机进行低空飞行的地毯式扫描，就能得到一个与施工现场100%吻合的实景三维模型。利用此航测技术，可显著提升项目部对施工进度、工作面周边环境管理能力。