（深圳市建安（集团）股份有限公司 深圳 518040）

摘要：BIM是利用数据和信息对工程项目进行信息化和数据化管理与协调的过程，是利用在土木建筑行业中的一项新兴技术。本文根据建安山海中心项目的BIM应用实际情况，从施工技术管理、安全质量管理以及工程量统计与进度管理等几个方面分析了BIM技术的价值，其中BIM的应用经验可供其他类似工程项目借鉴与参考。

关键词： BIM技术  安全质量管理    造价成本管理

中图分类号                文献编码：B           文献编号：

 

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

                  

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

     BIM全称为Building Information Modeling(建筑信息模型)，是通过综合建筑工程项目管理全寿命周期中的设计、施工、运营、维护等诸多环节，将传统设计与施工的纸质信息转化为数字模型，最终以三维可视化的形式加以展现。BIM于上个世纪70年代产生于美国，1975年佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology) 建筑与计算机科学学院的Charles Eastman教授提出了 “建筑的描述体系”这一概念^[1~4]，他认为存在一种智能的基于计算机数字化的建筑描述体系,可以从该体系中提取图纸、工程量、进度等相关建筑工程信息，这一概念的提出标志着BIM技术的诞生。虽然随后20多年BIM的理论研究取得了极大的进展,但因为BIM技术受限于计算机的运算能力和性价比的影响,导致BIM技术无法在实际操作层面有所质的突破。直到20世纪90年代后期随着电子计算机软件和硬件的快速发展，由Bentley、Auto-desk等软件公司和一些大型建筑企业的大力推广,BIM在行业内才开始逐步流行,终于BIM在国外建筑行业圈内的大面积运用迎来高潮。在我国BIM技术的理论研究与应用和与发达国家、地区相比较晚,不过随着BIM在北京国家体育场“鸟巢”、上海中心、广州塔的建设过程中的成功运用^[5~13],BIM在国内的应用逐渐呈现出一片欣欣向荣的景象。深圳建安集团在BIM这一理念被引入中国的初期就开始组织专门人员学习和攻关BIM技术，并积极将BIM技术运用在公司所营建项目中，且取得了一些经验。现以深圳建安山海中心项目为例，简单介绍BIM在工程项目中的实际应用。

1 工程概况

     建安山海中心的BIM技术的实现是基于Bentley公司的Revit2013软件进行绘制。Revit2013综合了Autodesk-Revit的建筑和结构功能。本工程位于深圳市福田区竹子林片区，地块西临园博园，南临深南大道，北接建安竹盛花园，东与敦煌大厦紧邻。场地位于市中心，三面道路，环境较为复杂。项目地块基本呈正方形，用地面积为5085.37平方米，项目是座集办公、多功能会议、少量商业配套为一体的超高层办公楼。本工程建筑主体地面为一座30层塔楼（含六层裙楼）。建筑总高度为129.84米。总建筑面积为63904.12平方米，基坑开挖相对深度为15.1米～17.1米，规则矩形约68m×70m，基坑支护长280m。本工程场地岩土层自上而下分布有：人工填土层-第四系冲洪积层-第四系坡洪积层-第四系残积层-燕山晚期花岗岩。地下水稳定水位埋深3.1m～6.3m。本工程的结构类型为型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒结构。结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，设防烈度为七度，场地所在类别为二类。基础采用天然地基上的柱下独立基础加防水底板。持力层为中风化砂岩和微风化砂岩，地基的承载力特征值分别为1300KPa和4000KPa，各基础底面应进入中风化砂岩、微风化砂岩层不小于500mm。基坑周边采用南北两侧旋挖桩、三管旋喷桩、东西侧咬合桩止水帷幕加基坑内二道钢筋混凝土水平内支撑梁板支护方案。基础、底板及水池壁均采用C30防水混凝土，抗渗等级均为P8。图1和图2分别为建安山海中心的效果图与标准层平面图。

2 工程难点

（a）整个项目体量大，高度较高，结构平面和垂直偏差控制与施工安全管理极为严格。结构变形控制、核心筒控制基准点的确定与筒心偏摆幅度控制等要求高，同时要求项目部能事先预测施工过程中将发生的结构变形，并采取相应的预调措施以符合设计的要求。

 

 

  

图1 深圳建安山海中心

图2 深圳建安山海中心标准层平面图

 

（b）混凝土底板平均厚度为1.3 m，最厚处达2 m。底板混凝土浇筑为大体积混凝土浇筑，为避免混凝土底板产生裂缝、渗水等问题，应严格控制施工质量。

 （c）项目工期较为紧张，需合理进行施工进度控制。 

3  BIM在建安山海中心项目中的应用

3.1 施工管理

在建安山海中心的建设过程中利用BIM技术指导施工,以达到先试后建、消除设计错误、排除施工过程中的冲突及风险、对比分析不同施工方案的可行性、实现虚拟环境下的施工周期确定等目的。其中利用BIM指导施工具体体现在BIM整合现场的过程中，通过BIM模型的虚拟建筑与实际的施工或管理现场结合一同来指导、操控现场施工,能够很好的解决传统建筑施工管理存在的问题。主要包括以下几个方面:

  

 (a) BIM模型（见图3）和施工图能够提供准确、直观的BIM数据库并可一通过智能载体现场指导施工；

图3 深圳建安山海中心BIM结构模型

 

