黄义霞,朱建飞,蒋 峰,彭 成,钱嘉琛
(江苏九如建设有限公司,江苏 昆山 215300)
随着 BIM 概念引入,新型建造方式应运而生,越来越多的施工企业设立 BIM 部门进行相关的 BIM 施工技术运用和研究,围绕施工现场的实际需求积极开展相关的 BIM 技术运用,形成了各自特色的 BIM 运用模式。但由于许多项目中 BIM 操作人员数量稀缺,缺少整体运用思维及运用环境,从而导致 BIM 无法在项目中落地,未曾给项目管理进行增值。笔者依托昆山市长江路商住用房 ABC 地块项目,对项目中的施工采用 Revit 开展零碎化运用探索一条 BIM 运用思路。
依据施工现场相关设施建立共享参数化族,将其参数化族直接利用到模型中,从而达到一定的深化、技术核定等相关问题的解决。在其后期中可在模型中直接调整参数化,也可以借助相关插件,对所建立的模型族进行分类整理在其需要时加以运用。
通过利用 IFC 标准文件加以利用,前期通过制定模型的搭建规则和拆分规则。将前期模型按照“标准层+非标准层”和分专业类别的原则进行拆分。根据拆分规则建立单独的模型单元。根据运用需求或相关的运用环境,导入到相关的运用软件中,形成单独的运用环境。该类运用需要基于 IFC 能够在其各类软件的互导,能够在其运用过程中需要进行合理拆分,实施难度相对较大,如将该类技术运用至成本预算及核算相对难度较大。但可以通过大的模型删减,导出单独的标准层模型,在其模型中加以运用。
在其前期 BIM 运用过程中,需要根据项目人员及组织架构进行合理的选择 BIM 深化运用方向,在其施工组织设计过程中可以明确运用点、运用精度、运用软件、运用负责人。通过明确其运用方向、运用点等相关内容以便于后期模型深化运用的开展,同时也可以进行设计的相关优化。由于前期的人力资源、运用资源限制,其各自项目在其运用规则中,需要从项目实际进行出发,寻找运用点,通过“以往的深化问题”及“运用难点”入手加以有选择地运用,从中达到“小运用大收益”的运用效果。
昆山长江路商住用房 ABC 地块项目位于昆山市长江路东朝阳路路西,其建筑包含一层地下停车库和 8 栋住宅和 5 栋配套设施。地下车库结构型式为框架结构,基础形式为桩筏基础,其地上结构为剪力墙结构体系。地上存在 1 栋 32 层住宅建筑,2 栋 29 层住宅建筑,3 栋 17 层住宅建筑,4 栋 18 层住宅建筑。
1)本工程外墙立面存在大量的纵横线条,其线条纵横交错布置。设计线条采用混凝土线条,如何有效控制线条的外观质量是本工程施工的一大难点。
2)本工程地下室存在大量桥架及管线,如何有效地布置管线,确保有效净高是本工程施工的一大难点。
3)本工程塔吊定位相对复杂,其建筑群沿南北方向呈两端高、中间低态势,其塔吊的防碰撞检查及协调是本工程安全管控的一大重点。
项目设计中,由于设计受到二维空间中的限制,在其局部设计按照二维平面图纸反映不直观,未能考虑三维施工的操作及可实施性。该类深化可以通过建立局部模型加以深化解决,也可以建立族进行运用,可以将局部建立族模型运用至项目模型中,从而通过局部查看对其整体外观效果及实施上的运用。该类问题主要运用于飘窗、悬挑线条、地下室消防楼梯的深化设计上。
本工程消防走廊前段存在 600 mm 挑板,在其阴角部位与消防前室飘窗板发生构件冲突(见图 1),无法按照图纸进行施工。本工程通过建立飘窗及走廊外挑族,同时考虑模板支设要求,根据实施情况将其阴角部位构件加以合并(见图 2)。
图1 走廊外挑板与飘窗线条之间的冲突(深化前)
图2 外挑挑板与飘窗线条合并设置(深化后)
