基于BIM技术在兰州新区文曲湖高档住宅的应用

楚英元 2021年11月10号

基于BIM技术在兰州新区文曲湖高档住宅的应用

楚英元1

(1.八冶建设集团有限公司第一建设公司,甘肃 兰州 730101)

[摘要] 兰州新区文曲湖住宅项目是八冶一建公司首个使用BIM技术的项目,项目属于高层、结构造型多样、存在多种异性构造、施工单位及劳务专业队伍多等特点。本工程在前期应用BIM技术对兰州新区文曲湖项目进行了三维建模、图纸会审、三维技术交底等深化设计外,重点在施工阶段利用BIM技术进行管理工作,其次还利用Dynamo、智慧平台、云空间等多种平台交互方式,实现了BIM+智慧管理。最大限度的降低了工程成本、节约工期,让项目顺利的完成。

 [关键词]住宅;深化设计;三维建模;智慧管理

[中图分类号]  TU17      [文献标识码]     A       [文章编号] 1002-8498(2021)01-0221-04

Application of BIM technology in wenquhu High-grade residence in Lanzhou New District

CHU Yingyuan1

(1.    First Construction Company of Baye Construction Group Co. LTDGansu Lanzhou  730101China)

Abstract: Wenquhu Residential project in Lanzhou New District is the first project using BIM technology of the Eight metallurgical and Construction Company. The project is characterized by high-rise building, diversified structure, diversified structure, multiple construction units and professional labor teams. In the early stage of the project, BIM technology was applied to the in-depth design of Wenquhu Project in Lanzhou New Area, including 3D modeling, drawing review and 3D technical disclosure. Besides, BIM technology was mainly used to manage the project in the construction stage. Secondly, DYNAMIC o, intelligent platform, cloud space and other platform interaction modes were used to realize BIM+ intelligent management. Minimize the cost of the project, save the construction period, so that the smooth completion of the project.

Key words: Residences; Deepening design; Three-Dimensional modeling; Wisdom management

 

1 工程概况


本工程项目位于甘肃省兰州新区职教园区,包括住宅楼、公寓楼、沿街1-2层商业建筑、1栋高层公寓楼、3栋25层住宅楼、3栋30层住宅楼、3栋33层住宅楼。项目总用地面积约为163亩,其中地上建筑面积199844.05㎡,地下建筑面积40631.54㎡;商业建筑面积12330.78㎡,公寓建筑面积52601.95㎡,住宅建筑面积132452.32㎡,幼儿园建筑面积2459.00㎡。

[作者简介] 楚英元,工程师,E-mail: 164931356qq. com

1 兰州新区文曲湖项目效果

2 项目重难点分析

本项目重大危险源包括深基坑、高大模板、塔吊、悬挑架、幕墙工程、以及生活区管理等多个项目,如何保证项目在施工全周期安全生产是本工程的又一难点。施工除了上述的特点和难点外,还具有非常鲜明的以下重难点。

2.1工期紧张、工序复杂

本工程由于工期紧张,多专业穿插施工,工序复杂,分包较多,总包管理难度大。因此本工程充分发挥总包BIM的作用,统筹各专业BIM工作,提前做好对各专业分包的工作要求、各专业的工作计划、BIM模型的标准、质量的管控要求,制定好分包管理协作流程。

2.2多塔楼工作、场地狭小

本工程施工场地狭小,基坑边坡线及围护结构紧邻红线,其中1#地块开挖边线离红线最近仅为1.8m,2#地块北侧和东侧开挖边线已超出红线,3#地块开挖边线离红线最近仅为1.5m,基坑开挖与地下结构施工如何合理穿插作业及工序安排是本工程施工的重点。

利用BIM技术,优化场内施工平面布置,分区分段施工,土方开挖及地下结构施工阶段考虑留置部分区域暂不开挖作为施工场地使用;合理穿插施工,保证工作面。

2.3深基坑施工、周边环境保护

本工程施工基坑面积较大,约6.3万平米,场地内东西高差较大,基坑开挖深度为5.55m至8.15m,周边环境复杂,1#地块北侧开挖边线距离产业园建筑约14m,周边管线较多,施工时应重点关注基坑开挖时周边环境的监测、及时处理。