   (b) 在项目施工阶段,施工人员将BIM与智能数字设备相结合。如3D激光扫描仪、智能手机、RFID、互联网云储存等技术现场监督施工，从而可以较好的避免各种由主观或客观原因导致的施工问题；

   (c)项目的BIM模型可以为施工组织安排提供可视化模拟分析,BIM技术可以对施工中复杂区域的可视化显示（见图4）及施工方案的制定；

 

图4  地下室与第1层组合示意

   (d) BIM技术在施工前可以协调总承包和分包间的关系,从而实现各方的合理分工，避免了由于责任方不明确而导致的后期各方“踢皮球”的现象。因此可以有效控制施工质量和提高施工效率,减少潜在的经济损失。

3.2 质量安全管理

   （a） 目前绝大多数的图纸会审方式是基于二维平面蓝图的人工审图，但是这种方式需要审图人员具有一定的工程经验和较强的空间想象能力，否则极容易遗漏某些较为复杂节点的图纸问题。但是随着BIM模型的建立，就可以逐步发现设计图纸的相应问题,并能及时向设计方反馈，使问题在设计阶段就能得到很好的解决。建安山海中心项目利用BIM建模进行结构与建筑的图纸会审，仅在负三层就发现了100多个图纸问题。

(b)  在进行综合管线安装施工前利用BIM模型进行结构和综合管线的碰撞检查，可以及时发现结构和管线的碰撞点，避免了后期施工时管线重新布置和穿洞的问题。本项目中在设备层查出碰撞点148处、裙楼处发现碰撞点247处。

   （c）将高层建筑危险源识别的结果和BIM技术加以综合，充分发挥基于BIM的数字化和可视化等优势，建立质量安全模型。从而能有效且及时地发现在施工过程中的安全隐患，并通过外接检查点的方式实现危险源信息、防护措施和BIM系统界面的挂接，在此基础上进而进一步优化施工安全计划，减少或者避免安全事故的发生。建安山海中心的外接检查点挂接的实现是通过使用广联达BIM浏览器中的视点外挂功能，项目现场工作人员对现场的各种隐患问题拍照与登记，根据所发现问题的不同，选择系统中的相应轴线、项目等参数。将识别出的危险源用红线标注，并将危险源的类型、特征和可能会带来的危险，以及整改措施等加以备注，最终作为BIM系统中的安全信息以图片的形式保存。因此在施工或运营阶段，当需要对上述节点部位进行查看时，就可以在已备注好的BIM模型中提取数据加以分析。

3.3 工程量统计及进度管理

    在一般的项目造价成本管理中,信息的准确度和时效性对整个项目的好坏起到决定性作用。其中建设方、施工方和材料供应商对工程量的统计尤为看重,因为工程量是工程项目最为基础也最为重要的数据。BIM技术在数字化模型的基础上,根据空间拓扑关系和布尔运算可以快速、准确的收集和处理工程量等数据，工程造价人员只需将当地工程量的计算规则输入计算机,就可以精确、快速地统计出工程量信息。基于BIM的造价成本管理特别是对规模较大的工程项目，BIM的优势更加明显。 以本项目中的从一层到六层结构柱工程量提取为例，首先根据结构施工图在Revit软件中创建相应类型,然后将各层的施工平面图导入软件中,将所创建的各种类型的结构柱布置到CAD图纸中正确的位置。柱的截面尺寸为矩形柱,全部的结构柱如图5所示。

 

 

                             图5 第1层结构柱模型

由于工程量是施工进度计划编制的直接依据,所以工程量清单在工程项目管理中起着至关重要的作用。随着BIM模型的建立,结构柱的工程量信息会同时被记录到后台数据库中,如浇筑结构柱所需的混凝土数量,在Revit软件中创建完结构柱的类型后,该类型的结构柱的尺寸便保存在后台数据库中以待调用。利用Revit软件工具栏中所提供的创建明细表这一功能,可以从后台数据库中调用数据建立结构柱明细表（见表1）

                        表1 从1层到6层结构柱明细表

施工层	族	类型	混凝土体积	结构柱数量
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

用同样的方法在创建完模型后将楼板、梁、楼梯、门窗、核心筒和其他楼层的结构柱等部位根据Revit软件中提供的明细表功能进行各施工构件的工程量的相应统计并汇总工程量，然后根据所汇总的工程量编制初步的施工进度计划（见图6）。

图6 利用汇总的工程量编制施工进度计划

4 结语

BIM在工程项目实施的全过程中产生了很大的作用，由于建模前期已经分别进行了系数检测、现场勘探、综合管线碰撞检验等工作，使得在后期施工过程中避免了很多问题。同时模型本身所包括的一些设备参数、管线参数、安装方式等数据信息能为施工方案、材料供应、劳动力调配等工作提供相应数据。正是由于本项目采用了BIM技术，施工质量、施工进度得到了保证，同时利用BIM技术数字化模型统计工程量的工作,不光使工程预算人员从繁琐枯燥的人工算量中解放出来,还有效地降低了因人为因素导致的漏项和其他错误。使施工管理水平和造价核算效率与精确度得到提高，本项目因此得到业主和监理方的好评。从建安山海中心BIM技术的推广使用效果来看，BIM技术确实有利于提高工程项目的施工技术和管理水平，对实现工程建设的现代化、信息化和相应国家各行业互联网+的号召起着积极作用。

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