BIM技术在某公共建筑施工过程中的应用

崔小飞，白青松，方文

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 工程概况

某公建项目，占地面积150000m2，总投资15亿元。

1）管理难度大

作为大型重点项目，该项目施工面积广，且各楼层和筏板标高较为复杂，各种专业施工技术必须穿插进行才能保证施工工期和施工质量，因此，在项目整体安全、进度和质量管理方面存在极大挑战。

2）结构复杂

在本项目的主要架构中，采用了大量钢结构设计，且钢结构样式多、设计复杂，采用大量的钢筋—混凝土组合截面和劲性骨柱，且钢筋与钢结构的连接工艺有点复杂；该建筑幕墙为双层扭转曲面，造型较为复杂，存在角度渐变和尺寸渐变，幕墙主体与建筑主体之间的距离较远，构件加工及空间定位难度较大。

3）专业施工多

项目深基坑大、高大模板较多、各专业材料入场管理、加工车间多，专业工序复杂，且钢结构、机电和土建等需要交叉施工，现场项目管理困难。

该建筑项目存在体量大、创优标准高、施工难度大等难题，为了加强对现场施工的管理，通过利用BIM技术，引入智慧工地平台，提高现场施工的效率。首先依据《BIM技术标准》对建筑模型、建筑场地进行设计，将建筑材料、机械等物资进行合理规划；然后，通过BIM技术将施工进行三维标注，使其满足可视化的要求；最后，相关人员利用BIM三维可视特点进行技术交底，对现场施工进行精细化管理，进而充分发挥BIM技术的优点。

2 BIM平台在项目中的应用

2.1 工程管理信息化云平台

该智慧工地管理平台基于施工一体化、BIM技术设计等，具有以下特点。

①平台可以为项目提供多种通用功能和流程，以及定制化功能扩展的多方协同，项目各参与方可以通过平台实现信息共享、提高沟通及管理效率。

②项目管理平台可以进行资料、进度、商务、新闻等上传及共享，实现进度、安全、质量、物料等全方位的BIM管理。

2.2 项目进度计划管理

项目管理的核心内容之一就是进度管理，确保在工期内项目的顺利竣工。进度计划贯穿于工程施工的全部过程，包括设计图纸交付进度、设备材料采购进度、安装施工进度，在实际的施工过程中，实际进度是根据情况动态调整的。将BIM模型与现场的进度完成计划进行动态关联，可以通过管理平台管理施工进度计划。

2.3 设计交付与文档管理

设计图纸及其他资料可以共享给各使用方，对图纸或资料有疑问时，可以及时发起沟通，经过人员处理与完善后重新提交。

2.4 施工管理

基于智慧工地平台的BIM模型工程量计算，可以将施工模拟结果与广联达工程量计算结果进行对比，查询成本信息和构件工程量。

BIM模型与关键节点计划关联起来，可以模拟施工任务的进度。

2.5 质量管理

所有的应用构件应有相关设计文档，方便工程师在设计相关方案时随时查阅，并且在进行现场监督检查时，随时比对资料图纸，省去寻找纸质文档的繁琐。

质检标准工程师会根据项目特点及相关规范设置质检标准，设置质检的相关方法和步骤。相关质检师通过扫描构件二维码获取设备信息，并快速定位构件位置，并上传现场照片。当发现质量问题后，会详细记录进入系统，通过二维码可以看到现场照片或影响、问题描述等，相关责任人会及时处理。

质检中心及时管理、跟踪和归档所有质检问题。相关责任人对质检问题及时响应，原本需要两三天才可以进行反馈和整改的问题，通过该平台平均一天就可以解决，提高效率。

2.6 安全管理

现场按照构件类型和专业施工制定安全检查的标准和内容，并将其录入系统。在现场检查时，随时发起检查流程，将检查内容和问题与当前的检查任务关联起来。

2.7 移动办公

智慧工地平台还有配套APP，电脑端与手机端实现互联互通，与智慧平台数据实时同步。用户可以通过手机APP创建自己个人工作站，通过项目列表与文档管理等，随时掌握项目计划与任务，实现移动办公。

①用户可以使用手机端个人工作站处理设计任务、预警信息、审核流程、质量缺陷等，通过便捷快速的移动APP提高了办公效率。

②可以通过手机端APP的项目列表查看所负责的项目，点击任一项目后，可以看到项目的详细信息，人员、概况、质量、进度等，并可以实时查看项目的进度。

③工作人员可以通过移动端查阅项目的相关资料，如最新施工设计图纸、设计图纸、数据资料等。还可以查看平台推送的相关待办事项，及时进行反馈或者处理，并进入下一环节，同时可以看到问题处理的整个流程和进展。

