BIM技术在超高层项目穿插流水施工中的应用研究

王剑

现阶段，现代化的建筑朝着高层和超高层方向发展，有效缓解了土地资源紧张的问题，扩大了地下和地上空间的利用。相比普通建筑来说，超高层建筑结构更为复杂，对设计、施工技术人员的专业综合管理提出了更高的要求。建筑工程项目在实施过程中本身具有复杂性、系统性，包含不同专业、不同工种、不同部门之间的交叉工作比较多，随之而来的施工组织困难、各类资源损耗大、安全隐患多等问题越发凸显。建筑工程各参建单位要结合行业发展现状，对施工组织方式、管理手段进行优化、改进，积极应用信息化、现代化技术强化建筑工程项目施工全过程的协同管理。

一、BIM技术在超高层项目运用的优势

与普通住宅工程相比超高层项目工程量巨大，是高层住宅的三倍甚至以上，施工实施过程中，涉及到大量的建筑材料、设备和大型的施工机械设备，以及需要高素质的人才作为后盾。运用BIM技术可以模拟分析项目实施过程情况，进而合理安排调配资源。在超高层建筑施工中，工序繁多，需要高空作业，为保证施工过程安全，可以使用BIM技术制作工序模拟动画，找出施工过程中的安全隐患，做出合理的计划并投入充足的安全防护设施。由于超高层项目的特殊性，对施工质量具有非常高的要求，除了一般的要求以外，还要保证结构的稳定性以及关键节点施工的可行性。综上所述，超高层项目的施工过程必须以较高的实施标准来进行，否则会因为组织不周全，导致严重的事故。通过建立BIM模型可以实时模拟超高层项目的建设，在这个过程中规范超高层项目施工人员的操作行为，更好地规划项目实际进程，准确和及时发现施工过程中潜在的问题和风险。

二、BIM技术在超高层项目穿插流水施工中的应用措施

1. 在施工组织机构中的应用

以BIM技术为基础，通过项目管理平台，借助BIM三维的可视化效果，更加直观地反映项目进度情况、质量情况、安全管理、施工记录情况等内容。快速了解项目实施情况，解决施工专业多、协调困难问题。积极构建和应用BIM技术，结合BIM信息管理系统和穿插流水施工管理模式，大幅提高建筑工程项目的集成化、信息化管理水平。研究BIM技术在超高层项目穿插流水施工中的应用是促进建筑行业实现信息化、现代化、集成化发展的重要途径。BIM信息管理系统的构建可以统筹协调不同施工项目的施工内容，根据高层建筑工程项目的工程特点，在各参建方中设置BIM负责人，项目BIM团队由总包方和分包方的BIM负责人共同组成，强化BIM信息管理系统的细节化管控，使得BIM管理技术贯穿于建筑工程施工的全过程，以推动不同子项目的平行、稳定、顺利开展。

2. BIM技术在穿插流水施工工序组织中的应用

施工工序组织是决定穿插法施工效果和应用价值的关键因素之一。施工组织方案依靠管理人员工程经验进行制定，考察的是设计、施工、管理人员的专业水平能力。由于建筑工程项目施工组织工序所涉及的内容比较多，在不同施工内容、不同工序衔接方面容易出现错误。如果对重点、难点、要点、关键点以及施工工序的安排不合理，很容易引发工程安全事故。基于以上问题，在现代化建筑、大型建筑项目中应用BIM技术和穿插施工模式相结合的方式，对整个工序进行模拟，在设计阶段加强对具体问题的分析，同步考虑空间因素、事故现场环境、施工设备、施工材料对建筑工程项目施工质量、施工进度产生的影响。建筑工程项目中应用穿插式流水施工工序组织BIM技术的应用主要体现在以下几个方面：

（1）土建施工阶段的施工方案精细化模拟应用。在土建主体结构施工中应用穿插式施工模式和BIM信息系统可以对工作面分配和交叉内容进行展示，根据施工质量要求选择、对比多个施工方案，利用BIM技术和计算机系统进行建模，对施工现场具体情况实现高度模拟和演练，在设计阶段解决设计不合理、施工方案不科学或者与实际施工情况不符的问题，通多动态分析可以提高施工方案的合理性、有效性。在住宅建筑主体结构外墙PC吊装施工时和主体结构支模阶段，利用Navisworks软件可以对建筑实体进行内部浏览，同时模拟起重设备的工作状态，判断在PC构件吊装过程中，在横向、纵向空间内容有无其他施工内容交叉。在模拟过程中，若垂直方向或者水平方向出现交叉，可结合土建施工现场的具体情况进行判断、调节、协调，保证施工方案的可行性。

