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（深圳市建安（集團(tuán)）股份有限公司 深圳 518040）

摘要：BIM是利用數(shù)據(jù)和信息對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行信息化和數(shù)據(jù)化管理與協(xié)調(diào)的過程，是利用在土木建筑行業(yè)中的一項(xiàng)新興技術(shù)。本文根據(jù)建安山海中心項(xiàng)目的BIM應(yīng)用實(shí)際情況，從施工技術(shù)管理、安全質(zhì)量管理以及工程量統(tǒng)計(jì)與進(jìn)度管理等幾個(gè)方面分析了BIM技術(shù)的價(jià)值，其中BIM的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可供其他類似工程項(xiàng)目借鑒與參考。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù)  安全質(zhì)量管理    造價(jià)成本管理

中圖分類號(hào)                文獻(xiàn)編碼：B           文獻(xiàn)編號(hào)：

 

The application of BIM in Jian an mountain&sea building’s construction

                  

Shen Zhen Jianan group CO. , LTD. Shen Zhen 518040

     BIM全稱為Building Information Modeling(建筑信息模型)，是通過綜合建筑工程項(xiàng)目管理全壽命周期中的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等諸多環(huán)節(jié)，將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工的紙質(zhì)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型，最終以三維可視化的形式加以展現(xiàn)。BIM于上個(gè)世紀(jì)70年代產(chǎn)生于美國(guó)，1975年佐治亞理工學(xué)院（Georgia Institute of Technology) 建筑與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院的Charles Eastman教授提出了 “建筑的描述體系”這一概念^[1~4]，他認(rèn)為存在一種智能的基于計(jì)算機(jī)數(shù)字化的建筑描述體系,可以從該體系中提取圖紙、工程量、進(jìn)度等相關(guān)建筑工程信息，這一概念的提出標(biāo)志著BIM技術(shù)的誕生。雖然隨后20多年BIM的理論研究取得了極大的進(jìn)展,但因?yàn)锽IM技術(shù)受限于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力和性價(jià)比的影響,導(dǎo)致BIM技術(shù)無法在實(shí)際操作層面有所質(zhì)的突破。直到20世紀(jì)90年代后期隨著電子計(jì)算機(jī)軟件和硬件的快速發(fā)展，由Bentley、Auto-desk等軟件公司和一些大型建筑企業(yè)的大力推廣,BIM在行業(yè)內(nèi)才開始逐步流行,終于BIM在國(guó)外建筑行業(yè)圈內(nèi)的大面積運(yùn)用迎來高潮。在我國(guó)BIM技術(shù)的理論研究與應(yīng)用和與發(fā)達(dá)國(guó)家、地區(qū)相比較晚,不過隨著BIM在北京國(guó)家體育場(chǎng)“鳥巢”、上海中心、廣州塔的建設(shè)過程中的成功運(yùn)用^[5~13],BIM在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。深圳建安集團(tuán)在BIM這一理念被引入中國(guó)的初期就開始組織專門人員學(xué)習(xí)和攻關(guān)BIM技術(shù)，并積極將BIM技術(shù)運(yùn)用在公司所營(yíng)建項(xiàng)目中，且取得了一些經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)以深圳建安山海中心項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)單介紹BIM在工程項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用。

