信息來源: 深圳市建安(集團(tuán))股份有限公司 信息提供日期:2017-03-07 瀏覽:4678
(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。
參考文獻(xiàn):
[1] 秦凱凱. BIM技術(shù)在大型建筑安裝工程中的應(yīng)用[J]建筑施工,2014(2)
[2] 李建成.BIM研究的先驅(qū)查爾斯·伊斯曼教授[J].土木建筑工程信息技術(shù),2014(4)
[3] 楊永平.BIM技術(shù)在上海路發(fā)廣場(chǎng)項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐[J]. 建筑施工,2014(2)
[4] 張建平,李丁,林佳瑞,顏鋼文.BIM在工程施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2012(8)
[5] 王守宇.基于BIM技術(shù)的人工挖孔樁質(zhì)量控制方法[J].建筑施工,2015(11)
[6] 徐曉磊,關(guān)賢軍,張兵,姜睿雅.基于BIM的建設(shè)工程柔性管理模式分析[J].工程管理學(xué)報(bào),2014(6).
[7] 甘露.BIM技術(shù)在施工項(xiàng)目進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究[D].大連:大連理工大學(xué),2014.
[8] 蘆洪斌.BIM在建筑工程管理中的應(yīng)用[D].大連:大連理工大學(xué),2014.
[9] 冷再品.淺析基于BIM技術(shù)的管線綜合[J].城市建筑,2010(S2)
[10] 何清華.BIM在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及障礙研究[J],工程管理學(xué)報(bào),2012(1)
[11] 王雪青,張康照,謝銀.基于BIM實(shí)時(shí)施工模型的4D模擬[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(4)
[12] 滿慶鵬.基于普適計(jì)算和BIM的協(xié)同施工方法研究[J].土木工程學(xué)報(bào), 2012(vol45)
[13] 蘇世耕.BIM技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J]. 住宅與房地產(chǎn),2015(12)