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

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

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項(xiàng)目概況

1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介

新建馬橋鎮(zhèn)MHC10803單元33A-06A地塊動(dòng)遷安置房項(xiàng)目由上海建工五建集團(tuán)第八工程公司承建。該項(xiàng)目以住宅為主，局部配套公建，總建筑面積約15.4萬(wàn)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(jié)構(gòu)、鋼框架結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。

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

2.項(xiàng)目創(chuàng)新性

本項(xiàng)目裝配率40%以上，為加強(qiáng)BIM技術(shù)在保障性住房上的深度落地應(yīng)用，本項(xiàng)目引用BIM技術(shù)貫穿項(xiàng)目從設(shè)計(jì)－深化－施工－管理一體化應(yīng)用，并為項(xiàng)目后期運(yùn)維提供完善的運(yùn)營(yíng)信息，探索BIM技術(shù)的全過(guò)程深度應(yīng)用，提升項(xiàng)目效益。

3.項(xiàng)目難點(diǎn)

（1）本項(xiàng)目共有14棟18層單體，數(shù)量眾多，施工工期緊，需達(dá)到業(yè)主要求的結(jié)構(gòu)封頂時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

（2）本項(xiàng)目為裝配式建筑，構(gòu)件設(shè)計(jì)繁瑣，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，運(yùn)輸堆放質(zhì)量監(jiān)督管理困難。

4.應(yīng)用目標(biāo)

（1）提高管理工作效率：工程項(xiàng)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(guò)碰撞檢測(cè)，深化設(shè)計(jì)，完善施工圖紙，減少圖紙的錯(cuò)、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(jìn)度，提高施工質(zhì)量。

（3）PC構(gòu)件可視化處理：對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，利用BIM的可視化技術(shù)在構(gòu)件深化設(shè)計(jì)階段有效的發(fā)現(xiàn)鋼筋間的碰撞，模擬現(xiàn)場(chǎng)施工，確定合理的預(yù)制構(gòu)件安裝順序。

5.應(yīng)用內(nèi)容

表1 各階段應(yīng)用內(nèi)容總覽

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技術(shù)應(yīng)用整體方案

1. 組織架構(gòu)與分工

項(xiàng)目成立了BIM領(lǐng)導(dǎo)小組（見(jiàn)圖2），小組成員由業(yè)主、總包項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、BIM咨詢方負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、PC等相關(guān)專業(yè)負(fù)責(zé)人組成，定時(shí)溝通及時(shí)解決相關(guān)問(wèn)題。

圖2 BIM組織架構(gòu)

2.軟硬件配置

表2 軟件配置

3. 平臺(tái)配置

（1）廣聯(lián)達(dá)BIM5D項(xiàng)目信息化管理平臺(tái)

（2）預(yù)制構(gòu)件管理平臺(tái)

4. 標(biāo)準(zhǔn)保障

（1）模型格式統(tǒng)一

（2）單位和坐標(biāo)一致

（3）模型色彩標(biāo)準(zhǔn)

（4）階段專業(yè)建模深度共識(shí)

（5）建模依據(jù)同源

5. 制度保障

（1）會(huì)議保障

表3 會(huì)議制度保障

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技術(shù)應(yīng)用實(shí)施過(guò)程

1. 設(shè)計(jì)階段應(yīng)用

（1）場(chǎng)地分析：根據(jù)現(xiàn)有資料，如地勘報(bào)告、現(xiàn)有規(guī)劃文件、建設(shè)地塊信息等，建立相應(yīng)的場(chǎng)地模型，借助軟件模擬分析場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)，如坡度、方向、高程、縱橫斷面、等高線等。

（2）設(shè)計(jì)方案比選：根據(jù)前期設(shè)計(jì)模型或二維設(shè)計(jì)圖，建立建筑信息模型，模型包含方案的完整設(shè)計(jì)信息，檢查多個(gè)備選方案模型的可行性、功能性、美觀性等方面，并進(jìn)行比選，形成相應(yīng)的比選報(bào)告，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

