以高層建筑淺談BIM技術(shù)應(yīng)用

張晨光

摘 要：從分析高層建筑的特點(diǎn)入手，結(jié)合工程實(shí)例，探討B(tài)IM技術(shù)在高層建筑群施工中的集成應(yīng)用。希望本文的研究有助于促進(jìn)高層建筑施工水平的提高。

關(guān)鍵詞：高層建筑群;BIM技術(shù);施工工藝

一、高層建筑施工的特點(diǎn)

在中國(guó)目前的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中，高層建筑的定義如下：建筑物超過(guò)40層，高度超過(guò)100米。高層建筑近年來(lái)發(fā)展迅速的原因與其自身的優(yōu)勢(shì)密切相關(guān)，如照明好，節(jié)約用地等。高層建筑樓層多，高度大，施工工序多，配合復(fù)雜，施工組織難度高，除具有一般多層結(jié)構(gòu)的一些特點(diǎn)外，詳細(xì)闡述以下幾方面特征：

（一）工程體量大、工序復(fù)雜、施工準(zhǔn)備工作量大

由于高層建筑面積大，體積大，需要種類(lèi)繁雜的材料、部件和設(shè)備，不僅種類(lèi)繁多，且運(yùn)輸量大。施工前需要準(zhǔn)備大量人力，物力和施工技術(shù)方案，以確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行。同時(shí)，高層建筑有許多工序，需要十多種專(zhuān)業(yè)工作交叉操作，協(xié)調(diào)配合非常復(fù)雜，也對(duì)施工技術(shù)提出了更高的要求。由于建筑物選址的限制，狹窄的施工場(chǎng)地一般難以施工，如何有效地分配和調(diào)整施工場(chǎng)地平面布置成為了衡量施工企業(yè)管理水平的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）工期緊、任務(wù)重、結(jié)構(gòu)裝修、防水質(zhì)量要求高

高層建筑群中，平均每棟高層建筑的建設(shè)期一般為1至3年，平均為2年。主體結(jié)構(gòu)通常為每層5至10天，短期為3天。通常是兩班或三班作業(yè)，工期緊、任務(wù)重。難免會(huì)遇到惡劣天氣，需要在冬，雨期施工，為保證工程質(zhì)量，應(yīng)采取特殊施工技術(shù)措施，并且合理安排施工工藝，縮短工期，降低成本。同時(shí)，還需要一系列安全預(yù)防措施和計(jì)劃來(lái)確保安全生產(chǎn)。為了保證結(jié)構(gòu)的耐久性和美觀，高層建筑主體結(jié)構(gòu)和建筑立面裝飾的標(biāo)準(zhǔn)要求高;地下室的基礎(chǔ)和墻壁，廚房和浴室的管道以及防水要求不滲漏水。水，電，暖，通風(fēng)的材料和施工質(zhì)量要求也相應(yīng)提高。施工必須采取有效的技術(shù)措施來(lái)滿足這些要求，特別是通過(guò)新技術(shù)，新工藝，新材料和新設(shè)備來(lái)保證施工質(zhì)量。

（三）垂直運(yùn)輸作業(yè)，高空作業(yè)等安全要求嚴(yán)格

高層建筑一般為45-80米，不同于一般建筑，高層建筑群有許多高空作業(yè)和大型垂直運(yùn)輸。在施工中，要解決高空材料，產(chǎn)品，機(jī)床和人員的垂直運(yùn)輸問(wèn)題，合理選擇各種運(yùn)輸機(jī)械。妥善安排材料、設(shè)備的運(yùn)輸問(wèn)題，工人的通勤及給排水，供電，通訊等問(wèn)題，甚至建筑的垃圾處理。高層建筑樓層高且多，建筑工地狹窄，高空作業(yè)和立體交叉作業(yè)的必要性不言而喻。一定要做好各種高空安全防護(hù)措施，確保施工作業(yè)人員和地面行人的安全，不發(fā)生任何的安全事故，因此安全保障措施的成本隨之提高。

二、在高層建筑施工中應(yīng)用BIM技術(shù)解決相應(yīng)問(wèn)題

（一）BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱(chēng)，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。BIM技術(shù)所創(chuàng)建的3D可視化建筑模型，不僅能讓多個(gè)專(zhuān)業(yè)在同一個(gè)模型中協(xié)同工作，還可以讓構(gòu)件之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，在任何視圖上對(duì)模型做出修改，馬上可以在不同視圖相關(guān)聯(lián)的地方做出改動(dòng)。BIM技術(shù)可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性以及優(yōu)化性等特點(diǎn)讓其在規(guī)劃設(shè)計(jì)，發(fā)包施工，運(yùn)營(yíng)維護(hù)等項(xiàng)目全生命周期都發(fā)揮著舉足輕重的作用。

（二）本高層建筑工程概況

本住宅小區(qū)項(xiàng)目位于市中環(huán)路南側(cè)地塊，層數(shù)均為28或30層;地上地下停車(chē)位;總建筑面積18.6萬(wàn)平方米，是非常典型的高層建筑住宅群。在BIM技術(shù)準(zhǔn)備充分后，為協(xié)助項(xiàng)目施工的順利進(jìn)行，決定在施工全過(guò)程中，對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用。

