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兰州东湖广场项目BIM应用案例

2021-03-16 15:38:17

一、项目概况

1、项目基本信息

本项目位于甘肃省兰州市城关区南昌路6号,由甘肃第六建设集团股份有限公司承建,项目总建筑面积约18.5万平方米,项目造价约8亿元。规划为集大型购物中心、超高层写字楼、高层酒店办公综合楼、超市、大型地下停车场于一体的大型都市综合体。包含一个整体7层、局部8层的购物中心,一栋总高度179.45米的超高层办公楼(塔楼A),一栋百米高层酒店、办公综合楼(塔楼B)。A、B塔楼结构形式为框架核心筒结构,商业及地下室为框架剪力墙结构。

兰州东湖广场项目效果图

 

2、项目难点

(1)现场狭小,场地布置与现场物料运输管理难度大;

(2)工期紧,钢骨柱与梁钢筋节点复杂;

(3)机电专业全,管道复杂,地下室净空要求高;

(4)砌块运输及设备的选型复杂,采购运输、砌筑组织协调难度大;

(5)无板框架梁构架层施工管理难度大、材料需求量大;

(6)屋面做法复杂需对做法层分解优化并合理验算排水坡度及雨水口位置,美化排砖效果;

(7)现场分包单位众多、质量、安全及进度协调管理工作量大。

 

3、应用目标

(1)施工管理:

近期目标:东湖项目部作为试点,前期主要以模型建立为主,建立场地布置模型及漫游动画,并引入BIM5D平台技术,将虚拟建造结合到现场施工管理中,形成初期的管理云平台。

中期目标:将BIM5D平台投入到项目工程管理、安全质量、工程量计算等工作中,通过APP及PC端同步立体管控现场施工。

远期目标:将平台应用拓展到整个施工全周期,全方位辅助施工管理,精细化项目管控。

 

(2)技术管理:通过建立企业自己的软件交互应用规范,使得软件应用更加智能化,根据现场实际情况,拟采用广联达BIM5D作为手机平台,操作更加简单化。计划采用建模插件的应用使得图纸自动识别生成模型提高建模效率、细化交互规范使各专业模型融入一个平台避免或减少丢失模型和信息。

针对项目的重点难点,利用BIM可视化、可模拟等优势,对项目重点、难点区域创建模型、节点,通过三维模型、动画等形式进行技术交底与方案编制,辅助项目技术管理。

 

(3)人员培养:通过试点项目的应用,积累BIM技术应用经验,推动BIM技术在企业内部的应用率,培养一支综合能力强的BIM团队,并通过不同专业的应用使BIM实施人员向更加专业化、精细化发展。

通过试点项目BIM技术的落地应用,总结一些成熟的经验,在项目上进行推广。项目部要形成善用BIM、会用BIM的技术团队,使BIM应用逐渐成为一种管理模式、一种改进手段,习惯性的去使用这门工具。领导班子需要知道并重视BIM的实施,只有有了领导的重视与推进,才能使得BIM技术在项目真正运转起来。

 

(4)应用方法:通过试点项目BIM技术的应用,总结整理BIM技术在应用过程中出现的问题、应用方式,并总结应用过程中的不足与误区,编制BIM技术与BIM5D应用手册,在日后其他项目中推广应用BIM技术提供参考与规范的应用方法。

 

二、BIM应用方案

1、应用内容

根据本项目特点与难点,结合集团公司对本项目的预期目标,BIM技术应用主要围绕全面深度应用进行,具体内容如下:

(1)技术应用:

①依据国家标准与企业建模标准进行本项目全专业模型的建立,通过模型对图纸进行优化,提前发现并解决图纸中的错、漏、碰、缺;

②对机电模型进行管综优化,重点对地下三层(无梁楼盖板)、地下一层(设备机房)、首层、标准层进行碰撞检测与优化,提高楼层净空高度,结合结构模型进行孔洞精确预留,优化管道井管线排布,并出图指导施工;

③本项目为钢框架混凝土结构,钢骨柱与钢筋、多梁相交部位较为复杂,对钢结构与钢筋节点进行建模并优化,优化钢筋排布并提前预留穿孔与锚板,提高现场工作效率;

④因本项目场地狭小,利用BIM技术进行不同施工阶段三维场布策划,对施工现场进行科学合理布置;

⑤对机电管线进一步深化,解决管道碰撞问题的同时提高净空高度,同时对设备机房进行预制装配化应用探索;

