論文摘要

 

國資大廈EPC項目,將BIM技術從研究探索、簡單應用轉為深化設計、平臺管理,結合數字中國、透明工地等先進理念,針對施工過程分階段、分專業進行BIM實際應用,確保工程安全、優質、高效、如期完成。

 

1 工程概況

國資大廈EPC建設項目位于福建省福州市臺江區海峽金融核心商務區E地塊,南側為江濱中大道,東側為鰲峰之路,被列為福建省第2批建筑信息模型(BIM)試點示范項目(見圖1)。項目總投資額4億元,為國資公司及其權屬企業綜合辦公大樓。項目總占地面積1.3萬m2,總建筑面積7.2萬m2,其中地上建筑面積約5.2萬m2,地下建筑面積約2萬m2。地下2層,最大開挖深度達12.6m,最大坑中坑長25.4m,寬23.3m,深5.2m,其上為一棟20層5A甲級寫字樓(高86.3m),采用框架-核心筒結構,配套裙房共5層(高23.9m),采用框架-剪力墻結構,外立面采用構件式玻璃幕墻及局部鋁單板幕墻。

 

2 施工難點

本工程自2017年4月1日開工,計劃竣工時間為2018年10月31日,工期為578d。工期緊迫,公建項目地下室人防工程量多,辦公樓水電、暖通等各種管線錯綜復雜,各工種需穿插作業,工作面小,對項目管理提出了挑戰。項目開工時恰逢福州臺風和暴雨多發季節,距閩江較近,基坑面積大,地下水位高,降水、排水、截水措施是否有效,對保證基坑穩定、施工安全、結構質量、工期至關重要。

 

3 BIM應用亮點

3.1 項目云平臺應用——品茗CCBIM云平臺

采用品茗CCBIM云平臺建立企業平臺,通過企業平臺集團公司可實時了解各項目動態,對項目進度、安全、質量總體把控,并通過對項目數據進行挖掘分析,找到薄弱環節進行監管或找到優良工藝、技法加以推廣(見圖2)。

從企業平臺可接入各項目云平臺,查看詳細的項目信息,如模型、進度、成本、質量、安全、施工日志等動態,同時查看項目使用云平臺發起的質量、安全等各項任務及進展情況,對各類文件、模型、資料等進行歸檔管理(見圖3)。

項目部通過使用項目云平臺將BIM成果輕量化,采用PC端、Web端,或通過QQ、微信掃碼的方式,實現模型、施工圖、文檔等信息的在線瀏覽,用于核對現場尺寸、材料、構件(見圖4)。

通過手機端將現場相關質量問題或安全隱患拍照上傳,與模型或CAD圖紙關聯,做到準確定位、實時反饋,然后通過移動辦公,實時將問題落實至責任人并限時整改,使得BIM成果深入施工作業現場,保障項目施工安全有序進行(見圖5)。

在PC端進行數據匯總,統計分析,針對本項目多班組作業情況,利用數據對比進行科學管理。

1)數據可視化  通過Revit建立基坑模型,將地下水位監測數據與基坑監測數據通過平臺錄入模型,形成曲線圖、柱狀圖等,在平臺上點擊各監測點即可查看相關監測數據(見圖6)。區別于原監測報表,可視化數據能直觀地進行比較分析,使巡查工作更有針對性,對數據變化較大、較快部位進行預警,便于項目管理者及時依據數據做出科學決策,提高了基坑施工安全性(見圖7)。

2)虛擬建造 根據群塔作業相關規定,針對本工程項目中主樓部分18根型鋼混凝土柱吊裝進行施工模擬,在建筑物東西兩側各設置1臺QTZ160(TC6015-10)型塔式起重機(見圖8)。

3)施工模擬 吊裝前利用模型信息結合測量工具對構件定位放線、構件編號及方向標示等進行復測,并預先進行試吊,檢查整機狀況完好后,正式進入吊裝作業(見圖9)

通過臨時耳板和連接板用六角高強度螺栓對鋼柱位置進行臨時固定,固定前要調整鋼柱的標高、垂直度、偏移和扭轉等參數(見圖10)。

在柱體兩側掛磁力線錘,初步確定柱體垂直度,再采用水平儀利用柱底上1m處標高十字線復測柱頂標高,標高調整時利用吊鉤的起落、撬棍撥動調節上柱與下柱間隙直至符合要求,柱頂標高無誤后塔式起重機方可落鉤(見圖11)。采用2臺經緯儀從柱的縱橫2個軸向同時觀測,依靠千斤頂調整柱腳保證鋼柱垂直度,地下第1節采用纜風繩配合手拉葫蘆調整。無誤后固定柱腳并牢固拴緊纜風繩,保障吊裝施工安全、準確、有序進行。