（3）專業(yè)模型構(gòu)建：根據(jù)已有數(shù)據(jù)，分別采用建筑、結(jié)構(gòu)的專業(yè)樣板文件，根據(jù)設(shè)計(jì)方案模型建立相應(yīng)的建筑信息模型，為保證后期建筑、結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確整合，對(duì)模型進(jìn)行校驗(yàn)。

（4）建筑結(jié)構(gòu)平面、立面、剖面檢查：建筑結(jié)構(gòu)平面、立面、剖面檢查的主要目的是通過(guò)剖切建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)整合模型，檢查建筑和結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在平面、立面、剖面位置是否一致，以消除設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的建筑、結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一的錯(cuò)誤。

（5）碰撞檢測(cè)及三維管線綜合：整合土建及機(jī)電模型形成整合的建筑信息模型。設(shè)定沖突檢測(cè)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(cè)及管線綜合優(yōu)化報(bào)告，提交給建設(shè)單位確認(rèn)后調(diào)整模型。

（6）豎向凈空優(yōu)化：在不發(fā)生碰撞的基礎(chǔ)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(dǎo)入具有虛擬動(dòng)畫制作功能的BIM軟件，根據(jù)建筑項(xiàng)目實(shí)際場(chǎng)景的情況，賦予模型相應(yīng)的材質(zhì)。

2. 施工階段應(yīng)用

（1）施工深化設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)單位提供的施工圖與設(shè)計(jì)階段建筑信息模型，根據(jù)自身施工特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)情況，完善或重新建立可表示工程實(shí)體即施工作業(yè)對(duì)象和結(jié)果的模型（見(jiàn)圖3）。

圖3 施工深化設(shè)計(jì)流程

（2）施工方案模擬

結(jié)合工程項(xiàng)目的施工工藝流程，對(duì)施工作業(yè)模型進(jìn)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(jiàn)圖4）。

施工階段行車路線規(guī)劃方案，原設(shè)計(jì)并未考慮要有額外的施工荷載，所以在施工的過(guò)程中，原有設(shè)計(jì)的梁板柱的承載力不夠會(huì)造成結(jié)構(gòu)的破壞，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)堆場(chǎng)和施工需求，來(lái)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(shí)，本項(xiàng)目原計(jì)劃應(yīng)用14臺(tái)塔吊，后經(jīng)優(yōu)化后運(yùn)用12臺(tái)塔吊就已滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求。

圖4 施工方案模擬制作流程

（3）構(gòu)件預(yù)制加工

運(yùn)用BIM技術(shù)提高構(gòu)件預(yù)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(kù)進(jìn)行分段處理，并復(fù)核是否與現(xiàn)場(chǎng)情況一致。

預(yù)制構(gòu)件的“身份證”，可通過(guò)RFID芯片或二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)。考慮到動(dòng)遷安置房多采用標(biāo)準(zhǔn)化程度高的預(yù)制構(gòu)件，選用靈活度高、成本較低的二維碼技術(shù)。在建造過(guò)程中，通過(guò)掃描識(shí)別預(yù)制構(gòu)件二維碼實(shí)時(shí)追蹤和反饋構(gòu)件狀態(tài)信息。

對(duì)預(yù)制構(gòu)件加工、運(yùn)輸、安裝全過(guò)程進(jìn)度狀態(tài)信息收集，從構(gòu)件下單直到安裝完成，并與BIM模型完成可視化關(guān)聯(lián)（見(jiàn)圖5），實(shí)時(shí)更新所有構(gòu)件進(jìn)度節(jié)點(diǎn)，與計(jì)劃節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，提前預(yù)警滯后構(gòu)件。同時(shí)定期匯總進(jìn)度數(shù)據(jù)，分析形成進(jìn)度對(duì)比報(bào)告。

圖5 構(gòu)件預(yù)制加工

（4）進(jìn)度管理

現(xiàn)場(chǎng)每周根據(jù)工地施工進(jìn)度創(chuàng)建周任務(wù)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)完成進(jìn)度。通過(guò)BIM5D平臺(tái)，將進(jìn)度計(jì)劃和BIM模型相關(guān)聯(lián)，我們能夠看到各時(shí)間段的實(shí)體工況，并且進(jìn)度計(jì)劃和清單相關(guān)聯(lián)，還能看到資金資源曲線。這樣，若進(jìn)度出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，項(xiàng)目部便可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題關(guān)鍵點(diǎn)，并采取專項(xiàng)措施保證施工進(jìn)度。

