范磊
佛山市铁路投资建设集团有限公司 广东佛山 528000
摘要：随着超高、复杂、异形等建筑物的建造，使施工安全变得更加难以管理，BIM技术在建筑施工领域被广泛应用，因其具有高度的可视化、动态化、协调性、模拟性等特征而被项目管理人员逐渐接受，在施工安全管理方面也起到了较强的指导作用，与传统安全管理方式不同之处是，它能够让项目管理人员更直观的时时辨识现场危险源，并及时采取对策措施消除事故隐患，防止事故发生。
关键词：BIM；逆作法；空间管理
BIM是建筑工程领域较为前沿的工具，具有可视化、协同性、优化性、可出图性、进行成本控制等优点。逆作法近几年被广泛应用于城市中心的高层建筑基坑施工，但其在施工过程中预留孔洞管理、结构碰撞管理、净高及净宽管理等还不够完善。
一、概述
1.BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM技术具有可视化、协同性、模拟性、可出图性以及进行成本控制等众多特点，使其越来越广泛地应用于现场施工管理。BIM技术应用到建筑设计领域能更好地发挥计算机的协调作用，不同专业设计图纸间的各种矛盾冲突更容易发现并解决。BIM所特有的三维视角能使专业水平有限的人员参与项目的设计、管理当中，使甲方的要求更便于明确表达出来，同时也便于各参与方掌握甲方的要求，开展质量控制工作。利用BIM中充分信息化的优点，在构件信息中查找匹配相关条件，就能更高效、快速地获得需要的特征信息。基于BIM技术的虚拟施工可以有效地运用到技术难度较大、工艺复杂、交叉作业多、构件尺寸变化多的建设项目之中。
2.BIM技术的应用可以保证造价信息的完整性、准确性和实时性，进而可以实现对项目全过程的成本控制。BIM技术可以运用于工程建设项目的整个生命周期中，即从项目规划、方案设计到施工建造，再到投入使用，最后到运营维护的全过程。逆作法施工技术常出现在建筑基坑工程，用于简化深基坑支护，该技术也被证明是目前条件下最好的技术路线，同时该技术也被应用于旧城改造中解决深基坑的技术难题。它是先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。逆作法的适用范围较广，通常用于施工场地有限、施工周边建筑或人口密集、需要加快工期、地基软土层厚以及对基坑外部地面或周边建筑物沉降变形要求较高的工程。逆作法的优点在于缩短建设周期，对环境保护也起到一定的作用等。所以，逆作法作为一种先进的施工工法，会带来良好的社会经济效益。然而，逆作法在实际施工应用中不可避免存在一些缺点，如在施工过程中，逆作法对预留孔洞、结构碰撞、净空及净宽等精度要求较高，一旦出现问题，迫使后期返工，延长施工周期，造成经济损失，甚至导致楼板受力改变，产生质量、安全隐患。
二、BIM技术的特点
1.动态化。BIM模型是高度的真实数字信息的集合载体，通过修改某一元素的参数其他关联参数都会随之修改，对于每天一个施工状态的现场，可以每天定时对BIM模型时时动态更新然后上传至云端，让管理人员及时分析辨识出新的风险源，并发出相应的安全指令，实现动态化的现场管理。
2.协调性。在工程项目施工中经常会出现各专业间信息“不兼容”现象，常因沟通不畅出现盲目施工或发现隐患问题未及时告知相关人员解决，从而使得隐患问题长期出现无法消除，通过BIM模型可以让所有参建者在同一云端模型中进行信息交流，一人发出指令所有人都能接收，使安全隐患得到持续关注与及时解决，实现高效协同的现场管理。
3.预算可控性。BIM模型可以时时查看整个工程的各个施工阶段或状态的工程预算的完成情况，可以将每个阶段必要投入的资金作为某一构件物的关联参数，并以某一醒目色调高亮显示，以便提醒管理人员关注资金是否足额投入及资金使用的合规性，使项目预算费用得到有效控制。
4.模拟性。4D或5D的施工模拟可以使建筑的建造顺序明晰，通过施工模拟与施工方案的结合，能够使设备进场、材料进场、人员分配等各项工作的安排变得更为有序、合理。在施工过程中，可将BIM三维模型与无线监控数据相结合，实现数字化的现场监控，使项目各级人员均能在第一时间了解现场的实际情况，并模拟下一道工序中易发生的不良状况。
三、BIM技术在逆作法空间管理的应用
BIM技术对建筑工程项目的空间管理体现在三大方面：预留、碰撞、净空。运用到逆作法中，BIM技术可以用作预留孔洞管理、结构碰撞管理、净空及净宽管理。主要体现如下：（1）是逆作项目预留孔洞的缺陷。相比顺作法，大部分逆作法项目需要预留更多的孔洞，如出土口、上人口和通风孔，这些预留孔洞的设置位置及大小等参数都有严格的规定，一旦预留错误轻则需要后期返工，重则影响楼板的受力情况。因此，逆作法项目在预留孔洞方面需要比传统顺做法项目更为严格的施工前交底、检查，确保孔洞预留正确。（2）是逆作项目结构碰撞管理的缺陷。在项目的设计阶段，一般设计方会分专业进行设计，如建筑设计、结构设计、机电设计等。在各专业相对独立的情况下，结构设计容易出现遗漏和错误。尤其当某一专业的设计出现变更的时候，如机电管线布置变更等，结构设计变更容易跟不上，引发施工阶段众多管线与结构“打架”的现象。对于逆作法项目而言，因其地下结构相比传统做法更复杂，该现象更为明显。同时由于逆作法梁、板、柱等结构的受力情况相对复杂，一旦在施工阶段发现结构“打架”的情况，因逆作项目的方案改动空间小，改动方案所需的代价较传统项目更大。（3）是逆作项目在净空净宽方面与顺作法不同，逆作法基坑是开挖一部分就浇筑一部分的梁板结构，有时甚至是开挖一层就浇筑该层梁板结构然后继续向下开挖、施工。因此，逆作法在地下结构施工过程中的施工空间是相比顺做法更紧凑、受限的，尤其在净高方面。因此，保证在有限的工作面内能确保施工机械连续施工是保证逆作法地下结构施工效率的关键。采用BIM技术，所有的专业模型能汇总在一个综合模型当中（如图1），在合模过程中能发现各个专业在单独进行设计时未考虑到的问题，尤其是能有效确保预留孔洞不漏设、不错设，其位置、数量、尺寸大小符合设计及后期使用要求，同时还能检查既定方案中结构与构配件是否存在冲突，避免在施工阶段因出现结构冲突而被动调整方案。
可通过漫游功能检查地下空间能否满足既定施工方案选用挖机的挖掘半径，尤其对于逆作项目在挖土过程中中间支承柱就已存在的情况而言，提前借助BIM技术漫游功能根据各支承柱间的距离灵活选择土方挖掘方案，保证逆作项目的土方工程顺利进行。
逆作法作为一种前沿的基坑施工技术正被越来越多工程采用，其对周围环境和建筑物的影响小、节省支护结构支撑费用、可最大限度利用城市规划红线内地下空间、缩短项目总工期等优点对于建筑工程领域而言意义重大，尤其对于处于城市中心的高层建筑工程项目而言，是一种能有效提升项目效益的施工技术。
参考文献：
[1]赵越.BIM技术在建筑施工安全管理中的应用研究.2016.
[2]周明慧.浅谈基于BIM在逆作法施工技术中的空间管理.2017
论文作者:范磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/26
标签：作法论文; 结构论文; 项目论文; 孔洞论文; 技术论文; 模型论文; 基坑论文; 《防护工程》2018年第10期论文;