论文摘要

 

国资大厦EPC项目,将BIM技术从研究探索、简单应用转为深化设计、平台管理,结合数字中国、透明工地等先进理念,针对施工过程分阶段、分专业进行BIM实际应用,确保工程安全、优质、高效、如期完成。

 

1 工程概况

国资大厦EPC建设项目位于福建省福州市台江区海峡金融核心商务区E地块,南侧为江滨中大道,东侧为鳌峰之路,被列为福建省第2批建筑信息模型(BIM)试点示范项目(见图1)。项目总投资额4亿元,为国资公司及其权属企业综合办公大楼。项目总占地面积1.3万m2,总建筑面积7.2万m2,其中地上建筑面积约5.2万m2,地下建筑面积约2万m2。地下2层,最大开挖深度达12.6m,最大坑中坑长25.4m,宽23.3m,深5.2m,其上为一栋20层5A甲级写字楼(高86.3m),采用框架-核心筒结构,配套裙房共5层(高23.9m),采用框架-剪力墙结构,外立面采用构件式玻璃幕墙及局部铝单板幕墙。

 

2 施工难点

本工程自2017年4月1日开工,计划竣工时间为2018年10月31日,工期为578d。工期紧迫,公建项目地下室人防工程量多,办公楼水电、暖通等各种管线错综复杂,各工种需穿插作业,工作面小,对项目管理提出了挑战。项目开工时恰逢福州台风和暴雨多发季节,距闽江较近,基坑面积大,地下水位高,降水、排水、截水措施是否有效,对保证基坑稳定、施工安全、结构质量、工期至关重要。

 

3 BIM应用亮点

3.1 项目云平台应用——品茗CCBIM云平台

采用品茗CCBIM云平台建立企业平台,通过企业平台集团公司可实时了解各项目动态,对项目进度、安全、质量总体把控,并通过对项目数据进行挖掘分析,找到薄弱环节进行监管或找到优良工艺、技法加以推广(见图2)。

从企业平台可接入各项目云平台,查看详细的项目信息,如模型、进度、成本、质量、安全、施工日志等动态,同时查看项目使用云平台发起的质量、安全等各项任务及进展情况,对各类文件、模型、资料等进行归档管理(见图3)。

项目部通过使用项目云平台将BIM成果轻量化,采用PC端、Web端,或通过QQ、微信扫码的方式,实现模型、施工图、文档等信息的在线浏览,用于核对现场尺寸、材料、构件(见图4)。

通过手机端将现场相关质量问题或安全隐患拍照上传,与模型或CAD图纸关联,做到准确定位、实时反馈,然后通过移动办公,实时将问题落实至责任人并限时整改,使得BIM成果深入施工作业现场,保障项目施工安全有序进行(见图5)。

在PC端进行数据汇总,统计分析,针对本项目多班组作业情况,利用数据对比进行科学管理。

1)数据可视化  通过Revit建立基坑模型,将地下水位监测数据与基坑监测数据通过平台录入模型,形成曲线图、柱状图等,在平台上点击各监测点即可查看相关监测数据(见图6)。区别于原监测报表,可视化数据能直观地进行比较分析,使巡查工作更有针对性,对数据变化较大、较快部位进行预警,便于项目管理者及时依据数据做出科学决策,提高了基坑施工安全性(见图7)。

2)虚拟建造 根据群塔作业相关规定,针对本工程项目中主楼部分18根型钢混凝土柱吊装进行施工模拟,在建筑物东西两侧各设置1台QTZ160(TC6015-10)型塔式起重机(见图8)。

3)施工模拟 吊装前利用模型信息结合测量工具对构件定位放线、构件编号及方向标示等进行复测,并预先进行试吊,检查整机状况完好后,正式进入吊装作业(见图9)

通过临时耳板和连接板用六角高强度螺栓对钢柱位置进行临时固定,固定前要调整钢柱的标高、垂直度、偏移和扭转等参数(见图10)。

在柱体两侧挂磁力线锤,初步确定柱体垂直度,再采用水平仪利用柱底上1m处标高十字线复测柱顶标高,标高调整时利用吊钩的起落、撬棍拨动调节上柱与下柱间隙直至符合要求,柱顶标高无误后塔式起重机方可落钩(见图11)。采用2台经纬仪从柱的纵横2个轴向同时观测,依靠千斤顶调整柱脚保证钢柱垂直度,地下第1节采用缆风绳配合手拉葫芦调整。无误后固定柱脚并牢固拴紧缆风绳,保障吊装施工安全、准确、有序进行。

