BIM技术在浙江师范大学行知学院工程的应用研究

屠剑飞

(浙江省建工集团有限责任公司,浙江 杭州 310013)

1 工程概况

1.1 项目简介

浙江师范大学行知学院迁建工程规划总用地面积约523 050 m2,项目总建筑面积约292 351 m2(其中预留20 000 m2),其中,新建教室、图书馆、实验室、行政用房、风雨操场、学生宿舍、学生及教工食堂、生活附属用房等校舍建筑面积约240 000 m2。工程鸟瞰图见图1。

图1 浙江师范大学行知学院鸟瞰图

1.2 项目重难点

1)建筑体态大,工期紧张

本工程有21个建筑单体,实际施工时间仅为365日历天,如何在工期时间内完成建设任务是本工程面临的重大难题。

2)机电管线复杂

图书馆、综合体育馆为大型功能性用房,内有水泵房、锅炉房、冷冻机房、空调机房、排风机房、排烟机房、送风机房等,设备机房内机电管道密集,排布错综复杂,施工难度大。

3)V型斜柱施工复杂

图书馆外围一侧共118根V型斜柱,斜柱倾角为46.77°～77.01°,斜柱形状为不规则多边形,内部钢筋结构复杂。

4)装饰装修

本工程建筑功能多,门类齐全,包括学生宿舍、教室、食堂包间、大阶梯教室、办公室、实验室、篮球馆、游泳馆、展览馆等。二维图纸存在局限性,难以反映装修效果,精装方案难以定稿。

2 BIM应用体系

经过精心策划,针对工程重难点结合工程总承包管理的要求,在本工程全面采用BIM技术对工程施工进行过程辅助[1]。

根据工程特点,成立BIM技术实施团队,编制BIM技术实施方案,统一BIM技术实施标准、软硬件需求,明确BIM技术在施工各阶段的应用目标和任务分工,建立BIM技术实施组织架构,明确团队成员职责,保障BIM技术在本工程中的顺利开展。

3 BIM应用实施

3.1 场布策划

通过预先模拟施工现场车辆运输路线、堆场布置、加工区域布置、塔吊安装位置等项目,使项目管理人员直观地了解现场综合布置情况,见图2。对工程现场布置进行综合考虑,在场地布置策划阶段就完善现场临时设施和施工设备的布置。

图2 三维场布模型

3.2 多专业深化设计

3.2.1 复杂节点钢筋深化设计

本工程V型斜柱柱身较长且分叉处竖向框架柱与水平框架梁交叉,钢筋数量多而密。因此钢筋的预排布深化显得尤为重要,通过与设计单位协商,优化节点处柱插筋及箍筋连接形式,将柱与柱、梁柱节点配筋按单根柱考虑,节点中部纵筋可不深入下部柱内,将其锚固于节点段柱内,满足锚固长度的要求,不仅能减少钢材用量及钢筋安装工作量,降低施工难度,也可保证节点处混凝土的浇筑质量,避免出现混凝土质量通病[2-3]。

运用BIM技术建立V型斜柱三维模型对钢筋排布进行预先检查,确保在施工前解决所有的碰撞问题,保证钢筋的连接、锚固等构造均能达到既定的结构受力要求。图3为V型斜柱钢筋深化设计模型。

图3 V型斜柱钢筋模型

3.2.2 机电深化设计

本工程设备机房管线密集,合理的布置不仅有利于设备正常有效的运行,减少设备的维护费用,还能使机房观感质量提升。

运用BIM技术对水泵机房进行综合排布,充分利用机房内部空间,并且预先对进场设备进行模拟安装,优化设备间的安装工序,减少设备安装时间。图4为水泵机房深化设计模型。

图4 水泵机房模型

3.2.3 砌体深化设计

本工程共有21个单体,结构形式多数为框架结构,砌体分项工程施工管理难度高。应用BIM技术进行砌体深化设计,预先对砌体施工区域进行砌体布置,优化砌筑方案,生成二维砌体排布图纸,图5为指导工人按要求进行砌筑。

图5 砌体模型和排布图纸

3.2.4 装饰装修深化设计

整合建筑、结构、机电模型,对样板间进行装修深化设计,精确模拟实景装修效果,运用VR技术进行样板间虚拟漫游,见图6,发现装修设计中的不足之处,并根据要求及时进行调整,因此缩短了装修方案设计、定型时间,且满足施工工期要求。

图6 VR虚拟样板间漫游

3.3 辅助图纸会审

从二维图纸进行三维建模的过程中,会发现很多本专业之间的图纸问题,如构件标高错误,平面图与详图描述不符等,多专业模型整合后,建模过程中未能发现的碰撞问题也会反映出来。

本工程共检查出631项问题,在图纸会审过程中解决542项图纸问题,见表1。

表1 图纸存在的问题汇总表

3.4 辅助现场管理

采用无人机航拍技术,定期对工程现场进行航拍,以辅助项目管理人员了解工程现场整体施工状况,加快决策进度。图7为现场航拍全景。

图7 现场航拍全景

4 结 语

浙江师范大学行知学院迁建工程通过BIM技术的应用,使整个建造过程变得更加直观、明确,节约了实施成本,减少了工程建造过程中发生错误的几率。

在BIM技术应用过程中,结合本工程的重难点,总结出了以BIM技术辅助项目管理的模式,在项目采用BIM技术应用之初,进行BIM技术应用策划,明确BIM技术在工程中的应用方向,制定BIM技术实施方案,明确团队成员职责,使BIM技术在工程实施中真正落地应用,为项目部提供一种全新的管理模式,发挥BIM技术的应用价值,从而推进BIM技术在工程项目中的应用,提升项目管理的整体水平。