碧桂园——城央壹品总承包工程BIM技术应用

王依寒 盛 卓 张 彬 苏霁康 黄小婉

(湖南省第二工程有限公司，长沙 410015)

1 工程概况

项目位于广西壮族自治区岑溪市南北大道延长线，总建筑面积86 516.7m2，造价约2.5亿，于2018年8月开工，竣工日期为2020年5月，由湖南省第二工程有限公司承建。项目按照带商业网点的住宅设计，建筑高度达99m，框剪结构。本项目在施工过程中的诸多施工工艺将使用碧桂园集团的SSGF工法。工程效果图如图1所示。

图1 工程效果图

2 工程重难点

(1)施工工期紧：本工程各节点工期紧张，场地狭小，且要经历雨季、夏季及台风季节，因此做好施工组织、施工现场布置及制定雨季、台风的专项方案是重点工作。

(2)施工难度大：专业齐全，对交叉施工部署要求高，并采用新型工艺SSGF工法，技术要求高； 建筑最高约100m，高空作业较多。

(3)管理难度大：本工程在总承包人管理下的分包单位多，协调工作要求高，如何提高参建各方之间的信息传递效率，减少因信息传递失误对项目造成的损失尤为重要。

(4)安全文明要求高：本项目为高层项目，工序复杂，材料繁多，各专业的施工质量控制、安全文明施工是本项目的管理重难点之一。

3 BIM技术应用

3.1 BIM技术标

本项目在招投标阶段引入BIM技术，将传统的纸质投标方案进行优化，就招投标中的重要环节进行可视化模拟分析，直观地反映建筑的外观、空间及功能，检验能否满足用户基本需求，并科学地进行场地布置(图2)； 通过施工模拟与资源优化，合理制订施工措施优化投标报价； 通过编制BIM技术标为本工程投标提升竞标实力和中标率。

图2 施工场布BIM模型

3.2 GIS无人机测绘

通过讨论研究测绘范围、飞行高度及航线规划等，制定详细的无人机飞行方案，选取晴朗的天气进行无人机测绘工作。

利用无人机航拍采集空间信息和实景影像，获取三维激光点云数据，生成实景模型(图3)，通过软件计算场地面积、土方挖填等数据(图4)，为项目施工组织包括施工现场平面布置、优化机械和物料运输路线、分析周边环境影响等提供依据。

图3 实景模型

图4 计算场地面积、土方挖填等数据

3.3 VR+装饰可视化

BIM+VR技术是建筑信息模型与虚拟现实技术的一体化交互技术，不仅具有BIM技术各专业协同设计的优势，同时具有VR技术的可视化漫游体验的优势。

本项目BIM团队通过完善装饰工程中需要的材质信息，建立了装饰工程材质库。从中挑选出不同的材质搭配，形成多套方案，并利用前期建立的房间装饰模型，将不同的方案直观展示出来。

通过扫描二维码，可以随时、随地从手机端查看室内精装VR全景漫游(图5)，感受到实景一般的模拟体验，并可以直接查看到挂接在模型上的各类信息。BIM与VR技术的有机结合，给设计者、实施者及体验者带来了不一样的感知交互体验，通过形象直观的声像处理方式为三者之间提供更好的信息数据的交流，真正实现了BIM+VR应用的轻量化、可视化、信息化。

图5 装饰方案VR漫游

3.4 安全疏散模拟

我们针对安全问题对场域各阶段突发情况下人员逃生数据进行模拟。以此来分析最不利逃生情况，确定人员逃生路线，分析安全疏散场地部署位置的合理性。

将BIM模型导入pathfinder中，进行安全疏散模拟，对疏散的仿真研究要更接近真实情况，得到的疏散方案也更加有保证[1]。根据房间使用面积估算人员密度，在模型中添加疏散人员，进行疏散模拟。通过分析逃离过程中的区域密度和出口使用情况(图6-7)给消防设备的部署提供依据，并给业主提供合理建议，保障逃生密度大的区域畅通和指引标志的明确。

图6 逃离时间曲线

图7 出口使用频率曲线

3.5 机电BIM深化设计

对机电管线进行综合排布、净高分析，针对管线穿插结构、净空高度不满足等问题，与专业设计、甲方沟通，确定最终的管线综合排布模型(图8)，BIM工程师根据实际情况对模型进行跟踪维护与优化，同时在洞口维修、灯具排布、开关面板安装等方面进行应用，导出施工图指导现场施工。使用BIM技术对各系统管线进行优化排布，科学安排施工工序，预计缩短工期约20天，节约经济成本30万元。

图8 机电模型、机房管道模型

3.6 BIM辅助SSGF—爬升脚手架

碧桂园全新SSGF新建造技术成套工法，是以“科技创新”、“安全共享”、“绿色可持续”、“优质高效”为四大核心理念，由碧桂园自主研发的工业化建造体系[2]。其中，爬升脚手架是该工法中的一项核心工艺，本项目运用BIM技术辅助SSGF爬升架，以优于传统建造技术的作业方式打造高科技现代住宅。

