BIM 技术在某房建施工监理工作中的应用

武 涛

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300220）

引言

上海洋山港四期房建工程包括综合办公楼、中控塔、候工楼、连廊、室外场地等项目，建筑面积21 349.74 m2，室外场地面积19 000 m2。除众多的结构物及多样化设施设备外，水、电、通信、空调等管线、井（口）也非常集中、错综复杂。在任务重、工期短、标准高的情况下，房建监理结合传统监理工作模式，通过BIM 后台数据服务器，利用CAD 绘图、工程模拟、决策优化、可视频化、无线视频甄别等相关技术软件，形成最终成果数据，在BIM 系统中进行各专业的统一储存、检索、调用，将这些分散的专业技术整合到一起，提高了各专业技术的准确化、系统化、决策化、快速化。

传统的监理工作方法中监理工作模式单一，主要采取现场巡视检查的方式，针对在现场监查、控制、协调等方面发生的难点重点采取预控措施 。工程上日常的信息沟通往往采取二维视图、手工填报、人工传递等方法。一旦出现参建各方沟通的误解、迟缓，可能导致众多的工程信息处理不及时、不能有效共享，致使工程管理决策所需的支持信息不完整、不充分。因此，将信息技术应用到监理现场工作中是十分必要的。

1 采用BIM 技术进行监理工作的优势

1.1 可视直观化

传统的CAD 模式是在建立二维的线条后，在大脑中构想成三维图形，难免会出现错误、遗漏、矛盾、缺失等问题，从而增加不必要的设计变更；而融入BIM 技术的工作环境下，项目设计、实施、运营过程中的汇报、沟通、决策等工作，都能利用BIM 技术，在系统中可视化的进行，使各项工作更为准确、直观的高效率圆满完成。如机电综合管线图，见图1。

图1 BIM 技术监理可视化模型示意图

1.2 便捷高效化

利用在施工现场关键工序、节点、时段、人物等素材的实时拍照、录像，再分解、组合并与已建立的BIM 模型进行对照分析，可以及时的发现工程中的缺陷及问题，极大地减少了在隐蔽工程中暴露的质量、安全问题造成的返工情况，从而避免了可能隐含的质量、安全隐患，提高了施工质量、安全、及效率。

1.3 信息完备化

通过对施工现场信息积累、完善而建立的BIM模型中，包含了工程建设过程中预设、发生、修改的所有信息和资料，参建各方都能够随各自的需求和目的随时进行查询，并通过BIM 协作平台，在施工过程中进行所需信息和资料的共享，进一步避免了由于信息、资料沟通或传递的不及时、不完整，从而导致的信息滞后、缺漏问题。

2 运用BIM 技术在施工监理中提出优化方案

通过运用BIM 技术在图纸会审与设计交底、审查施工方案、审查材料设备构配件的质量证明文件、见证取样与平行检测、质量（进度、造价、工程变更）管理、竣工验收与工程维修期服务等方面进行分析与研判，在实际工作中分别从设计图纸、施工方案、施工平面布置、施工垂直运输、安全防护措施、模拟施工、优化施工流程等几个方面提出了优化方案建议。

2.1 对设计图纸的优化

根据以往施工经验结合建筑物结构特点，11 层以上外挑混凝土结构优化为钢结构，核心筒采用型钢混凝土与钢结构相连，改现场浇筑混凝土为工厂预制钢结构，见图2。

图2 结构优化方案

2.2 对施工方案的优化

通过计算、验证、设计，将原方案中的锚固式悬挑脚手架优化为支撑式脚手架，见图3。

图3 脚手架优化方案

2.3 对施工平面布置和安全防护措施的优化

针对施工场地平面布置，考虑安全防护措施进行了优化设计，如图4。

图4 施工场地布置优化方案图

2.4 对局部方案的节点施工流程、安装顺序的优化

根据钢结构施工特点，结合现场作业条件和安全要求，通过三维可视化分析，对层间窗方案的节点、施工流程、安装顺序提出建议优化，见图5。

图5 层间窗施工工艺优化方案图

2.5 对垂直运输设备的优化

将原施组中的塔吊优化为ST60/15 截臂塔，达到满足现场使用、保证安全、降低成本的目的。并利用建筑物内部正式消防电梯作为临时电梯，为砌体结构施工和装饰装修运输施工人员和材料，见图6。

