BIM技术在昆明悦满欣城项目中的应用

一、项目概况

昆明悦满欣城项目位于昆明市官渡区五甲塘片区，为政府回迁安置房，是大型民生工程。该项目占地面积92805.10㎡，东西长约307m，南北宽约313m，项目东侧是昌宏西路，南侧、西侧为规划道路。

该项目体量大，建筑面积约56万平方米，十二栋塔楼同时施工，工期为540天，对工程的施工组织及技术保障有较高要求。该项目安装工程包括暖通防排烟系统、给排水系统、消火栓系统，喷淋系统，强弱电系统。地下室一层约七万平，并且有五栋塔楼底部为人防区域，地下室机电管线复杂。

作为湖南建工南方局第一个BIM应用项目，集团BIM中心在总结其他项目的BIM工作站实施经验的基础上，结合该项目自身特点，量身定制个性化的BIM工作站实施方案。现从机电、土建两个方面进行技术应用点分享。

二、机电BIM应用篇

1.机电综合优化

（1）管井排布核查

核查管井内是否有梁，桥架、母线槽、水管在管井内会贴墙安装，如果墙未贴梁边缘，会出现管线避梁翻弯的情况。主要检查立管穿梁的情况。

二栋塔楼负一层地下室管道穿梁。地下室裙楼部分层高为4m，塔楼部位除两层地下室外还有夹层，所以负一层降板600，层高3.4m，设计图纸上翻弯避让标高为3.45m，与顶板冲突。并且在多栋塔楼部位出现，不再赘述。

（2）净高核查

地下室一层甲方要求车道部位净高为2.4m，原设计车道部位管线最低点标高为2.2m，不符合甲方要求。BIM工作站对管线整体优化之后，采用2.4m高的车辆沿车道模拟通行，对车道及坡道进行净高检查，并对沿途碰撞点进行记录调整，使其满足净高要求。

对地下室一层车道外区域管线密集处、机房、设备用房等位置，使用1.8m高的人员模拟行进检查管底标高，对不满足标高要求的管线实时进行调整。

调整完之后，提供车辆通行模拟视频以及人员行进模拟视频对甲方进行成果展示。

（3）防火卷帘优化

BIM工作站进行模型搭建时，发现地下室有多处桥架、管道直接穿越防火卷帘，影响防火卷帘运行，通过以下三种方法进行解决：

①管线优化调整，将管线移位，避免直接穿越防火卷帘。

②管道无法移位的部位，将防火卷帘的卷筒安装高度由原设计贴梁安装，降低至上部空间满足管道穿过需求，利用卷帘材料对梁底至卷筒的空间进行封闭，管道从此区域开口穿过，进行防火封堵。由于需满足净高2.4m的要求，卷筒安装高度最多只能降低300mm。

③如卷筒宽度7.5m的防火卷帘，通过与甲方及设计院进行沟通，将卷筒宽度变更为6m，在旁边设计1.5m宽的墙，管道穿墙而过进行防火封堵。

通过以上三种方法的综合应用，运用漫游对卷筒高度进行核查，合理解决管线直接穿越防火卷帘的问题。

（4）基于机电优化模型的图纸核查

在建模过程中对安装专业图纸进行对比查看，发现图纸诸多问题。具体体现在以下几个方面。

①管道系统不完整，标注信息不正确（重复的立管编号，以及立管上下层编号不一致）。

②某些部位管道翻弯时可以上翻了设计成下翻（下翻会产生积水、存渣，泄水阀安装麻烦）。

③管道排布位置不合理，部分水管平行位于电气桥架上方。

④风口位置下方有管道遮挡。

⑤缺少机房平面图大样图。

⑥强电桥架与弱电桥架距离过近，会产生电磁场效应，干扰信号。上下层桥架之间净间距应保持在250mm以上。桥架共架时，强弱电桥架不小于300mm为宜，同种桥架之间间距控制在50~100mm。