1 工程概況

     建安山海中心的BIM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于Bentley公司的Revit2013軟件進(jìn)行繪制。Revit2013綜合了Autodesk-Revit的建筑和結(jié)構(gòu)功能。本工程位于深圳市福田區(qū)竹子林片區(qū)，地塊西臨園博園，南臨深南大道，北接建安竹盛花園，東與敦煌大廈緊鄰。場(chǎng)地位于市中心，三面道路，環(huán)境較為復(fù)雜。項(xiàng)目地塊基本呈正方形，用地面積為5085.37平方米，項(xiàng)目是座集辦公、多功能會(huì)議、少量商業(yè)配套為一體的超高層辦公樓。本工程建筑主體地面為一座30層塔樓（含六層裙樓）。建筑總高度為129.84米。總建筑面積為63904.12平方米，基坑開挖相對(duì)深度為15.1米～17.1米，規(guī)則矩形約68m×70m，基坑支護(hù)長(zhǎng)280m。本工程場(chǎng)地巖土層自上而下分布有：人工填土層-第四系沖洪積層-第四系坡洪積層-第四系殘積層-燕山晚期花崗巖。地下水穩(wěn)定水位埋深3.1m～6.3m。本工程的結(jié)構(gòu)類型為型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土筒結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防類別為丙類，設(shè)防烈度為七度，場(chǎng)地所在類別為二類?；A(chǔ)采用天然地基上的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)加防水底板。持力層為中風(fēng)化砂巖和微風(fēng)化砂巖，地基的承載力特征值分別為1300KPa和4000KPa，各基礎(chǔ)底面應(yīng)進(jìn)入中風(fēng)化砂巖、微風(fēng)化砂巖層不小于500mm。基坑周邊采用南北兩側(cè)旋挖樁、三管旋噴樁、東西側(cè)咬合樁止水帷幕加基坑內(nèi)二道鋼筋混凝土水平內(nèi)支撐梁板支護(hù)方案。基礎(chǔ)、底板及水池壁均采用C30防水混凝土，抗?jié)B等級(jí)均為P8。圖1和圖2分別為建安山海中心的效果圖與標(biāo)準(zhǔn)層平面圖。

2 工程難點(diǎn)

（a）整個(gè)項(xiàng)目體量大，高度較高，結(jié)構(gòu)平面和垂直偏差控制與施工安全管理極為嚴(yán)格。結(jié)構(gòu)變形控制、核心筒控制基準(zhǔn)點(diǎn)的確定與筒心偏擺幅度控制等要求高，同時(shí)要求項(xiàng)目部能事先預(yù)測(cè)施工過程中將發(fā)生的結(jié)構(gòu)變形，并采取相應(yīng)的預(yù)調(diào)措施以符合設(shè)計(jì)的要求。

 

 

  

圖1 深圳建安山海中心

圖2 深圳建安山海中心標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

 

（b）混凝土底板平均厚度為1.3 m，最厚處達(dá)2 m。底板混凝土澆筑為大體積混凝土澆筑，為避免混凝土底板產(chǎn)生裂縫、滲水等問題，應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。

 （c）項(xiàng)目工期較為緊張，需合理進(jìn)行施工進(jìn)度控制。 

3  BIM在建安山海中心項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1 施工管理

在建安山海中心的建設(shè)過程中利用BIM技術(shù)指導(dǎo)施工,以達(dá)到先試后建、消除設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、排除施工過程中的沖突及風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)比分析不同施工方案的可行性、實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境下的施工周期確定等目的。其中利用BIM指導(dǎo)施工具體體現(xiàn)在BIM整合現(xiàn)場(chǎng)的過程中，通過BIM模型的虛擬建筑與實(shí)際的施工或管理現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合一同來指導(dǎo)、操控現(xiàn)場(chǎng)施工,能夠很好的解決傳統(tǒng)建筑施工管理存在的問題。主要包括以下幾個(gè)方面:

  

 (a) BIM模型（見圖3）和施工圖能夠提供準(zhǔn)確、直觀的BIM數(shù)據(jù)庫(kù)并可一通過智能載體現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工；

圖3 深圳建安山海中心BIM結(jié)構(gòu)模型

 

   (b) 在項(xiàng)目施工階段,施工人員將BIM與智能數(shù)字設(shè)備相結(jié)合。如3D激光掃描儀、智能手機(jī)、RFID、互聯(lián)網(wǎng)云儲(chǔ)存等技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督施工，從而可以較好的避免各種由主觀或客觀原因?qū)е碌氖┕栴}；

   (c)項(xiàng)目的BIM模型可以為施工組織安排提供可視化模擬分析,BIM技術(shù)可以對(duì)施工中復(fù)雜區(qū)域的可視化顯示（見圖4）及施工方案的制定；

 