3.2 BIM階段應用

1)施工圖設計階段  在項目BIM實施過程中,BIM團隊利用EPC項目資源優勢,在施工圖設計階段介入,同步建立項目BIM模型,提前發現設計圖紙中的錯漏缺碰,采用三維模型與施工圖模型問題記錄表的方式,及時與設計院溝通調整,實現協同設計,達到減少施工過程中設計變更的目的(見圖12)。

2)施工準備階段  采用品茗三維施工策劃軟件對項目臨時設施布置、各階段材料堆場規劃、土方施工、人貨梯加節、塔式起重機防碰撞等進行模擬、優化,使項目場地空間布局科學合理,減少二次搬運,對項目安全施工以及對外形象進行初步把控(見圖13)。利用筑安數博訊人機互動平臺結合BIM模型,針對施工重點、難點進行三維交底。現場根據相關規范和交底重點、難點進行施工,并由質檢員復驗,保證施工質量。

3)施工階段  由專業BIM團隊進行施工模型深化設計,結構模型精度達LOD350,包含梁、板、柱的截面尺寸、定位信息、材質信息、對應結構施工圖中的構件平法標注信息,后澆帶尺寸和定位信息,樁基實際樁長信息,樁型信息等內容。建筑模型精度達LOD350,包含砌體墻、門、窗、樓梯、預留孔洞、機械停車等構件的截面尺寸和定位信息、材質信息,可對應建筑施工圖中的室內裝修表、門窗表等信息。幕墻模型精度達LOD400,找出幕墻深化設計圖問題51處,并形成問題記錄表與CAD平面圖,提交設計院,減少施工過程中設計變更,減少返工、保障工期。鋼構模型精度達LOD400,包含節點細化、預埋件等空間定位、幾何信息(見圖14)。機電安裝模型精度達LOD400,系統完備,定位準確,合理安排工序工種的交接,減少作業沖突,保障項目工期。

利用品茗HiBIM對二次結構磚墻進行砌體排布,在門窗洞口處進行人工調整,解決自動排磚軟件遇門窗洞口等特殊做法處排布不合理的問題(見圖15)。輸出排磚施工圖,統計砌塊尺寸、數量,有效避免了半磚上墻,減少材料浪費,損耗率降低1.3%。

發現不同專業的管線出現重疊和空間利用不合理的現象,進行優化,使各類管線均滿足規范中最小間距要求,將地下室最小凈高從2.3m提升至2.6m(見圖16)。吊頂綜合考慮各管線安裝尺寸,成排成線布設噴頭、煙感、燈具等設備,提升工程質量,達到創優標準。

在項目管理中融入BIM5D技術,對項目進度進行模擬,針對人、材、機進行管控,減少項目現場材料過早進場造成的材料破損、材料浪費,或因材料短缺造成的窩工,保障項目工期,對各階段的成本進行數據化、精細化把控,通過數據化的科學管理為企業創造效益。

 

4 綜合效益分析

國資大廈EPC項目,將BIM應用從研究探索、簡單應用轉為深化應用、平臺管理,結合數字中國、透明工地等先進理念,針對施工過程分階段、分專業進行BIM實際應用,取得了一定的社會和經濟效益。

在施工圖設計階段,同步建模,發現原設計施工圖問題120余條,減少設計變更36條。

在施工策劃階段,進行三維場地布設,減少材料二次周轉,為文明施工、標準化工地建設等打下良好基礎。         

在施工階段,首先,對砌體排磚、管線綜合布置、凈高分析、預留孔洞、支吊架布設等方面進行深化設計,保證砌體排布合理美觀,優化管線碰撞2000余處,減少二次開鑿,保證各層凈高。其次,利用大數據平臺收集項目各項信息,通過可視化手段將現場信息分類管理并進行準確有效的傳遞,使項目各方做出及時有效的響應,把控施工全過程。最后,通過三維模擬、VR體驗、數博訊人機互動等高科技手段結合質量交底、安全交底,保證施工安全與施工質量。

 

                       文/福建建工集團有限責任公司 倪 楊

                                                  杭州品茗安控信息技術股份有限公司 王 強 倪鴻昌 

 

 

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