2.综合支吊架排布

结合规范与现场实际情况，BIM工作站将电气桥架、喷淋主管、消防主管、给排水主管并排安装，将管线桥架全部纳入共用支吊架范围，原本零散的管网系统，变为脉络清晰的主管成环，支管错开主管的布置方式。不仅优化了车道的净高，而且支吊架统一设计，统一选型制作，节约支吊架成本，为管道、设备安装提供了极大方便，提高了机电安装工程质量和效率，使得管线排布更加美观与整齐。

通过综合支吊架的统一规划排布，合理分配安装空间，预留检修通道，能达到空间节省和材料节约的目的，减少专业间的协调工作量，并提高了施工的工作效率。

3.风管预制加工

随着中国建筑产业化进程的不断推进，管道工程也更多地由现场施工转为工厂预制加工的生产方式，然而当前管道预制构件深化设计技术落后的现状制约了管道工厂化生产和施工的进一步发展和推广应用。为解决此问题，针对预制管段深化设计的具体需求，引入建筑信息模型技术，提出了一种面向管道预制构件的自动深化设计方法，实现了管道辅助划分管组智能拼装。

BIM工作站在BIM模型上将风管进行标准化分割编号，由风管加工人员对初排方案进行调正，按施工进度计划出具风管管段明细表。加工车间按管段明细表进行生产加工并进行编号，按施工进度要求将成品运至项目现场，现场工人依据BIM模型按编号进行组装。

通过场外预制加工的方式减少现场制作安装的工作量，实现生产过程的机械化，能减少现场对于加工、仓储的场地需求；统一加工生产的方式也易于项目对于风管质量的管控，成品保护，安装进度有极大的提升。

4.利用模型进行安装分包技术培训

项目安装工程为多专业分包合作，在各专业沟通欠佳的情况下，施工组织也存在“谁先来，谁先做”次序问题，由此导致拆改返工的地方很多，工程质量得不到保障。业主非常重视地下室机电安装工程，技术负责人多次来工作站了解BIM工作进展情况，要求利用BIM技术提前解决安装的管线碰撞问题。

为紧密联系各安装分包，解决沟通问题，BIM小组成员对安装分包技术人员组织进行培训，并将三维模型生成可执行文件，不需要安装软件也可以浏览、注释问题点。安装技术人员将浏览找到的问题导出汇总生成报告，提交给BIM工作站进行处理。

由于上手简单，目前项目安装分包已经逐渐习惯模型查找问题，与设计院沟通也采用模型，从二维转移到三维，大大提高了工作效率。

安装分包技术人员正在进行模型浏览

5.物资量统计

通常安装分包在拿到图纸后，都是通过手算以及软件识别CAD图纸确定工程量，工程繁琐，一个专业的图纸连续算上一周。BIM小组成员到达项目部，使用两周时间将地下室管线按图纸建立模型，调整好BIM模型后，可分系统分区域导出工程清单量。将机电模型导入BIM5D，可以按照施工进度生成物资需求。为现场安装采购，材料管控提供数据，提高对现场的管控能力。

在机电安装BIM技术应用方面，悦满欣城项目主要集中处理地下室各类机电安装问题，优化图纸设计，保证工程质量，为优质工程贡献力量，充分发挥BIM技术作为项目辅助管理手段的优势。

三、土建BIM应用篇

1.BIM在护坡、桩、筏板中的应用

（1）护坡锚杆BIM应用

①BIM应用点溯源

项目地下水文地质条件复杂，地面覆土层下为高液限具有流动性的黒色淤泥，对施工影响大，大开挖与降水对周边建筑及市政道路影响较大，除进行锚杆支护外，本项目在基坑拐角及周边设置共12个集水井，截留周边雨水，防止流入基坑，基坑底部每一区都设有降水井，进行基础水位控制。