工程实际中,存在砌块、地砖等块材内容,需要借助 Revit 的共享参数功能进行深化设计,从而达到高效、精准的深化要求,合理最优地分割材料。通过共享参数将模型生成二维图纸进而有效地指导施工现场,利用明细表进行施工现场的材料用量控制。
本工程通过 BIM 技术采用 Revit 软件进行砌筑排布,最大化考虑材料的利用率进行排布(见图 3),生成材料明细能够反映各类规格材料的需求用量,通过集中加工,将所加工的砌筑材料按照排布图需求进行现场运输利用。通过二维码技术将加工后的砌体与模型进行关联,从而更好地指导施工运用。
图3 砌筑排布三维深化模型
工程实际当中,塔吊需要进行立体空间的防碰撞检查。如建立拟建项目的模型,建模工作量较大,通过 Revit 软件中的体量功能,建立以拟建项目的体量模型,将需要反映的建筑外轮廓通过体量模型进行反映。完成相应的建筑群体量模型后,在其项目中插入按照实际说明书初步选定参数化塔吊族文件进行群塔作业分析[1](见图 4)。在其具体施工中可根据塔吊标准节、塔尖高度、大臂、平衡臂建立简易模型。
图4 群塔防碰撞检查模型
项目实施过程中,充分利用 Revit 软件完成铝合金模板深化运用、悬挑脚手架、安全标准化相关设施深化、场地三维布置深化。充分根据施工需求及自身能力合理运用 Revit 软件进行深化运用。该类模型能够充分反映现场施工运用的实际效果(见图 5~7),同时为施工现场提供可视化直观技术交底,保证现场的施工质量及相关技术能够更好地落地。
图5 铝模复杂外立面配模深化三维图
图6 叠合板支撑体系深化三维图
图7 塔吊防攀爬三维示意图
项目实施过程中,可以集合虚拟分析及虚拟建造,对施工内容的受力、高度、时间进行虚拟建造分析,从中找出问题或采取相对的施工措施。如相对管线排布,根据平面图管线位置、避让原则建立管线排布空间深化图,根据完成的深化图(见图 8)对其进行净高分析,查找因管线布置不合理产生的净高不足的问题,对其该部分加以二次优化,如避开梁部位的管线净高不足,可在前期做好管线留洞准备,避免后期开洞产生结构安全问题。对于以上需求的建模内容,可以采用相关的翻模软件进行快速建模,将建好的模型进行合并,提高深化的效率。
图8 管线布置深化三维图
项目分阶段,按照现场实际情况进行场地三维布置(见图 9),确认各个阶段的大型机械设备的投入及防护设施的深化设计,同时明确各个区域的材料堆放场地。通过明细清单对所需材料进行统计分析,提出各阶段材料需求清单。
图9 主体阶段的三维场地深化模型
在项目上对各个小项进行零碎化施工深化,发现本项目在管线预留、碰撞、楼梯间防火墙未闭合、净高分析等的设计问题,同时对外墙线条优化、塔吊碰撞检查、悬挑脚手架方案优化,取得了一定良好的效益。
通过现场收集问题,采用零碎化的施工运用,达到便捷化、快速化地解决问题,直观地体现施工做法,查找问题,充分发挥 BIM 的运用优势。其中,线条优化减少工期 75 d,节约经费 16 万元,砌体排布深化节约 4 万元,管线综合布置节约 21 万元。
通过本次“零碎化”深化运用,充分体现 BIM 的运用优势。本项目获得昆山市 BIM 运用项目成果奖。同时,本项目通过“零碎化 BIM 运用”为项目成功申报昆山市安全及智慧化工地观摩工地添加溢彩,获得安全、质量、成本、进度的多层收益,获得了业内的好评。
工程实际当中,存在诸多需要 BIM 技术加以解决。需要从自身出发,充分考虑资源配置、人力需求等诸多方面出发。在其未能实现整体运用时,采用零碎化的运用,从而达到解决施工现场实际需求,满足“小运用、大效益”的运用效果。随着 BIM 整体运用,零碎化 BIM 深化运用具有工程量小、速度快、干扰小等诸多优点,在其解决工程问题上具有特性。