三、在高層建筑群施工中的運(yùn)用BIM技術(shù)

（一）在優(yōu)化施工方案中的應(yīng)用

在本工程中，BIM小組針對(duì)一些關(guān)鍵工程節(jié)點(diǎn)部位和復(fù)雜的空間區(qū)域，運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，主要目的是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行幫助與指導(dǎo)，確保施工有序進(jìn)行。集中應(yīng)用于綜合管線優(yōu)化：充分利用BIM模型三維可視化的優(yōu)點(diǎn)，以現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，綜合考慮管線安裝順序及設(shè)備運(yùn)輸，對(duì)管線的排列布置進(jìn)行優(yōu)化，以此來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)進(jìn)行幫助。經(jīng)優(yōu)化，將給電纜橋架和水管走線提高到同一個(gè)水平高度，按照安全距離，對(duì)二者分開(kāi)布設(shè)，對(duì)于豎直方向上的水管與橋架，橋架布設(shè)在水管上方;通過(guò)協(xié)調(diào)布置，為各類(lèi)管線施工提供了有利條件并使有限的空間得到最大限度地利用。通過(guò)對(duì)管線敷設(shè)路徑的優(yōu)化調(diào)整，同時(shí)對(duì)局部位置處的結(jié)構(gòu)同步優(yōu)化，從而使垂直凈空高度達(dá)到了業(yè)主的需要，為施工創(chuàng)造了便利條件，加快施工進(jìn)度。

（二）在工程質(zhì)量監(jiān)管中的應(yīng)用

高層建筑群的工程質(zhì)量是需要多層次，多方面把握的重點(diǎn)，其中材料的質(zhì)量更是直接影響結(jié)構(gòu)可靠度。如果質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生在施工中使用的材料上，那么很可能引起不可估量的后果，重則甚至?xí)菇ㄖ谕饬ψ饔孟拢绱箫L(fēng)、地震等，出現(xiàn)傾覆，輕則也會(huì)影響到高層建筑的結(jié)構(gòu)安全性和耐久性，縮短建筑物的使用壽命。因此，必須高度重視高層建筑施工中的材料質(zhì)量，但由于高層建筑施工中使用的材料種類(lèi)非常龐雜，若采用一般的材料進(jìn)場(chǎng)管理辦法，不但要配備多名材料員，也容易出現(xiàn)管理漏洞?？紤]到這個(gè)情況，在本工程中，運(yùn)用BIM技術(shù)構(gòu)建材料質(zhì)量管理模型，在材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，同步將材料的質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告、出廠合格證等相關(guān)證明，通過(guò)電子掃描輸入到BIM模型之中，相關(guān)聯(lián)在材料使用部位上，直觀地掌握材料質(zhì)量。并以模型為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)進(jìn)場(chǎng)材料的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行匯總，隨即進(jìn)行比對(duì)，確保進(jìn)場(chǎng)材料與設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)參數(shù)相吻合，大幅提高工作效率。

（三）在控制成本中的應(yīng)用

本項(xiàng)目是高層建筑群，施工成本大。為此，在控制施工成本的過(guò)程中，將BIM模型與工程量清單進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使具體的工程量在數(shù)據(jù)模型中與所屬的結(jié)構(gòu)構(gòu)件相對(duì)應(yīng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際收入的快速核準(zhǔn)計(jì)算。以此為基礎(chǔ)，BIM模型便能夠根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分析整個(gè)項(xiàng)目的核算成本。同時(shí)分析項(xiàng)目中一個(gè)分部工程的成本核算，從而為項(xiàng)目的成本管理提供有效可靠的數(shù)據(jù)。通過(guò)模型計(jì)算工程量及分包工程報(bào)量與合同中的價(jià)款進(jìn)行對(duì)應(yīng)，就可以對(duì)比實(shí)際成本與預(yù)算成本。借助BIM技術(shù)使整個(gè)項(xiàng)目的成本的核算和分析工作效率得到提升，有效地控制成本。

（四）在技術(shù)信息共享中的應(yīng)用

BIM模型數(shù)存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)信息。這些信息，不僅可以快速提取施工項(xiàng)目中每個(gè)構(gòu)件的屬性，讓施工人員可以更全面地了解構(gòu)件的性質(zhì)，也能直觀的了解結(jié)構(gòu)中的功能和作用。BIM模型經(jīng)與施工計(jì)劃的結(jié)合生成4D施工模擬，融入先進(jìn)的VR技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組織施工人員通過(guò)多媒體完成施工預(yù)覽，使所有施工細(xì)節(jié)呈現(xiàn)在大家眼前，讓施工人員能夠在一個(gè)更高的視角來(lái)審視整個(gè)工程項(xiàng)目。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑群的建設(shè)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，BIM技術(shù)的運(yùn)用對(duì)高層建筑施工的合理性和科學(xué)性具有重要的影響，為了保證高層建筑的順利建設(shè)，我們要合理地使用BIM技術(shù)，通過(guò)BIM模型的構(gòu)建，優(yōu)化施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提高了工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，控制項(xiàng)目成本，讓現(xiàn)代化施工更上一層樓。

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