BIM技术在大型城市综合体工程智能建造中的应用

周忠云

中铁上海工程局集团有限公司 上海 200000

现阶段，在我国建筑行业发展中，信息化、智能化已经成为发展的主要方向，也是当前建筑企业创新能力、竞争能力提升的主要途径。所以，在建筑工程中，如何将BIM技术的应用优势充分发挥出来，推动我国建筑行业高质高效发展，是当前建筑企业面临的主要问题。

1 、工程概况

以某大型综合体工程项目为例，工程包含办公楼、公寓、商业及地下室等建筑，其中办公楼2栋、公寓2栋，地下室共四层，集合了商业、办公及公寓为一体。工程建筑总面积为36.9万m2，地下建筑面积11.7万m2。1号公寓楼高度106m，2号公寓楼高度136m。建筑基础采用桩筏基础，平均深度19.9m，最深处24.9m，属于超深基坑，开挖难度较大；地下结构施工采用半逆作法。工程特点如下：地下2、3层采用逆作法施工，通过结构兼具水平支撑作用，施工中对技术要求比较高；工程体量较大，施工中各专业穿插施工，工期较紧，管理难度大；地下室机电设备密集，安装难度较大。

2 、大型城市综合体工程智能建造中BIM技术的应用

2.1 实施流程

城市综合体工程智能建造中，整个项目实施全过程中均需贯穿BIM技术的应用。从BIM技术的实际应用来看，同一项目中BIM应用主要涉及三个方面：不同项目参与方、不同项目阶段、不同应用层次，而每个方面在项目实施中并非处于独立的状态，三者之间是相互影响的，因此在信息方便具有共享与交互的特点。为确保BIM技术在大型城市综合体工程智能建造中顺利的实施，就需要对BIM实施的流程进行明确，如图1所示。

图1 BIM应用工作流程图

2.2 实施过程

（1）BIM应用准备。BIM技术在设计应用中，需做好充分的准备工作，在施工管理方面需组建完善的管理架构，管理体系中需要对工作流程进行明确，对不同人员的责任及分工进行明确，在软硬件设施方面配备完善。首先，在组织架构方面。根据实际工程特点及需求，组建BIM技术小组，分贝设置组长、组员，组长与副组长通常分别由项目总工程师、项目总工担任，公司BIM专家担任顾问。其次，工作流程。在BIM应用实施前，对项目参建各方进行组织，参与专题会讨论，对BIM在项目中应用的具体流程进行确定，使项目参加各方都能明确自身的职责，以便在BIM实施过程中都能发挥自身的作用。最后，软硬件配置。在BIM建模及应用过程中，用到的软硬件设施主要由3D MAX、Revit、AE、Navisworks、MagiCAD、广联达BIM 5D等软件。

（2）超深基坑土方开挖施工方案优化。在进行超深基坑开挖时，为保证开挖施工的准确、顺利实施，开挖前采用BIM虚拟技术，对开挖各个阶段的实际工况进行模拟，对不同模拟方案进行对比，选择最佳的出土路径，在此基础上对机械设备、人员的配置进行优化。通过模拟分析，对基坑开挖过程中存在的风险点、危险源等进行识别与发现，提前制定防护与应对的措施；对基坑开挖后的成品做好保护措施，将此作为整个基坑开挖施工中需重点把控的要点。最终，借助BIM虚拟技术，对超深基坑土方开挖方案进行优化与确定。

（3）碰撞检查。BIM技术在实际应用中，碰撞检查是主要的应用阶段，是借助BIM系列软件，对工程中的机电、土建、幕墙等专业进行建模，模型建立完成后，进行合模，即对不同专业的模型进行集成。然后，借助BIM软件中的碰撞检查功能进行检测，并出具检查报告。再通过对报告中呈现出的碰撞点进行科学分析，对报告中合理的碰撞点进行排除，如填充墙砌体与电缆桥架的碰撞。组织参建各方对碰撞点进行讨论，并提出修改建议，对建议的可行性提交设计院进行审核。设计院出具变更文件，对存在的碰撞点进行解决，之后才能开始施工，以便减少不必要的浪费，避免对工期产生影响。

