BIM技术在高层住宅施工中的管理应用有哪些可借鉴的经验?

2021年4月2日
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引言

BIM技术是以建筑工程项目各项信息为基础建立起来的三维建筑模型,施工企业建立以BIM应用为载体的项目管理信息化体系,能够提升施工管理水平,保证施工质量,获得更多的经济效益。本文结合南京市某高层住宅工程,探索了BIM技术在该项目中的应用及有益成果。

1 工程概况

南京市浦口某高层住宅楼工程地下二层、地上二十九层,采用框架剪力墙及墙下布桩加筏板的基础形式。建筑物总高86米,总建筑面积68593平方米,该项目的施工难点在于:①工程总用地面积小,机械设备多,施工组织的难度较大;②工程位于闹市区区,需要严格做好防尘、防噪声等工作;③工期紧、工程量大、工程施工任务重。基于上述施工难点,项目部决定采用BIM技术辅助施工,在工程建设过程中综合运用三维可视化、协同作业、检测协调等BIM技术,以降低工程成本,缩短工期。

2 本项目BIM技术的实施框架

2.1成立BIM系统管理组织构架

本工程项目部首先成立了BIM中心,确定了BIM中心人员组织机构和工作职责,BIM系统的组织机构如图1所示,其中总监、设计管理组,进度管理组、协调管理组等小组的工作职责分别为:①BIM中心总监负责统管整个项目的BIM工作规划、实施等事项,必须进行BIM工作的沟通与协调,定期参与BIM工作会议;②设计管理组负责收集设计阶段的建筑模型和结构模型,及时发放给项目部各部门进行设计深化,督促分包单位及供应商在设计模型的基础上建立施工阶段BIM模型,对各专业的施工模型进行整合和碰撞检测,优化设计方案;③进度管理组负责对施工阶段的BIM模型用Revit、Navisworks等软件预测工程进度,实时协调施工各方,优化工序安排和进行施工进度的控制;④协调管理组负责BIM系统进行过程中的各方协调,包括业主方、设计方、监理方、分包方、供应方等多渠道和多方位的协调,建立网上文件管理协同平台进行日常维护管理和软件版本的升级与检查。

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图1 项目BIM 系统管理组织图

2.2制定BIM系统工作计划

BIM系统管理组织构架形成后,项目部制订了BIM系统的工作计划,如表1所示。

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表1 项目BIM 系统工作计划表

3 本项目BIM系统的实施流程

本项目BIM系统的实施流程分以下几个步骤:①建立模型。根据所给定的建筑、结构和机电等施工图纸,运用Revit建模软件进行建模;②核查模型。依据各专业的施工图对模型进行核查和修改;③碰撞检测。运用BIM相关软件进行项目管线的碰撞检测,作出管线综合碰撞的分析报告和管线优化方案;④问题汇报。对模型核查和碰撞检测中所发现的问题进行汇总和报告;⑤沟通协调。与业主、施工方、设计方等单位进行问题探讨和协调;⑥模型修改。根据设计院所给定的解决方案进行模型重建和修改;⑦图纸变更。设计方根据模型和优化方案进行图纸变更,最终交付图纸,施工单位依图进行施工。

4 BIM系统在本项目的综合实践

4.1工程算量

工程项目传统的算量方法是利用计量软件,依据二维CAD图纸进行人工计算,这种方法工作量大、效率低,不利于大型项目的成本控制。依据参数化的BIM模型可以有效地进行项目工程量的计算及材料的统计分析。目前,BIM模型有三种工程算量方法:①利用BIM软件的自动算量功能将工程量输入到Excel表格后进行计算;②使用插件或第三方软件将BIM软件连接到算量软件中进行计算;③使用专有计算软件从BIM模型数据库中提取资料后进行计算。本工程主要采用第1种方法,通过BIM模型对材料进行设定,自动统计出各种构件的体积、用量等基本量,如表2所示,然后根据明细表编制施工预算和竣工结算。这种方法不仅可以便捷、准确地进行成本控制,而且一旦工程量发生工程,由模型导出的统计信息也将自动更新,大大减少了人工操作的失误。

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表2 项目BIM 模型的部分工程算量表

4.2施工模拟

BIM施工模拟是将Project施工计划书、Revit三维模型及Navisworks施工动态模拟软件与时间、空间及构件信息相结合的过程。通过施工模拟,实现虚拟施工过程各阶段和各方面信息数据的有效集成。施工模拟将构件工艺参数与影响施工的属性联系起来,实现全面、全方位的施工管理。本项目针对施工现场工序多、施工空间狭小的情况,利用施工模拟分析了混凝土浇筑、模板安装、钢支撑施工等作业工况,如图2所示,由模拟图可以快速发现存在的问题,及时寻求解决方案。

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图2 BIM 施工模拟与施工现场对比图

对工艺复杂、质量要求高的施工部位,通过BIM技术的施工动态模拟可以精确地展示关键节点的构造,对不符要求的部位进行调整和优化。图3是本工程局部管线布置优化方案。

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图3 BIM 模型管线施工优化图

4.3碰撞检测

在工程项目施工过程中,建筑构件经常会发生硬碰撞和软碰撞。硬碰撞是指构件或实体之间的相互交叉碰撞;软碰撞是构件空间无法满足施工要求,例如工程管线安装必须保留足够的间距,如果设计的间距太小,则无法进行管线的架设。一些小问题很难在设计图中被发现,而利用BIM碰撞检测工具则可以方便地检测到指定系统中的碰撞,表3是本项目中检测到的部分碰撞问题,发现后立即进行了整改。

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表3 BIM 模型碰撞检测结果

5 结语

本工程项目将BIM技术引入高层住宅的施工管理,进行了可视化分析、施工动态模拟、碰撞检测等工作,大大优化了施工方案、降低了工程成本、提高了工作效率。目前BIM技术在工程施工领域还处于起步阶段,我国尚无统一的BIM系统标准体系和相关的BIM系统管理、推行机制,施工技术人员有必要进行更多的探索,将BIM理论运用到更多的实际工程中去,从根本上保证工程项目在规划、设计、施工、运营各阶段信息的有效利用与管理。

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