利用C4D建立高精度SSGF爬架模型(图9)，通过细部模型展示和三维节点说明，向管理人员及班组进行三维技术交底。

本项目SSGF工法中全钢式升降脚手架的钢管直径减少，但强度提升，比传统的脚手架系统节约材料80%以上，节能低碳。防坠器(图10)使用新型钢制作，大幅增强其抗形变的能力。每个机位一般都有三个防坠器工作，即使构配件减少1/3，任何状态都有2个防坠器工作，仍然安全。

图9 爬升脚手架模型

图10 防坠器

SSGF工法中全钢式升降脚手架采用地面拼装、塔吊吊装的形式安装，每个单元组都有特定的承插部位，减少了高空危险搭设作业，同时减少了劳动力需求，从人、材方面节约成本，缩短建造周期，提升工程质量。

3.7 BIM辅助SSGF—铝合金模板

本工程标准层全采用铝合金模板工厂化加工生产，其特点是混凝土浇筑成型效果好。首先利用BIM技术建立铝合金模板三维模型，对三维实体模型和复杂节点部位进行展示，对优化图纸中存在争议部位提前沟通、协调，生成料单并导出施工图，提交由工厂进行预制化生产，最后施工现场进行模板拼装[3]。此工艺可实现免抹灰，消除空鼓等质量隐患，且缩短了工期18天。

图11 标准层铝模模型

图12 现场铝模样板

本项目对铝合金模板施工工艺进行了三维动画展示，对铝模技术进行全方位全过程的可视化交底，直观地展示了铝模施工中的重难点及对应的操作步骤和方式，让交底内容更形象，表达更加清晰，提高工人对施工方法理解的准确度，提升工作效率，减少因新工艺技术导致现场窝工现象的发生。

3.8 BIM辅助SSGF—二维码技术交底

结合碧桂园SSGF工业化建造体系标准做法和本项目特点，编写本工程SSGF工法标准做法及分部分项工程施工方案，制作成二维码工艺卡粘贴在现场施工区域(图13)。该交底方式充分发挥了其传播更快捷、更新颖、制作更方便、成本更节约的优势，现场作业人员只需通过手机扫描二维码就能快速查询到各工序施工工艺和质量把控要点。

图13 施工现场二维码库

3.9 虚拟样板

本项目结合工程实际需要，搭设了屋顶防水样板、洞口预留样板、地下室卷材防水样板、墙体排砖及墙面抹灰等18个样板模型(图14)，搭设模型过程中严格满足现行相关规范要求，对尺寸、规格、材质、外观等进行严格控制。利用模型三维可视、直观形象的特点，将施工样板虚拟化、信息化，替代传统样板，做到样板先行，确保施工质量。将样板模型链接制作成二维码，粘贴在施工主要通道处，供管理人员及劳务人员随时扫码查阅以辅助现场管理。

图14 虚拟样板

基于BIM的虚拟样板，相对于传统样板而言，其载体及主要传播媒介为二维码、LED屏，占用空间小，节省了大面积施工场地； 传统实体样板的搭设耗时耗力，且造价不低，而常规做法的虚拟样板有其通用性，在本项目使用期间，企业其他项目可以同时共享，为企业节约了工程成本； 在工人浏览虚拟样板模型时，对尺寸、规格、材质、工序等信息可以通过构件属性、文字描述等形式进行直观的呈现，工人可以清晰准确地理解其施工工艺和重难点控制信息，从而减少误工、返工等情况的发生。

虚拟样板的应用，为项目节约成本约25万元，同时提高了项目的综合管理水平。

3.10 BIM辅助项目创优

施工现场安装远程监控系统辅助项目创优，监控点结合现场特点设置，在大门、样板区、生活区、围挡等部位设置相应机位，通过十二个摄像头实现手机端实时监控现场进度、质安、文明施工、劳务用工等情况(图15)。

图15 手机端远程监控

项目召开了岑溪市住建系统安全生产工作例会暨碧桂园城央壹品现场观摩会，运用BIM技术为现场观摩进行了路线及方案策划(图16)，观摩路线为：经实名制通道进入施工现场→至班前教育讲台→至SSGF工法样板间及SSGF产业工人培训学校→至安全通道宣传栏→至二维码技术交底库→至现场材料堆码→至1#、5#、6#主体结构实体展示。

图16 观摩路线图

本项目还编制了BIM创优宣传手册，制作了BIM宣传栏(图17)和安全质量宣传栏，坚持科技引领、绿色建造、样板引路、过程精品，确保创集团全优工程。

图17 BIM宣传栏

4 结语

碧桂园—城央壹品总承包工程运用BIM技术在设计效果可视化、专业工程二次设计、辅助项目创优、以及对SSGF工法的辅助应用这几个方面取得了一定成果。BIM技术的应用，代表了先进的现代施工水平，能提升公司形象和增强市场竞争力，也取得了各单位对公司软硬实力的认可。