图6 垂直运输设备优化方案

2.6 对施工流程的优化

1）使用Revit 和Navisworks 软件，模拟整个施工工况和流程，提前对施工中存在的问题和风险进行分析，并逐一解决。确保在复杂的施工过程中，所有工序正常施工。应用BIM 技术，建立三维的现场场地平面，可以形象直观的模拟现场的安全文明施工情况，实现现场平面布置的灵活高效，及时有效避免错误的发生，减少返工，降低成本。图7 为施工场地布置三维透视图。

图7 施工场地布置三维透视图

2）从平面和立体两方面优化施工顺序和流程。在平面上，对核心筒结构施工顺序流程分解，对每道工序进行优化。在中控塔狭小的施工作业平面上，组织流水施工；在立体上，结合施工内容，不同工序的流水节拍、施工部位等因素，在采取安全措施的前提下，对施工工况进行优化，实现建筑物立体同步施工。即1-10 层进行窗户安装和外墙涂料施工；11-12 层进行铝板安装施工；13-17 层层间窗龙骨与钢结构错层施工；核心筒混凝土结构与钢结构错层施工。

3）核心筒外墙模板由木模板优化为钢模板。由于木模板使用次数只有3～4 次，使用多次后，表面有一定损坏，影响混凝土观感质量；木模板加固时间长，影响施工进度。使用钢模板后保证了混凝土工程质量与施工安全、加快了施工进度，降低工程成本。

2.7 建议及改进

1）劲性钢柱为保证定位精准，增加临时八字支撑和环形支撑钢梁。在施工过程中，发现八字支撑对模板安装影响较大，改进为在600 mm 厚墙体内支撑，见图8。

图8 支撑改进方案

2）为了加强混凝土养护，创新墙面自动养护系统。既提高混凝土养护质量，又可以节约用水，节省人工，达到绿色环保的要求。

3）鉴于上海地域气候特点，在塔吊上安装自动测风仪，随时掌握风力对施工影响，合理安排施工作业，确保施工安全，见图9。

图9 移动设备实时监控示意图

4）为保证高空实体施工效果，采用制作实体模型样板的形式，模拟高空作业中的各项工序工况、分析施工中存在的安全风险，在施工现场的西侧以15 层1:1 比例做一个样板施工区，见图10。

图10 实体模型样板施工区

3 效果分析

通过监理采用BIM 技术对施工过程提出的合理化建议，增强了传统监理工作模式的管控能力，提高了工程质量与施工安全，加快了施工进度，降低工程成本。

1）优化设计后，11～17 层缩短工期187 天，见表1。

表1 分层浇筑时间记录表

2）工程成本降低了289.47 万元，见表2。

表2 优化设计后成本统计表

3）通过BIM 技术在房建监理工作中的运用，提高了青年员工的专业技术水平、质量意识、问题意识、改进意识、解决实际问题技巧和团队合作的精神，为以后同类型监理工作积累了有益经验。

4 结语

1）BIM 技术的自动算量功能可提升计算客观性与效率，还可利用三维模型对规则或不规则构建等进行准确计算，无论是效率、准确率还是客观性上都有保障。BIM 技术的应用改变了工程监理管理中工程量计算的繁琐复杂，节约了人力物力与时间资源等，让监理工程师可以更好的做好风险评估与咨询工作，参与进行精度更高的预算控制。

2）BIM 技术的应用有利于项目全过程各个阶段监理管理工作。建筑工程全过程监理管理贯穿决策、设计、招标投标、施工、结算五大阶段，每个阶段的管理都为最终项目投资效益服务，BIM 模型可提供准确的数据，提升效率，减少经济纠纷。利用BIM 技术可发挥其自身优越性在工程各个阶段的监理管理工作中提供更好的服务。