中建二局第三建筑工程有限公司西南分公司 四川省成都市 610000
摘要：随着建筑行业的发展，越来越多的建筑工程呈现出大型化、复杂化、多样化和标准化，对整个工程的施工管理提出了更高的要求，要求更好的组织能力，更有效的施工安排和更加规范的施工布置。本文通过对大型工程的施工部署和组织研究，采用建筑信息建模方法，对工程的前期策划，施工深化，管线碰撞，进度可视化管控等管控进行有效控制，合理解决各阶段和专业的施工部署和组织，对提升项目管控水平，解决大型工程的施工组织具有一定的参考意义。
关键词：复杂工程；建模深化；施工布置；管线碰撞
1．工程概况
西部国际金融中心项目位于成都市锦江区东大街，总建筑面积为29.3万㎡，由4栋超高层建筑组成，是集办公、商业、酒店、住宅四大功能于一体的超高层综合性建筑。1#主塔楼共56层，高度240.85m；2#银行楼共39层，高度169.95m；3#住宅楼共46层，高度148.10m；4#住宅楼共47层，高度149.55m。本工程为整体地下室，共5层，采用筏板基础。1#、2#楼为框架核心筒结构，结构造型复杂呈倾斜内收形式，外墙为玻璃幕墙；3#、4#楼为剪力墙结构，外墙为铝板幕墙。
本项目BIM技术主要是通过Autodesk Revit系列软件来实现，同时采用Sketchup，Tekla，Navisworks等软件辅助施工。项目在BIM技术的运用方面主要有如下几点：（1）结构模型指导现场施工；（2）企业CI形象模拟以及场地部署；（3）砌筑及二次结构深化；（4）机电管线碰撞检测。
2.BIM在工程中应用的主要流程
主要流程为：建筑信息模型建立（主体结构、钢屋面模型、建筑模型）→现场场地部署（包括企业CI形象模拟、材料堆放区域、机械布置）→砌筑及二次结构深化（样板层砌筑部位排砖、砌筑材质、构造柱布置展示等）→机电管线综合排布（对机电各专业管线进行深化）。
3.BIM技术综合应用
3.1结构模型的应用
结构模型主要包括了梁、板、柱、楼梯等，目前在施工中主要应用就是通过建立起整个工程的一个结构模型，利用BIM的可见性以及优化性的特点，对整个工程有一个直观、大致的了解，还能在建模过程中发现图纸上的问题，并提前解决问题，能减小因图纸变更所造成的工期上的延误；降低了出错率。
3.1.1结构模型——筏板垫层中的应用
由于筏板形式复杂，基坑底包括-21.5m、-25.3m、-26.95m、-29.15m、-31.45m等多个标高，错挖、超挖会直接导致工期上较大的延误以及经济上的损失，为了防止错挖、超挖，清槽时采用sketchup所建立的模型（图1）对坑底标高进行严格控制，为基础垫层施工及筏板浇筑创造条件。
图1现场施工与sketchup清槽图
3.1.2结构模型——大截面型钢斜柱中的应用
本项目结构造型复杂呈倾斜内收形式，CAD的二维平面图中，斜柱的表示不够直观，施工中容易造成错误，在Revit创建的结构模型中，斜柱斜率、偏移量等信息可通过柱剖面图及三维模型一目了然，整个施工过程中，通过对斜柱斜率进行严格控制，避免结构施工中出错。
3.1.3结构模型——钢屋架中的应用
Tekla在实现BIM的过程中，特别是在钢结构方面起了不可或缺的作用。项目1#楼裙房顶为钢结构屋面，通过钢结构Tekla软件完成钢屋架模型的创建。利用钢屋架模型，可以观察钢屋架节点（图2），并从模型中获取我们所需的钢结构相关信息，包括钢屋架的尺寸、材质等，通过模型提取钢架及零部件的使用量，合理计划进场材料，从而指导钢结构屋面正确并顺利地实施安装。
图2 钢屋架节点图 图3 施工现场机械布置及CI形象展示
结构模型在实际中的应用，不管是在施工前的图纸会审阶段，还是在施工中的过程控制阶段都起到了较好的优化作用，充分体现了BIM技术具有可见性与优化性的特点。
3.2BIM技术在现场部署中的应用
3.2.1施工现场总平面布置
本项目施工现场规划红线与现场深基坑边缘重合，场地狭小，通过Revit软件按施工现场总平面布置原则建立场地初步规划模型，在软件中以三维的方式直观地展示，经过项目讨论，在初步方案的基础上进行修改，完善，最终选择最为合理，可行的方案进行实施。
3.2.2现场CI形象展示
使用Revit软件对现场进行企业CI形象的布置，首先需按照《中建总公司施工现场视觉识别手册》进行初步方案设计，将其在三维中展示然后进行方案的可行性讨论，最终敲定方案，按方案实施。
如上图3，机械布置（如塔吊分布情况、外用电梯的位置），场地规划（材料的堆放等），安全通道的设置直观、形象。同时对安全文明施工的实施起了推动作用；企业CI形象，如大门、外围围墙广告布的布置，旗杆、品牌布的悬挂及部署，以及整个现场的初步形象都可以通过软件模拟展示出来，现场施工时一步到位，节省了因未达到预计效果而反复调整所耗费的时间、人力。