2.8 平台优势

①系统自动存档和管理相关资料、图纸、设计等数据。

②可以通过基于BIM技术的模拟计划与施工现场进度进行实时联动，可以及时掌握现场进度和情况，并且对施工的质量、进度、安全管控和成本等进行管控和分析。

③工作人员可以轻松进行以往需要多方协调的复杂办公，让数据跑代替人跑，并且借助大数据分析技术提高信息和问题处理效率。

3 BIM技术在施工中的应用

3.1 土建BIM技术应用

智慧工地平台结合BIM技术可以实现对图纸三维模拟、工程量的统计、模拟施工进度、建筑可视化交底、复杂施工环节分析、综合管线碰撞检测等内容，其中，综合管线碰撞检测为BIM技术的应用重点。在项目的施工过程中，经常会出现孔洞未预留、管道碰撞等现象，智慧工地结合BIM技术可以直观看到预留孔洞的位置，避免出现孔洞遗忘的现象。同时，在BIM模型中对可能发生碰撞的管线进行分析，提前对图纸进行修改，节约了建筑工期，保证了建筑的顺利进行。

3.2 机电安装

在机电安装工程中利用BIM技术，应先建立总负责人、模型组、应用组的组织结构，使其具备完备的管理组织机构；然后，进行模型搭建、碰撞统计、模型调整的工作，使机电安装整洁美观、减少因现场施工冲突造成的不必要返工。可以根据不同功能区域对管线施工的不同要求计算出调整后的净高，调整后的图纸用于指导现场专业施工。机电安装的BIM模型包含给排水、暖通、地下暖通、地下电气、地下给排水等。

3.3 钢结构BIM技术应用

该建筑项目钢结构设计复杂，先采用专业软件进行建模，然后将设计院审核后的模型进行深化分析，最后进行出图制作，可以对复杂工序进行可视化加工。利用BIM技术对施工方案进行模拟预演的步骤如下：施工模拟进行方案确定—各专业进行施工方案核算—施工过程全程监控。由于幕墙钢支撑结构需要进行大量曲面及不规则设计，首先进行结构受力分析计算，确定分片安装模式；然后对支撑钢结构的施工过程进行模拟，先吊装连廊再进行拼装，最后进行屋脊桁架的施工。

3.4 幕墙BIM技术应用

该重点项目幕墙结构采用扭转立面的双层幕墙设计，立体空间和支撑框架较为复杂，且铝板形状、尺寸、角度、数量比较多，因此需要采用R hino+GH专业软件进行安装设计。通过采用专业软件，对不同区域的翻转铝板进行参数分析，然后将铝板的角度、数量等结构导出，进行施工指导。

3.5 BIM图纸审查

通过对整个项目的土建、钢结构、机电安装等结合BIM技术进行分析。对比CAD图纸及专业模型后，进行各专业之间的碰撞分析，累计发现问题10227条。其中，土建施工335条，机电安装问题9845条，幕墙安装问题47条。对土建施工和钢结构模型进行碰撞检测后，及时对相关设计及时调整并确定解决方案。利用BIM技术在各阶段及时发现问题并调整方案，为后续的材料加工、专业施工等提供了技术保障，避免返工造成的工期延误和成本支出。

4 BIM创新应用

在项目建造施工过程中，采用大屏投影和沙盘模式，利用3D打印技术，将采集好的实际数据进行比例模型制作，结合VR虚拟现实等创新科技手段进行项目展示，增加项目展厅的智能化，更好地体现项目的科技水平。同时，在项目建造现场，可以将技术交底卡详细信息生成二维码，现场人员可以通过扫码进行技术交底，管理人员可以通过后台看到交底过程和施工进展。

5 结语

该项目通过BIM技术结合工地智慧管理平台，实现设计、施工的一体化管理，同时，将参建各方的业务融合一体，实现数据资料、通知消息、进度、安全、质量的全方面共同管理。基于平台数据共享和大数据分析，提高了分析计算速度，让数据跑代替人工跑，提高了各方沟通交流效率。结合三维立体设计，使工程展示和作业交底更加具体化、形象化。通过智慧工地平台和BIM技术，将复杂的项目管理变成流程化和集约化管理，提高了项目管理的安全隐患治理效率和进度，以及质量管控效率，对大型复杂建筑项目意义重大，具有很好的推广价值。