地下小清河改道的双圆管涵、市政?1200mm的自来水主管的安全也是本工程一大重点难点。为保证项目施工安全，对护坡设置四十余个变形监测点，数据收集分析困难，故采用BIM技术对信息进行处理。本工程基坑支护结构的安全等级为一级，基坑开挖采取地下连续墙+锚杆联合支护方式进行基坑侧壁支护，以确保施工安全及工程质量。

②操作流程

锚杆支护流程图

检测公司对本项目锚索进行岩土锚杆验收试验，汇总相关数据形成表格，在建立锚杆模型后，将相关数据导入模型中，进行下一步位移监测应用。

锚杆验收试验汇总表

锚杆锚入土体模型图

③锚杆位移监测

锚杆施工完成后，利用BIM模型标记位移监测点，录入监测点位移信息，形成土体深层水平位移监测曲线。其中一级报警值25mm，二级报警值40mm，对变形超过报警值的检测部位做加固处理，并进行重点监测。

数据汇总后的护坡位移报告

（2）桩基础数据控制

BIM应用点溯源：

本项目场地土层总体以粘性土、泥炭质土和粉土为主，泥炭质土分布厚度较大（平均埋深约27ｍ以上），经设计验证后采用静压桩，静压桩即是通过静力压桩机的压桩机构以压桩机自重和机架上的配重提供反力而将预制桩压入土中的沉桩工艺，一般加压为2倍桩基设计承载力。项目场地桩基数达到8318根，由于甲方要求需对每根桩基做低应变检测，工程量巨大，且难以核对，使用BIM技术，做出方便统计和管理的BIM桩基模型。

红色桩为已经检测，绿色桩为未检测。建立静压桩模型，并利用移动端现场记录桩体积、长度、强度以及其他各类属性参数，选择桩身完整性分类反查模型，便于确认定位不合格桩位，通过汇总静压桩长度与类型，可以作为后期结算依据。

桩基础低应变检测色彩标识图

低应变检测明细表关联图

项目现场手持平板电脑对照

（3）筏板数据控制

BIM应用点溯源：

本项目筏板浇筑采用采取“分段定点、斜面分层、循序渐进、薄层浇筑、自然流淌、连续施工、一次到顶”的浇筑方法，塔楼筏板基础核心筒部位混凝土浇筑存在较高落差，易造成混凝土离析，如“1区、3区”等塔楼核心筒区域。本项目在建地下室为二层，基坑周边存在市政道路、学校和民居，按±0.00=1893.33ｍ、塔楼筏板底标高1882.33ｍ计算，基坑深度为±0.00以下11.0ｍ；按现状勘察地面平均标高1889.12ｍ估算，实际开挖深度约6.8ｍ。

大体积混凝土浇筑时，通过施工模拟，找出浇筑时各类机械布置的最佳区域，保证大体积混凝土浇捣质量。同时加强测温工作，确实采取降温措施，控制混凝土表面与内部的温度差不超过25℃，且保温措施为采取先盖一层塑料薄膜，再覆盖一层湿麻包袋片于混凝土表面，同时派专人浇水，保证在全湿状态下养护，对各分区的浇筑时间可在模型中进行记录，保证养护日期不小于14d。施工浇筑期间，将每一区域大体积混凝土温度记录在模型中，并以不同色深表示养护时温差（灰色为未浇筑区域）。

筏板温度分区控制

2.施工方案论证与项目场地分析

为完整的表达施工方案意图，对接班组操作层，给项目部提供技术保障，BIM小组结合项目管理人员文案策划和BIM技术，制作完整的4D模型展示。

（1）施工方案论证

在方案论证阶段，项目施工方可以使用BIM来评估施工方案的布局、临电、安全、工作面、机械就位及规范的遵守情况。BIM甚至可以做到施工工艺做出细节推敲迅速分析设计和施工中可能需要应对的问题。