2.4安全文明标准高、质量要求高

本项目为公司重点项目,项目定位高,合同约定本项目的安全质量的管理目标高,需创建甘肃省安全文明工地,甘肃省“飞天奖”、智慧工地;场内狭小,周边环境较为复杂,安全管理难度较大,建筑单体多,地下室面积大,质量管理难度大。

3 项目总体策划

本工程在公司层面:公司BIM中心编制了BIM工作实施规划及管理办法等文件,用于规范BIM中心运行机制。

项目层面:项目根据自身情况及文曲湖项目节点要求,组织编写了文曲湖项目BIM实施策划、BIM实施方案以及各阶段的BIM工作计划等文件,用于明确指导项目的BIM工作开展。因此最终交付的竣工BIM模型须达到LOD400及以上。

通过BIM技术的深入应用,可以实现所有相关当事人之间的信息通信和协作设计,改善建设图纸和设计质量,解决复杂节点建设处理和安装问题,综合改善成品质量。提高施工效率,降低施工费,提高施工质量,实现高品质产品的初衷。兰州新区文区湖项目BIM技术的实施目标如下表1所示。BIM技术的应用实施流程如表2所示。

表1  兰州新区文曲湖项目BIM技术应用目标 

实施目标

实现方式

技术创新

精益管理

运用BIM技术创新价值点,实现项目减少资源浪费、提高资源管理效率和精益管理。

应用落地

复制应用

BIM应用的价值必须是可实现的,能够真正创造价值,并能够在其他项目中复制和应用。

国内领先

基地示范

该项目应用BIM的深度和广度,努力成为行业的BIM实证工程。

提升质量

缩短工期

通过BIM技术的应用,改善图纸和规划的质量及通信效率,实现施工质量和进度的管理和改善。

表2  兰州新区文曲湖BIM技术应用实施流程

4 BIM技术应用

4.1 施工场部应用

运用BIM技术,设置三维场景平面,在工程建设的各个阶段进行场景模拟设计,在不同的物料码布局和不同的物料层次上进行物料模拟。在平面布局的各个阶段,最终决策优化,在材料流和人力流领域形成最佳解决方案,提高生产和施工效率。

    2兰州新区文曲湖项目平面布置图

4.2主要方案三维模拟

1)高支模方案模拟

本工程高8米以上,总承重15kn/㎡以上的高支模存在很多,运用BIM建立专项施工方案及模板系统,使得现场设置过程中可能发生的问题有效解决,确保了模板系统的安全性和稳定性。

3高支模方案模拟图

2)装配式吊装方案模拟

本项目1#、2#楼为装配式结构,叠合板最重约2.7吨,预制楼梯最重约为5.2吨,需要编制专项施工方案,利用BIM技术对重难点吊装顺序进行方案的模拟,BIM技术的3D可视化,大大提高现场建设人员工作效率。

4装配式吊装方案模拟图

3)深基坑方案模拟

本项目施工基坑面积大,约6.3万平米,基坑开挖深度为5.55至8.15m,周边环境复杂,周边管线较多,利用BIM可视化的特点进行深基坑方案的反复验证,极大的提高了施工效率。

5深基坑方案模拟图

4.3三维技术交底应用

项目部在施工方案交底过程中,方案中全部为文字和二维图片,这就要求被交底人有丰富的工作经验和读图识字能力,方能将文字和二维图片在自己脑子中转换为三维实物模型。但是对于一些经验有所欠缺的工人和管理人员,对于方案的理解就容易出现偏差,进而影响施工质量和安全,造成返工。

通过BIM技术创建节点三维样板模型及施工动画视频,逼真形象的演示施工方案的施工过程,使技术交底更加直观、易懂,能够让现场文化程度较低的农民工更好、更深入、更准确的理解施工方案,从而能够更好的控制现场的施工质量。

6三维技术模型交底图

4.4 BIM+VR应用

本项目为提高职工的安全意识和警觉性,项目部门将使用BIM+VR虚拟模拟安全技术,模拟从高空坠落的事故、物体碰撞和触电受伤,建设人员可以直接感受到“伤害”。通过模拟加强员工的安全意识及掌握部分安全运营技术将现有的“教学”教育转变为“体验”教育。

7职工VR体验图

4.5 Dynamo参数化应用

在本工程模型搭建中,建模过程中很多批量化的工作可以用Dynamo来实现,洞口标注,管段标注,高架地板排版等。其中为每根柱子设置柱位标识方便模型浏览是一项非常必要的工作。整个节点图可以用Dynamo常用的三段式过程来理解:即数据提取——数据处理——模型赋值;