3.3砌筑施工中技术指导与应用
本项目中砌筑繁琐复杂，材料类别多，因此我们并未采用直接绘制系统墙的方法来对砌筑进行表达。而是在样板层的深化设计中，建立带参数的砖族模型，以搭积木的方式进行排砖，并按要求对灰缝进行控制，模型中主要对砖的材料类别，墙上留洞的位置、尺寸以及构造柱的设置部位都进行了详细绘制，在施工中起到了很好的指导作用。
图4 效果图与实际施工
通过同一部位效果图与实际施工的对比（如图4），可以清晰明确的观察到现场混凝土反坎还未浇筑，门洞位置留置正确。基本按模型排砖进行砌筑，灰缝控制良好。
实际应用中砌筑深化步骤：砌筑初步方案的提出→建立三维砌筑模型→同建设单位共同对砌筑方案进行调整、深化→砌筑方案的最终确定→样板层的施工→大面积开展砌筑作业。通过这样一种方式在施工前期与建设单位进行沟通协调，提前将砌筑方案进行优化，避免在砌筑施工期间对方案频繁修改而导致工期上的延误及劳动力的大量浪费。
针对现场砌筑材料类别多，深化过程中对材料类别，门过梁位置，洞口两侧砌筑方法、斜顶砖的砌筑进行了详细的标注、说明（如图5），避免了因不同部位砌筑材料改变，而造成大面积错误施工、返工的情况。通过对砌筑中马牙槎的留置方式进行三维交底，以达到质量管控的目的。创建的模型同时可以通过材料统计清单对砌筑量进行精确统计，对材料进场计划进行合理管控，从而达到节材的目的。
图6 机电管线的综合排布
三维施工图的设计更加真实的反应设计者的意图，更加合理的完成管道与设备的布局，更加清晰化的出图。机电设计，最大的问题就是解决管线碰撞和便于施工安装。二维的出图只解决了平面的定位问题。但是实际的施工却是在空间环境（三维环境）中进行。BIM?设计可以清晰的反应设计配合的情况。
管线综合是Revit三维绘图应用与施工中的最大优点，也是这个软件比较突出的优点之一。前面我们说到可以在三维视图中清晰的看到管道与管道或者与结构梁柱之前的情况。不仅如此Revit还自带碰撞检查模块。
当我们进行水管系统与风管系统之间的碰撞检查，只需要选取我们想检查的对象，就可以进行。Revit中会显示碰撞部位，从而对碰撞部位进行修改，完善。在Revit中不仅机电之间可以碰撞检查，外维护，结构梁和柱也都可以与设备管道进行碰撞检查，通过三维的管线布置，减少了碰撞问题，节省了很多用于现场调整管线的时间以及精力，更为项目降低了成本。
4.BIM的应用模式
随着近年来BIM的不断发展，目前国内已形成了这样一种应用模式[1]：承建商驱动模式。承建方采用BIM技术1、辅助投标；2、辅助施工管理。目前阶段，迫于竞争压力，承建商为了赢得建设项目投标，采用BIM 技术和模拟技术来展示自己施工方案的可行性及优势，从而提高自身的竞争力。BIM用于项目投标，由此建设单位可以清楚地了解整个施工过程或方法。另外，在大型复杂建筑工程施工过程中，结构形式多样，施工工序通常也比较复杂。为了保证施工的顺利进行、减少返工，承建商采用BIM 技术和模拟技术进行施工方案的模拟与分析，在真实施工开始之前找出合理的施工方案，同时便于与分包商协作与沟通。
本项目采用了承建商驱动模式，对BIM在施工中的应用进行了一系列尝试，包括了结构中的辅助施工，可视化施工方案（砌筑方案深化），机电管线交错布置的优化等，为施工的顺利进行打下了基础，同时，优化的方案也更好地为绿色施工服务。
5.结束语
BIM是项目的整个生命周期的运营，需要靠多方面，多专业，多种软件的支持，协调配合才能共同完成。BIM在项目中的应用也不可能一步到位，而是在建筑的整个运营过程中逐步表现出来它的强大。随着建筑信息模型工具的不断完善和业主对工程项目建设要求的日益提高，建筑信息模型必将得到广泛的应用[2]。
BIM 技术在建筑业中表现出来的能力是有目共睹的，能为建筑业健康的发展提供有力的支持，然而在实际项目中，其效用并没有得到有效地发挥，BIM目前在国内仍处于发展阶段，在施工中的应用还有很多创新点可以挖掘，相信在今后的逐步发展中，更多的应用模式以及实际应用方式会涌现而出，更好的服务于我国建筑行业。
参考文献：
[1] 李 恒，郭红领，黄 霆，陈镜源，陈景进.BIM 在建设项目中应用模式研究[J].工程管理学报，2010，24（5）：526-529.
[2] 胡文发，何新华. 4D CAD 技术的现状及其发展趋势分析[J].山东建筑工程学院学报，2006，21（ 2）：183- 185.
论文作者:陈昌武,张杰,周金成
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/2/1
标签：模型论文; 砌筑论文; 结构论文; 管线论文; 项目论文; 屋架论文; 是在论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;