⑥施工中的重难点方案进行策划、模拟与专家论证,制作三维可视化交底视频与720全景图,结合二维码将应用成果落地到施工现场;

⑦利用VR、3D打印、无人机等硬件提高交底与施工效率。

 

(2)管理应用:结合广联达BIM5D管理平台对施工过程进行管控,收集施工过程资料、协调参建各方解决施工过程中出现的问题,合理有效对施工进度、资源、质量、安全进行全方位的管控,全员参与管理平台的应用中,利用平台整理汇总的数据资料辅助管理层决策,生成的二维码实现资料共享与无纸化办公,并将BIM应用成果落地到施工现场中。

 

2、应用方案的确定

(1)软硬件配置:BIM应用配备台式机5台,笔记本2台,项目上配置单独工作室,高配置台式电脑。CPU:Core i7-7700K;显卡:NVIDA RTX2080;安装内存:32G;音响键鼠设备,网线、路由器、移动硬盘。

软件名称及版本

应用

Autodesk Revit 2016

土建机电建模、复杂节点深化

MagiCAD

辅助管综优化、支吊架设计与验算

Navisworks Manage 2016

碰撞检查、施工模拟、进度模拟、模型整合等

Lumion8.0

漫游动画制作

Fuzor

施工模拟动画制作、VR应用

AE、PR、PS

主要进行视频的制作与编辑

广联达BIM5D管理平台

项目管理平台

3Dmax

部分动画特效的渲染

表6-7  项目配置的软件及应用

 

(2)组织架构:

项目BIM工作小组组织机构图

(3)BIM团队职责及岗位职责:

序号

岗位

岗位职责/任务分工

1

公司

总工程师

总负责及审批BIM方案及模型

2

技术部

负责落实BIM实施的全部工作, 监督检查工作的进展、落实情况以及审核BIM方案

3

BIM中心

落实项目进度、质量等内容,BIM标准制定,BIM应用方案确定,编制项目BIM实施方案,解决实施中存在的技术问题

4

项目

经理

负责项目的管理、协调、统筹、审批、资源调配。负责项目部内部的培训组织、考核、评审。

5

BIM各专业工程师

负责建立BIM模型,进行BIM模型的维护和更新,建立、维护、共享、管理相关的施工图纸(含电子版图纸)、图纸设计变更、签证单、工程联系单、施工方案、建模需求;进行施工方案模拟、编制各专业BIM方案。

6

现场BIM

工程师

负责BIM模型的维护和更新,变更签证所对应的的部位及时修改模型,与现场参建各方进行协调, BIM5D管理平台的现场应用,解决现场管理人员BIM使用中存在的问题

7

技术监督小组

在全过程中实时检查模型创建情况,模型问题及错误,并及时修改。

表6-8  团队职责及岗位职责

 

(4)实施顺序:

①BIM组、项目部其他管理人员共同参与,通过不同实施方向共同进行BIM技术在本项目中的应用,具体详见图6-28。

②针对BIM技术难以落地的问题,制定BIM应用方案、应用制度,明确不同岗位的职责与分工,并与广联达有限公司共同制定BIM落地应用联合推动方案,确保BIM技术在项目能够真正落地、体现价值。

③定期编制BIM应用阶段性成果总结与下阶段工作计划,周例会使用BIM5D平台汇总整理的数据发现问题并制定针对性整改措施。

BIM实施顺序

 

三、BIM实施过程

1、实施准备

(1)制定项目级BIM应用方案与各类制度:结合本项目BIM应用目标以及重难点、质量、安全、文明施工、绿色建造等要求,编写项目级BIM应用实施方案,将项目级应用目标进行细化。同时制定多项实施管理制度,推进项目BIM应用管理规范化,明确BIM成果交付具体要求。

(2)确定模型标准:项目模型规则按照六建集团BIM建模规范进行模型建立,包括构件样板族、机电样板、系统颜色、模型精度、建模方法、族与模型的命名等。同时,统一模型在各软硬件之间的传递规则,保证信息的完整。并且制定设计变更对模型更改记录模式,保证模型的时效性。

(3)明确BIM成果要求:在本项目中,BIM技术应用产出的成果文件主要包括结构、建筑、钢结构与钢筋、机电管综、幕墙等专业模型文件,碰撞检测报告、图纸会审记录、BIM5D过程资料、可视化交底文件、导出的各专业图纸、施工方案等。