圖4  地下室與第1層組合示意

   (d) BIM技術(shù)在施工前可以協(xié)調(diào)總承包和分包間的關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)各方的合理分工，避免了由于責(zé)任方不明確而導(dǎo)致的后期各方“踢皮球”的現(xiàn)象。因此可以有效控制施工質(zhì)量和提高施工效率,減少潛在的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 質(zhì)量安全管理

   （a） 目前絕大多數(shù)的圖紙會(huì)審方式是基于二維平面藍(lán)圖的人工審圖，但是這種方式需要審圖人員具有一定的工程經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的空間想象能力，否則極容易遺漏某些較為復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的圖紙問題。但是隨著BIM模型的建立，就可以逐步發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙的相應(yīng)問題,并能及時(shí)向設(shè)計(jì)方反饋，使問題在設(shè)計(jì)階段就能得到很好的解決。建安山海中心項(xiàng)目利用BIM建模進(jìn)行結(jié)構(gòu)與建筑的圖紙會(huì)審，僅在負(fù)三層就發(fā)現(xiàn)了100多個(gè)圖紙問題。

(b)  在進(jìn)行綜合管線安裝施工前利用BIM模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)和綜合管線的碰撞檢查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和管線的碰撞點(diǎn)，避免了后期施工時(shí)管線重新布置和穿洞的問題。本項(xiàng)目中在設(shè)備層查出碰撞點(diǎn)148處、裙樓處發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)247處。

   （c）將高層建筑危險(xiǎn)源識(shí)別的結(jié)果和BIM技術(shù)加以綜合，充分發(fā)揮基于BIM的數(shù)字化和可視化等優(yōu)勢(shì)，建立質(zhì)量安全模型。從而能有效且及時(shí)地發(fā)現(xiàn)在施工過程中的安全隱患，并通過外接檢查點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)源信息、防護(hù)措施和BIM系統(tǒng)界面的掛接，在此基礎(chǔ)上進(jìn)而進(jìn)一步優(yōu)化施工安全計(jì)劃，減少或者避免安全事故的發(fā)生。建安山海中心的外接檢查點(diǎn)掛接的實(shí)現(xiàn)是通過使用廣聯(lián)達(dá)BIM瀏覽器中的視點(diǎn)******功能，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種隱患問題拍照與登記，根據(jù)所發(fā)現(xiàn)問題的不同，選擇系統(tǒng)中的相應(yīng)軸線、項(xiàng)目等參數(shù)。將識(shí)別出的危險(xiǎn)源用紅線標(biāo)注，并將危險(xiǎn)源的類型、特征和可能會(huì)帶來的危險(xiǎn)，以及整改措施等加以備注，最終作為BIM系統(tǒng)中的安全信息以圖片的形式保存。因此在施工或運(yùn)營(yíng)階段，當(dāng)需要對(duì)上述節(jié)點(diǎn)部位進(jìn)行查看時(shí)，就可以在已備注好的BIM模型中提取數(shù)據(jù)加以分析。

3.3 工程量統(tǒng)計(jì)及進(jìn)度管理

    在一般的項(xiàng)目造價(jià)成本管理中,信息的準(zhǔn)確度和時(shí)效性對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的好壞起到?jīng)Q定性作用。其中建設(shè)方、施工方和材料供應(yīng)商對(duì)工程量的統(tǒng)計(jì)尤為看重,因?yàn)楣こ塘渴枪こ添?xiàng)目最為基礎(chǔ)也最為重要的數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)在數(shù)字化模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)空間拓?fù)潢P(guān)系和布爾運(yùn)算可以快速、準(zhǔn)確的收集和處理工程量等數(shù)據(jù)，工程造價(jià)人員只需將當(dāng)?shù)毓こ塘康挠?jì)算規(guī)則輸入計(jì)算機(jī),就可以精確、快速地統(tǒng)計(jì)出工程量信息?；贐IM的造價(jià)成本管理特別是對(duì)規(guī)模較大的工程項(xiàng)目，BIM的優(yōu)勢(shì)更加明顯。 以本項(xiàng)目中的從一層到六層結(jié)構(gòu)柱工程量提取為例，首先根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖在Revit軟件中創(chuàng)建相應(yīng)類型,然后將各層的施工平面圖導(dǎo)入軟件中,將所創(chuàng)建的各種類型的結(jié)構(gòu)柱布置到CAD圖紙中正確的位置。柱的截面尺寸為矩形柱,全部的結(jié)構(gòu)柱如圖5所示。