3.2 BIM阶段应用

1)施工图设计阶段  在项目BIM实施过程中,BIM团队利用EPC项目资源优势,在施工图设计阶段介入,同步建立项目BIM模型,提前发现设计图纸中的错漏缺碰,采用三维模型与施工图模型问题记录表的方式,及时与设计院沟通调整,实现协同设计,达到减少施工过程中设计变更的目的(见图12)。

2)施工准备阶段  采用品茗三维施工策划软件对项目临时设施布置、各阶段材料堆场规划、土方施工、人货梯加节、塔式起重机防碰撞等进行模拟、优化,使项目场地空间布局科学合理,减少二次搬运,对项目安全施工以及对外形象进行初步把控(见图13)。利用筑安数博讯人机互动平台结合BIM模型,针对施工重点、难点进行三维交底。现场根据相关规范和交底重点、难点进行施工,并由质检员复验,保证施工质量。

3)施工阶段  由专业BIM团队进行施工模型深化设计,结构模型精度达LOD350,包含梁、板、柱的截面尺寸、定位信息、材质信息、对应结构施工图中的构件平法标注信息,后浇带尺寸和定位信息,桩基实际桩长信息,桩型信息等内容。建筑模型精度达LOD350,包含砌体墙、门、窗、楼梯、预留孔洞、机械停车等构件的截面尺寸和定位信息、材质信息,可对应建筑施工图中的室内装修表、门窗表等信息。幕墙模型精度达LOD400,找出幕墙深化设计图问题51处,并形成问题记录表与CAD平面图,提交设计院,减少施工过程中设计变更,减少返工、保障工期。钢构模型精度达LOD400,包含节点细化、预埋件等空间定位、几何信息(见图14)。机电安装模型精度达LOD400,系统完备,定位准确,合理安排工序工种的交接,减少作业冲突,保障项目工期。

利用品茗HiBIM对二次结构砖墙进行砌体排布,在门窗洞口处进行人工调整,解决自动排砖软件遇门窗洞口等特殊做法处排布不合理的问题(见图15)。输出排砖施工图,统计砌块尺寸、数量,有效避免了半砖上墙,减少材料浪费,损耗率降低1.3%。

发现不同专业的管线出现重叠和空间利用不合理的现象,进行优化,使各类管线均满足规范中最小间距要求,将地下室最小净高从2.3m提升至2.6m(见图16)。吊顶综合考虑各管线安装尺寸,成排成线布设喷头、烟感、灯具等设备,提升工程质量,达到创优标准。

在项目管理中融入BIM5D技术,对项目进度进行模拟,针对人、材、机进行管控,减少项目现场材料过早进场造成的材料破损、材料浪费,或因材料短缺造成的窝工,保障项目工期,对各阶段的成本进行数据化、精细化把控,通过数据化的科学管理为企业创造效益。

 

4 综合效益分析

国资大厦EPC项目,将BIM应用从研究探索、简单应用转为深化应用、平台管理,结合数字中国、透明工地等先进理念,针对施工过程分阶段、分专业进行BIM实际应用,取得了一定的社会和经济效益。

在施工图设计阶段,同步建模,发现原设计施工图问题120余条,减少设计变更36条。

在施工策划阶段,进行三维场地布设,减少材料二次周转,为文明施工、标准化工地建设等打下良好基础。         

在施工阶段,首先,对砌体排砖、管线综合布置、净高分析、预留孔洞、支吊架布设等方面进行深化设计,保证砌体排布合理美观,优化管线碰撞2000余处,减少二次开凿,保证各层净高。其次,利用大数据平台收集项目各项信息,通过可视化手段将现场信息分类管理并进行准确有效的传递,使项目各方做出及时有效的响应,把控施工全过程。最后,通过三维模拟、VR体验、数博讯人机互动等高科技手段结合质量交底、安全交底,保证施工安全与施工质量。

 

                       文/福建建工集团有限责任公司 倪 杨

                                                  杭州品茗安控信息技术股份有限公司 王 强 倪鸿昌 

 

 

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