（4）机电管线综合布置。对机电管线进行布置时，首先要遵循的原则是保证机电系统基本使用需求及功能的实现，结合吊顶高度，对合模进行深化设计。管线综合布置中，对重点部位管线的密集程度要重点关注，如地下室、走道、管井等部位，需遵循“小管避让大管、水管避让风管、有压避让无压、电缆位于水管上方”的原则进行布设，达到管线布设错落有序、多而不乱、走向合理、层次分明、安装美观的目的。

（5）净高分析。本工程在商业建筑方面，定位比较高端，由于商业建筑在投入使用后，计划引入多个国际高端品牌，而国际品牌在入驻时，对楼层的净高都有严格的要求，一旦楼层净高达不到品牌在合同中约定的高度要求，则业主会面临索赔的风险。为了规避此类风险的发生，就需要借助BIM软件中的净高检查功能，结合机电管线布置城固，对各区域净高分布图提前进行绘制，为建设单位在招商过程中提供可靠依据。对于部分区域无法满足品牌对净高的要求时，则需进行二次深化设计，提升净高。如图2所示为机电管线布设中，部分管线高程低于标高控制线，通过二次深化设计后，净高满足实际需求。

图2 二次深化设计

（6）砌体结构排砖深化设计。由于该工程的体量非常大，所以工程实施中涉及大量的砌体结构工程，如果在砌体结构排砖图绘制中，采用传统AutoCAD软件绘制，则工作量非常大，在繁重的绘图计算过程中也容易出错。而BIM技术的应用，在砌体结构排砖图绘制中，借助BIM 5D软件中砌体结构排砖功能，按照设计总说明及相关要求，在BIM逆行基础上，在软件中输入相关数据，系统能够自动向每面墙的拍砖图绘制出来，并对砌体的需求量自动进行统计，同时对相关AutoCAD文件也能同步导出。从BIM软件中该智能建造功能的实际应用效果来看，使砌体结构排砖设计的工作效率大幅提升，不仅节约了人力、物力，同时工作质量也得到提升。

（7）幕墙深化设计。在进行幕墙模型创建中，采用Revit软件，该软件的优势在于对幕墙里面模型创建过程中，同时幕墙的大样、平面也同时做好，可直接调用节点，实现了幕墙设计的可视化，设计效率大幅提升。

（8）可视化技术交底。对于大型城市综合体工程而言，施工中包含诸多重点及节点工程，如高大支模施工、爬模施工等，在技术交底过程中，可借助传统图纸配合BIM软件生成的三维图进行展示，这样技术人员与施工人员在进行技术交底工作中，能够直观的通过图纸、模型的观察来完成技术交底工作，交底工作更加具体、形象，减少了以往单纯依靠设计图纸时容易产生歧义的问题的发生。

（9）实测实量二维码。在对BIM应用的特点充分利用的基础上，结合施工现场数据采集，在现场实测实量过程中生成二维码，提升了实测实量工作的信息化水平。将二维码张贴在墙、柱上，现场工程师只需要用手机扫满，实测实量详细数据就会显示在手机上，包含构件3D示意图、构件垂直度、构件截面尺寸、轴线位置、平整度、回弹强度值、混凝土强度等级、检测人、责任人、班组长及检测结果等，显示出的文件可直接保存在手机中，方便工程师随时查看。同时，数据还能同步到BIM 5D软件云端，提升了信息、数据的电子化水平。

3 、结束语

通过对BIM技术在大型综合体工程智能建造中的实际应用情况进行分析，较传统施工建造相比，BIM技术的应用保证了工程质量的提升、减少了返工情况的发生、节约了材料、提高了施工安全性，实现了建筑工程智能化建造与绿色施工的目标。同时，BIM技术在实际应用中，还存在一些问题，如指令执行不彻底、模型准确性核准困难等，还需将此作为BIM技术在大型综合体工程智能建造研究中的重点。