 

 

                             圖5 第1層結(jié)構(gòu)柱模型

由于工程量是施工進(jìn)度計(jì)劃編制的直接依據(jù),所以工程量清單在工程項(xiàng)目管理中起著至關(guān)重要的作用。隨著BIM模型的建立,結(jié)構(gòu)柱的工程量信息會(huì)同時(shí)被記錄到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中,如澆筑結(jié)構(gòu)柱所需的混凝土數(shù)量,在Revit軟件中創(chuàng)建完結(jié)構(gòu)柱的類型后,該類型的結(jié)構(gòu)柱的尺寸便保存在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中以待調(diào)用。利用Revit軟件工具欄中所提供的創(chuàng)建明細(xì)表這一功能,可以從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用數(shù)據(jù)建立結(jié)構(gòu)柱明細(xì)表（見表1）

                        表1 從1層到6層結(jié)構(gòu)柱明細(xì)表

施工層	族	類型	混凝土體積	結(jié)構(gòu)柱數(shù)量
1F	混凝土矩形柱	1100x1200 mm	124.67 m3	43
2F	混凝土矩形柱	1100x1200 mm	124.67 m3	43
3F	混凝土矩形柱	1100x1200 mm	124.67 m3	43
4F	混凝土矩形柱	1100x1200 mm	124.67 m3	43
5F	混凝土矩形柱	1100x1200 mm	124.67 m3	43
6F	混凝土矩形柱	1100x1200 mm	124.67 m3	43

用同樣的方法在創(chuàng)建完模型后將樓板、梁、樓梯、門窗、核心筒和其他樓層的結(jié)構(gòu)柱等部位根據(jù)Revit軟件中提供的明細(xì)表功能進(jìn)行各施工構(gòu)件的工程量的相應(yīng)統(tǒng)計(jì)并匯總工程量，然后根據(jù)所匯總的工程量編制初步的施工進(jìn)度計(jì)劃（見圖6）。

圖6 利用匯總的工程量編制施工進(jìn)度計(jì)劃

4 結(jié)語(yǔ)

BIM在工程項(xiàng)目實(shí)施的全過程中產(chǎn)生了很大的作用，由于建模前期已經(jīng)分別進(jìn)行了系數(shù)檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)勘探、綜合管線碰撞檢驗(yàn)等工作，使得在后期施工過程中避免了很多問題。同時(shí)模型本身所包括的一些設(shè)備參數(shù)、管線參數(shù)、安裝方式等數(shù)據(jù)信息能為施工方案、材料供應(yīng)、勞動(dòng)力調(diào)配等工作提供相應(yīng)數(shù)據(jù)。正是由于本項(xiàng)目采用了BIM技術(shù)，施工質(zhì)量、施工進(jìn)度得到了保證，同時(shí)利用BIM技術(shù)數(shù)字化模型統(tǒng)計(jì)工程量的工作,不光使工程預(yù)算人員從繁瑣枯燥的人工算量中解放出來,還有效地降低了因人為因素導(dǎo)致的漏項(xiàng)和其他錯(cuò)誤。使施工管理水平和造價(jià)核算效率與精確度得到提高，本項(xiàng)目因此得到業(yè)主和監(jiān)理方的好評(píng)。從建安山海中心BIM技術(shù)的推廣使用效果來看，BIM技術(shù)確實(shí)有利于提高工程項(xiàng)目的施工技術(shù)和管理水平，對(duì)實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的現(xiàn)代化、信息化和相應(yīng)國(guó)家各行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+的號(hào)召起著積極作用。

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