（2）水电安装阶段的碰撞检查和空间分析应用。在选比不同施工方案时，结合BIM技术和计算机软件系统，可以创建相应的BIM机电模型。要根据地下水电系统安装的具体需求，构建与施工现场情况相符合的BIM模拟场景，使用的Revit软件隐藏其中一类设备并导入Navisworks软件，测量藏水管保留风管状态和隐藏风管保留水管状态下的空间大小。通过Navisworks软件进行添加视点，制作工作集，添加不同机电的安装顺序，制作施工动画，找出最适合的安装工序，确定各类设备的先后安装次序和工作面布置，实现设备的精细化管理。

（3）精装修阶段的工序管控分析应用。在生产管理环节，通过BIM5D生产管理系统，BIM模型关联施工进度，将任务分解，结合项目进度计划软件，制定每周施工进度计划，通过三维模型与现场进度挂接，明确各项任务的部位、时间等信息，清晰直观了解各阶段资源配置情况，减少工作面冲突。对重难点部位提前预警，做好资源配置，使现场有组织地进行管理，保障施工组织策划的合理性。BIM技术信息化管理系统的可视化功能，可以对现场施工场景做出真实空间的BIM模型，真实空间的尺寸和360度视角可以让施工人员清晰地识别施工现场的具体情况，利用模拟分析协调施工现场的不同工序。利用Navisworks软件，对环境进行测量。在精装修阶段利用穿插流水施工模式和BIM技术相结合的施工模式，装修BIM负责人利用Revit软件，根据施工图纸进行三维建模，导入到Navisworks软件之后对施工实地场景进行高度模拟。可以从第三视角全方位、多角度观测装修内容内部的场景，精确计算、测量具体空间内的尺寸和面积，得出多个施工工序平行施工过程中存在的安全问题和可能产生的影响。实现施工工序和施工面的合理控制可以大幅提高施工质量。传统的施工控制模式主要依靠管理人员的工作经验和二维施工图纸，很难发现各施工工序之间的交叉和碰撞问题，应用穿插式施工模式时很容易引发二次返工问题，延缓施工工期的同时对施工质量、施工安全的控制也会造成很大的影响。

3. 穿插流水施工进度计划编制BIM应用

施工进度的控制也是建筑工程中不可或缺的一部分，在工程进度控制中应用BIM技术可以全面展示出工作面的交叉、分配，以便管理人员合理分析、制定进度计划。加快施工进度控制的精细化、智能化程度，管理人员可以从多个方面分析影响施工进度的各类因素，收集相应数据，以更加直观、形象、具体的形式呈现出交叉、平行、同步施工过程中存在的问题，从而确定工程总工期和关键线路。当出现实际施工进度与预期施工计划不符的问题时，可以及时发现，通过调整施工方案使施工进度计划与实际施工进度保持一致，以保证参建主体的经济效益和社会效益。

二、BIM运用实例：上海某企业总部项目

1. 项目难点

（1）楼层高；

（2）项目参与方多；

（3）技术信息量大；

（4）资金成本控制难。

2. 解决办法

（1）BIM图纸会审。为提供最合理的沟通方式，使用BIM可视化的特点，对本工程的图纸会审与设计交底。BIM部门采用建模软件，对本工程进行三维建模，然后对各专业模型进行复核和算量统计，从而达到最优的方案。

（2）机电专业综合管线优化。利用BIM技术对全专业模型之间进行碰撞检查（构件和管线、建筑与结构、结构与管线等）。优先计划安排给排水、暖通、电气照明等机电专业设备的安装顺序和空间，对于施工中的设备摆放、物料位置进行合理规划，在施工前期找出未来会产生的问题及矛盾，及时调整不合理的地方，降低传统平面图纸模式的错、漏、碰、缺等现象的出现，提升施工效率和质量，缩短工期。

图1 BIM综合管线优化图

（3）BIM施工进度控制。根据资源限制和总工期需求，考虑施工方案、流水段划分、施工工艺，在项目3D模型中添加时间进度，从而变成4D模型以便及时调整施工进度计划。

（4）利用BIM模型对工程进行质量控制。由于在模型的管线综合阶段，已经把所有碰撞点一一查找并解决，且模型是根据现场的修改信息即时调整。因此以BIM模型为衡量标准判断施工现场是否是按模型施工。

图2 BIM质量控制图

在超高层项目工程施工过程中，BIM技术结合穿插流水施工的应用，能充分发挥出BIM技术在穿插流水施工管控和三维可视化模拟应用中的技术优势，显著的提升项目效益。