其中1,3过程为数据提取,2,4为数据处理过程,5为模型赋值。

8 Dynamo三段式过程建模流程图

4.6 管线优化及预留洞口应用

在完成项目的管道组件优化后,利用Navisworks用于检查电机组件模型和土建模型之间的碰撞,以在需要建洞的区域进行预设设计。为了避免错误的保留和多留或者少留的问题,在管线综合和净高优化的基础上,对需要开洞的墙、梁、板进行定位指导施工。有关孔洞预留的BIM出图共出具39图纸。

5 BIM+智慧工地

5.1绿色工地模拟应用

兰州新区文曲湖项目地处新区市区地核心区,新区政府位于项目北侧,周边有中小学及幼儿园,大型商业区等在此分布,因此项目对扬尘及噪声需严格控制。通过BIM软件进行扬尘模拟及昼夜噪声模拟,帮助施工现场指定扬尘降噪施工方案,避免影响附近公共区域的正常使用及活动。

9 北向扬尘模拟效果图

10 昼夜间噪声效果图

5.2智能安全帽应用

人员在场内作业时通过安全帽内的信号装置,结合BIM模型,可通过安全监控平台准确定位人员的具体位置、实时路径。实现远程协助和巡查、作业人远脱帽自动报警等功能。

5.3自动计量系统

对进场物料和出场垃圾等材料自动称重。自定义磅单和报表格式。结合报表查询打印、交易数据查询打印支持流程,为计量过程中驾驶员提供语音提示,系统的自动计量系统可节省人力成本,提高计量效率,实现自动信息管理。

5.4 吊钩可视化

本项目利用智能平台中的监测功能,自动跟踪吊钩视频子系统中的摄像头,以根据吊钩上、下、前和后位置的变化。直观地了解塔吊工作表面的安全状况。塔式起重机的主要部件和塔式起重机停用时,我们可以实时监控整个建筑的运作状态。

11 机械动态监测图

5.5BIM+全国建筑工人实名制系统

系统可以实现现场人力管理和劳务实名制,通过出入控制系统,系统可以通过软件和硬件的结合,控制现场人员的出入情况。劳务管理采用产品形式的云。使用物联网技术与终端、硬件和管理软件相结合,为劳务管理提供实时、准确的人事信息收集。

图12 劳务实名制平台图

5.6BIM+现场应急预案模拟系统

虚拟模拟在建设中的风险管理中也起着重要的作用,例如,如果在建设中发生火灾,就对建设现场的火灾现场进行模拟,并制定救助计划。火灾和房间的位置标识和控制中心可以及时查询周边条件和设备,以及时躲避和提供信息处理。。

图13 火灾仿真模拟图

5.6BIM+无人机巡视

用无人机拍摄的实况和BIM模型用于比较分析,帮助项目实时控制及施工部署调整,项目调查部门潜在的安全风险,加强过程控制,优化应用软件体系能够提供数据支持,得到整个工程的施工图像,提高了工作效率。

6 结语

兰州新区文曲湖项目利用数字项目管理平台在精细化施工上保证了进度的顺利进行,由于前期策划充分,开工前BIM模型全部完成和进行应用。

本工程建设全过程应用BIM技术和智能管理,使这个项目适用的技术、安全、质量、材料、商业及其他管理方面的改善,节省项目费用,达到提高项目管理人才的水平,得到业主的认可,取得好的经济、社会利益。同时,BIM工程师带领的BIM协同工作模式培养了大量新技术人才,为公司未来BIM技术的全面推广与应用奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 张建平,李丁,林佳瑞,等.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术,2012,41(16): 18-21.

[2] 杨冬,刘勇,邹家撇,等.BIM技术在广州白云国际机场综合交通枢纽项目中的应用

[J].施工技术,2018,47(6):133-136.

[3] 马少雄,李昌宁,陈存礼,等.BIM技术在某工程施工管理中的应用[J].施工技术,2016,45(11):126-129.

[4] 李云贵,何关培,邱奎宁,等.建筑工程施工BIM应用指南[M].2版,北京:中国建筑工业出版社,2017.

[5] 陈懿,基于BIM技术的4D项目进度计划管理研究与应用[D].广州:广东工业大学,

2016

 

 

 

 

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