在施工現(xiàn)場(chǎng)，手機(jī)記錄數(shù)據(jù)成了主流模式。現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)區(qū)域、每個(gè)樓層、每個(gè)工序的工種類別、各工種的人員數(shù)量，每天材料出入庫(kù)情況，現(xiàn)場(chǎng)各分包使用機(jī)械數(shù)量及臺(tái)班數(shù)等數(shù)據(jù)，都可以隨時(shí)拿出手機(jī)記錄，與項(xiàng)目管理平臺(tái)同步（見(jiàn)圖6）。以前每天要寫的施工日志，現(xiàn)在隨時(shí)隨地的記錄就能完成，此外，后續(xù)隱蔽工程驗(yàn)收、索賠佐證、實(shí)際進(jìn)度比對(duì)等也有據(jù)可依了。

圖6 進(jìn)度管理移動(dòng)端界面

（5）質(zhì)量安全管理

基于BIM技術(shù)的質(zhì)量與安全管理是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工情況與模型的比對(duì)，提高質(zhì)量檢查的效率與準(zhǔn)確性，并有效控制危險(xiǎn)源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目質(zhì)量、安全可控的目標(biāo)。

通過(guò)BIM模型可視化的特性對(duì)施工人員進(jìn)行可視化交底從而識(shí)別危險(xiǎn)源，避免由于理解偏差造成的施工質(zhì)量與安全問(wèn)題（見(jiàn)圖7）。過(guò)這種方式，解放了管理人員的時(shí)間及空間，平臺(tái)利用規(guī)定整改時(shí)限，明確整改責(zé)任人等方式，使得現(xiàn)場(chǎng)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(shù)應(yīng)用實(shí)施過(guò)程

1. 應(yīng)用效果總結(jié)

表4 應(yīng)用效果總結(jié)

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(shí)間

(3)減少50%-70%的信息請(qǐng)求

(4)減少10%-20%的預(yù)制構(gòu)件損耗

(5)提前發(fā)現(xiàn)解決70%-80%圖紙問(wèn)題

(6)改善項(xiàng)目產(chǎn)出和團(tuán)隊(duì)合作效率

(7)減少設(shè)計(jì)變更，進(jìn)一步減少返工的風(fēng)險(xiǎn)

(8)預(yù)見(jiàn)設(shè)計(jì)難點(diǎn)提前優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.應(yīng)用方法總結(jié)

（1）通過(guò)本工程BIM技術(shù)的落地實(shí)施應(yīng)用，總結(jié)形成了一套較為完善的BIM技術(shù)在PC保障房項(xiàng)目的實(shí)施路線：編寫B(tài)IM實(shí)施策劃、選擇BIM應(yīng)用點(diǎn)、制作PC預(yù)安裝模擬方案、編制BIM技術(shù)落地實(shí)施專項(xiàng)方案并報(bào)公司審批、BIM模型搭建、模型應(yīng)用、總結(jié)反饋。

（2）根據(jù)本工程的BIM應(yīng)用實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，完善了公司在PC項(xiàng)目中BIM管理，包括但不限于PC項(xiàng)目管理方案、BIM例會(huì)制度、質(zhì)量安全現(xiàn)場(chǎng)巡檢等。

（3）BIM人才培養(yǎng)總結(jié)：集團(tuán)掌握基礎(chǔ)BIM技術(shù)能力的60余人，獲取圖學(xué)學(xué)會(huì)BIM證書的人已過(guò)半，培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的“BIM+PC管理”團(tuán)隊(duì)，為公司在其他項(xiàng)目應(yīng)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(gòu)建竣工模型做好數(shù)據(jù)積累。

（2）平臺(tái)深入應(yīng)用：基于BIM平臺(tái)的技術(shù)模塊，提升專項(xiàng)方案的交底效果，提高方案的可分享性，增強(qiáng)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(jìn)BIM技術(shù)在馬橋鎮(zhèn)的推廣交流和深化應(yīng)用。

（編輯：奚雅青）