施工方案论证阶段还可以借助BIM提供方便的、低成本的不同解决方案供项目管理人员进行选择，通过数据对比和模拟分析，找出各方案的优缺点。

对于项目管理人员预估的施工难点，利用BIM技术做出施工方案优选，保证交底落实到位。根据项目部工程师指出的施工问题，找出结合项目物资调度情况的梁板与柱混凝土强度不同的浇筑方案，BIM工程师结合项目实际情况，做出方案优选，并提交给项目管理人员用于技术交底。

交底方案动图

项目管理人员制作的BIM施工方案交底

（2）场地分析

场地分析在项目初始阶段起到重要作用，结合施工场地规划，运用施工场地三维布置可以随施工进度呈动态变化，构建更完善的施工场地布置方案，提前解决施工场地机械设备布置、物料运输、堆放等问题，在以模型为基础，全局综合考虑的前提下,做出项目临时场地最理想的规划，最大程度提升工程建设效率，节约项目成本。

项目场地分析图

创建主体结构阶段临建布置三维模型后，发现平面图纸在布置的过程中未考虑后浇带通车问题，在三维模型中模拟发现后，准备后期做沉降缝加固处理，并铺设钢板用于通车。

3.项目BIM常态化应用

项目目前物资量由各专业班组长提出申请，商务处核量，材料科采购。班组凭经验估量，水平参差不齐，商务处只能用指标做大致管控，材料科反映采购单提交时间不及时，物资量不准确，影响采购。本项目使用BIM专项应用软件，将各类物资细化出量，精确到每层的钢筋、模板、脚手架的需求量，极大的提高了项目精准管控能力，BIM作为一个出色的事前控制和物资管控工具，在项目的一些常态化应用中起到重要作用。

（1）基于BIM的钢筋工程应用

在完善项目钢筋模型后，使用钢筋翻样软件出具翻样配料单，按配料单与项目进度提交物资需求量。BIM小组制作料单后与手工料单对比，底板每平米有9.0KG差量，剪力墙部位每平米有6.1KG差量，利用比对后的差别，追溯问题点并反查到图形，找出易下料出错的核心筒筏板配筋，作现场对照。

核心筒筏板配筋虚实对照

钢筋配料单

（2）基于BIM的模板工程应用

塑料模板与铝模板有较高剩余价值并且可再生使用，是低耗、环保、经济实用的绿色建材，为倡导绿色施工，项目部在4号、8号栋塔楼及地下室采用新型塑料模板，各塔楼三层以上使用铝模板，其余地下室采用木模板。地下室面积大，模板需求量大，此项目木模板周转率低，因此对木模板的用量控制与规划十分重要。目前BIM小组除使用模板下料软件对各部位进行用量管控。复杂节点部分采用了BIM虚拟拼模，改变以往在现场“剖锯”组合拼模后再拆分到构件上组装的过程。同时项目组还进行塑料模板与木模板，铝模板与木模板成本对比分析，以对今后项目模板选取提供参考依据。

配模局部放大图

裙楼地下室模板下料单

（3）基于BIM的脚手架工程应用

本项目脚手架选用外径48mm，壁厚3.0mm，钢材强度等级为Q235-A的钢管。脚手架立杆纵距1.5m，横距0.8m，步距1.8m；连墙杆间距竖直3.6m，水平4.5m（即两步三跨）；内立杆距建筑物0.25m，对接接头交错布置，高度方向相互错开500mm以上；大横杆在脚手架高度方向的间距1.8m，各道剪刀撑之间的净距离不应大于15m，斜杆按长采用搭接。在脚手架专业BIM软件中按相关参数建立满足以上要求的BIM模型，用于统计下料和技术交底。

脚手架布置轴侧图

脚手架用料单

BIM中心在项目上建立BIM管理平台后，从易用性、适应性等多方面，获得项目部管理人员认可，较顺利的落实到操作层，建立起上下联动的反馈机制，为今后项目管理人员提供准确和及时的数据，更高效率的进行信息表达、信息反馈、信息处理。