14棟18層單體，裝配率40%以上，看上海建工五建集團如何全過程落地BIM？

上海建工五建集團有限公司成立于1964年，系上海建工集團股份有限公司（600170）旗下骨干子公司，注冊資金6億元，具有建筑工程施工總承包特級資質(zhì)，市政公用工程施工和機電工程施工總承包一級資質(zhì)，地基基礎工程、建筑裝修裝飾工程、鋼結構工程、起重設備安裝工程、古建筑工程等5項專業(yè)承包一級資質(zhì)，以及建筑行業(yè)（建筑工程）甲級資質(zhì)。獲得質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康與安全管理體系認證。具有年完成綜合營業(yè)額和承接任務量“雙百億”以上的能力。

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項目概況

1.項目簡介

新建馬橋鎮(zhèn)MHC10803單元33A-06A地塊動遷安置房項目由上海建工五建集團第八工程公司承建。該項目以住宅為主，局部配套公建，總建筑面積約15.4萬平方米。地下一層，地上18層，局部3層，為裝配整體式剪力墻結構、鋼框架結構（見圖1）。

圖1 新建馬橋鎮(zhèn)MHC10803單元33A-06A地塊動遷安置房項目效果圖

2.項目創(chuàng)新性

本項目裝配率40%以上，為加強BIM技術在保障性住房上的深度落地應用，本項目引用BIM技術貫穿項目從設計－深化－施工－管理一體化應用，并為項目后期運維提供完善的運營信息，探索BIM技術的全過程深度應用，提升項目效益。

3.項目難點

（1）本項目共有14棟18層單體，數(shù)量眾多，施工工期緊，需達到業(yè)主要求的結構封頂時間節(jié)點。

（2）本項目為裝配式建筑，構件設計繁瑣，節(jié)點復雜，運輸堆放質(zhì)量監(jiān)督管理困難。

4.應用目標

（1）提高管理工作效率：工程項目管理由3D向4D、5D發(fā)展，提高本工程信息化管理水平，提高工程管理工作效率，最終形成包含本工程全生命周期施工管理數(shù)字化信息的竣工模型。

（2）提高施工質(zhì)量：通過碰撞檢測，深化設計，完善施工圖紙，減少圖紙的錯、漏、碰、缺，為施工階段提供完善的施工圖紙，減少返工，加快施工進度，提高施工質(zhì)量。

（3）PC構件可視化處理：對預制構件進行深化設計，利用BIM的可視化技術在構件深化設計階段有效的發(fā)現(xiàn)鋼筋間的碰撞，模擬現(xiàn)場施工，確定合理的預制構件安裝順序。

5.應用內(nèi)容

表1 各階段應用內(nèi)容總覽

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技術應用整體方案

1. 組織架構與分工

項目成立了BIM領導小組（見圖2），小組成員由業(yè)主、總包項目負責人、BIM咨詢方負責人、設計、監(jiān)理、PC等相關專業(yè)負責人組成，定時溝通及時解決相關問題。

圖2 BIM組織架構

2.軟硬件配置

表2 軟件配置

3. 平臺配置

（1）廣聯(lián)達BIM5D項目信息化管理平臺

（2）預制構件管理平臺

4. 標準保障

（1）模型格式統(tǒng)一

（2）單位和坐標一致

（3）模型色彩標準

（4）階段專業(yè)建模深度共識

（5）建模依據(jù)同源

5. 制度保障

（1）會議保障

表3 會議制度保障

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技術應用實施過程

1. 設計階段應用

（1）場地分析：根據(jù)現(xiàn)有資料，如地勘報告、現(xiàn)有規(guī)劃文件、建設地塊信息等，建立相應的場地模型，借助軟件模擬分析場地數(shù)據(jù)，如坡度、方向、高程、縱橫斷面、等高線等。

（2）設計方案比選：根據(jù)前期設計模型或二維設計圖，建立建筑信息模型，模型包含方案的完整設計信息，檢查多個備選方案模型的可行性、功能性、美觀性等方面，并進行比選，形成相應的比選報告，選擇最優(yōu)的設計方案。

（3）專業(yè)模型構建：根據(jù)已有數(shù)據(jù)，分別采用建筑、結構的專業(yè)樣板文件，根據(jù)設計方案模型建立相應的建筑信息模型，為保證后期建筑、結構模型的準確整合，對模型進行校驗。

（4）建筑結構平面、立面、剖面檢查：建筑結構平面、立面、剖面檢查的主要目的是通過剖切建筑和結構專業(yè)整合模型，檢查建筑和結構的構件在平面、立面、剖面位置是否一致，以消除設計中出現(xiàn)的建筑、結構不統(tǒng)一的錯誤。

（5）碰撞檢測及三維管線綜合：整合土建及機電模型形成整合的建筑信息模型。設定沖突檢測及管線綜合的基本原則，使用BIM軟件等手段，檢查發(fā)現(xiàn)建筑信息模型中的沖突和碰撞。編寫沖突檢測及管線綜合優(yōu)化報告，提交給建設單位確認后調(diào)整模型。

（6）豎向凈空優(yōu)化：在不發(fā)生碰撞的基礎上，利用BIM軟件等手段，調(diào)整各專業(yè)的管線排布模型，最大化提升凈空高度。

（7）虛擬仿真漫游：將建筑信息模型導入具有虛擬動畫制作功能的BIM軟件，根據(jù)建筑項目實際場景的情況，賦予模型相應的材質(zhì)。

2. 施工階段應用

（1）施工深化設計

將施工操作規(guī)范與施工工藝融入施工作業(yè)模型，使施工圖滿足施工作業(yè)的需求。施工單位依據(jù)設計單位提供的施工圖與設計階段建筑信息模型，根據(jù)自身施工特點及現(xiàn)場情況，完善或重新建立可表示工程實體即施工作業(yè)對象和結果的模型（見圖3）。

圖3 施工深化設計流程

（2）施工方案模擬

結合工程項目的施工工藝流程，對施工作業(yè)模型進行施工模擬、優(yōu)化，選擇最優(yōu)施工方案，生成模擬演示視頻并提交施工部門審核（見圖4）。

施工階段行車路線規(guī)劃方案，原設計并未考慮要有額外的施工荷載，所以在施工的過程中，原有設計的梁板柱的承載力不夠會造成結構的破壞，需要根據(jù)現(xiàn)場堆場和施工需求，來確定承載力缺失范圍和附帶影響區(qū)域。在塔吊布置方案優(yōu)化時，本項目原計劃應用14臺塔吊，后經(jīng)優(yōu)化后運用12臺塔吊就已滿足現(xiàn)場施工需求。

圖4 施工方案模擬制作流程

（3）構件預制加工

運用BIM技術提高構件預制加工能力，將有利于降低成本、提高工作效率、提升建筑質(zhì)量等。施工作業(yè)模型按照廠家產(chǎn)品庫進行分段處理，并復核是否與現(xiàn)場情況一致。

預制構件的“身份證”，可通過RFID芯片或二維碼技術實現(xiàn)。考慮到動遷安置房多采用標準化程度高的預制構件，選用靈活度高、成本較低的二維碼技術。在建造過程中，通過掃描識別預制構件二維碼實時追蹤和反饋構件狀態(tài)信息。

對預制構件加工、運輸、安裝全過程進度狀態(tài)信息收集，從構件下單直到安裝完成，并與BIM模型完成可視化關聯(lián)（見圖5），實時更新所有構件進度節(jié)點，與計劃節(jié)點數(shù)據(jù)進行比對分析，提前預警滯后構件。同時定期匯總進度數(shù)據(jù)，分析形成進度對比報告。

圖5 構件預制加工

（4）進度管理

現(xiàn)場每周根據(jù)工地施工進度創(chuàng)建周任務，并實時監(jiān)測完成進度。通過BIM5D平臺，將進度計劃和BIM模型相關聯(lián)，我們能夠看到各時間段的實體工況，并且進度計劃和清單相關聯(lián)，還能看到資金資源曲線。這樣，若進度出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，項目部便可及時發(fā)現(xiàn)問題關鍵點，并采取專項措施保證施工進度。

在施工現(xiàn)場，手機記錄數(shù)據(jù)成了主流模式。現(xiàn)場的每個區(qū)域、每個樓層、每個工序的工種類別、各工種的人員數(shù)量，每天材料出入庫情況，現(xiàn)場各分包使用機械數(shù)量及臺班數(shù)等數(shù)據(jù)，都可以隨時拿出手機記錄，與項目管理平臺同步（見圖6）。以前每天要寫的施工日志，現(xiàn)在隨時隨地的記錄就能完成，此外，后續(xù)隱蔽工程驗收、索賠佐證、實際進度比對等也有據(jù)可依了。

圖6 進度管理移動端界面

（5）質(zhì)量安全管理

基于BIM技術的質(zhì)量與安全管理是通過現(xiàn)場施工情況與模型的比對，提高質(zhì)量檢查的效率與準確性，并有效控制危險源，進而實現(xiàn)項目質(zhì)量、安全可控的目標。

通過BIM模型可視化的特性對施工人員進行可視化交底從而識別危險源，避免由于理解偏差造成的施工質(zhì)量與安全問題（見圖7）。過這種方式，解放了管理人員的時間及空間，平臺利用規(guī)定整改時限，明確整改責任人等方式，使得現(xiàn)場管理效率得到顯著提升。

圖7 質(zhì)量安全整改流程

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技術應用實施過程

1. 應用效果總結

表4 應用效果總結

綜合效益：

(1)加快5%-10%的施工周期；

(2)減少20%-25%的各專業(yè)協(xié)調(diào)時間

(3)減少50%-70%的信息請求

(4)減少10%-20%的預制構件損耗

(5)提前發(fā)現(xiàn)解決70%-80%圖紙問題

(6)改善項目產(chǎn)出和團隊合作效率

(7)減少設計變更，進一步減少返工的風險

(8)預見設計難點提前優(yōu)化設計方案

2.應用方法總結

（1）通過本工程BIM技術的落地實施應用，總結形成了一套較為完善的BIM技術在PC保障房項目的實施路線：編寫B(tài)IM實施策劃、選擇BIM應用點、制作PC預安裝模擬方案、編制BIM技術落地實施專項方案并報公司審批、BIM模型搭建、模型應用、總結反饋。

（2）根據(jù)本工程的BIM應用實施經(jīng)驗，完善了公司在PC項目中BIM管理，包括但不限于PC項目管理方案、BIM例會制度、質(zhì)量安全現(xiàn)場巡檢等。

（3）BIM人才培養(yǎng)總結：集團掌握基礎BIM技術能力的60余人，獲取圖學學會BIM證書的人已過半，培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的“BIM+PC管理”團隊，為公司在其他項目應用BIM+PC模型模式起到示范作用。

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下一步規(guī)劃

（1）模型建立與完善：模型持續(xù)完善，為構建竣工模型做好數(shù)據(jù)積累。

（2）平臺深入應用：基于BIM平臺的技術模塊，提升專項方案的交底效果，提高方案的可分享性，增強方案的落地執(zhí)行性。

（3）BIM觀摩基地：打造馬橋鎮(zhèn)BIM觀摩示范基地，促進BIM技術在馬橋鎮(zhèn)的推廣交流和深化應用。

（編輯：奚雅青）