(4)建立企业族库:在项目BIM实施开始时,根据六建集团BIM技术发展规划,通过建立符合企业VIS识别要求的场地布置族、各类构件族、机械设备族等等,通过建立网页端BIM族库平台做到企业内部资源共享,避免重复建模,提高建模效率,并不断整理补充企业所需的各类族文件。

(5)人员培训:组织企业各个项目BIM实施人员,根据实施人员技术水平,分为基础班与提高班分批培训,主要培训内容包括软件操作、硬件知识、建模标准、项目应用思路、动画制作、视频剪辑等等。

(6)过程控制:定期开展BIM专题会议,即项目现场问题协调会,有效落实工作分工、协同以及重难点问题的高效处理。依据本项目建设标准及管理目标,进一步建立项目BIM过程监管及应急预案体系,结合奖惩激励制度用以规范项目建设,保障本项目顺利开展及圆满建成。

 

2、实施过程

(1)场地布置模拟及优化:通过BIM技术解决现场施工场地平面布置问题,解决现场场地划分问题,根据不同施工阶段《施工平面布置图》搭建各种临时设施,创建基础阶段、主体阶段、装饰装修阶段场地布置模型;按安全文明施工方案的要求进行修整和装饰;临时施工用水、用电、道路按施工要求标准完成;根据现场实际情况进行场地布置的合理优化,指导场地临建设施及施工。同时根据施工部署将钢结构、幕墙、内装、主体(砌体、现浇)等现场的垂直交叉作业按照施工进度进行模拟,规划现场布置及垂直交叉作业防护模拟,确定悬挑防护棚位置(A塔楼20层,33层,B塔楼16层,22层),精准控制现场动态布置,明确安全管理重点,并利用BIM5D管理平台进行定时巡查,保障施工安全。

场地布置模拟及优化

 

(2)管道综合布置与优化:通过对本项目全专业模型的建立,使用Navisworks进行模型整合、碰撞检测并出具报告,在施工前期与设计院沟通,避免返工,节约工期。因本项目专业多且结构复杂,应用bim的碰撞检测能够体现出较大价值。根据管综优化后模型文件直接导出各专业施工图指导施工。本项目通过碰撞检测发现、优化了碰撞点17411处。

按照优化确定后的管道位置、标高、间距,确定支吊架的型式,综合考虑管道间距、外径、保温、重量等因素,通过MagiCAD优化布置并验算其可靠性,实现安全、美观、经济的效果。

 

(3)预留洞口定位与统计:通过模型对地下一层预留洞口进行统计,根据图纸及现场施工情况合理优化洞口位置及尺寸,按照洞口类型及大小进行提量统计,实现模型与现场实体的高度统一,指导现场施工。

 

(4)复杂节点钢筋优化:本项目是型钢混凝土结构,通过对钢结构、钢筋的模型创建,优化型钢的开孔位置与数量,通过BIM可视化的优势进行型钢与梁节点的优化与排布,解决钢筋锚固问题,节约钢材、避免返工。并且,对复杂节点创建可视化交底视频,通过视频对施工员、班组进行交底,不像以前的交底只是依靠听文字内容来想象,通过直观的视频动画,加深交底印象,提高交底的有效性。

复杂节点钢筋优化

 

(5)方案可视化交底:针对本项目重点、难点区域,创建关键节点的三维模型,对施工人员进行可视化技术交底,使施工作业人员更加直观的了解施工工艺、质量控制要点及保证措施,从事前控制出发保证施工质量。本项目还创新性的将可视化交底与专家论证进行结合,直观体现本项目高大支模方案,并在图片、模型中记录问题,会后方案与模型同步修改。

方案可视化交底

 

(6)BIM模式下的砌体施工管理:

①楼层分区与算量:首先利用BIM技术在二次总平面布置时,提前规划砌块堆场,便于现场运输、卸车、管理。并制作楼层分区图,根据建筑设计平面图,按照房间边线,60㎡~100㎡范围内划为一个区并编号,并在每个分区内指定砌体堆放范围,分区编号采用XX-XX-XX,表示楼号-层号-分区号,例如A-4-01,表示A楼4层01区,引导现场砌块搬运一次到位,减少周转次数。

②砌体用量管理及施工电梯选型:根据施工电梯的吨位及电梯笼大小,规划每包砌块的大小及规格,编制用量计划,并编码辅助运输。

③砌块运至现场及楼层:砌块由卡车运至现场,项目采用叉车卸车,然后采用手动液压搬运车运至施工电梯,施工电梯送至各楼层。到达楼层后工人采用手动液压搬运车,根据每包砌块上的编码送至对应区域,以便减少倒运次数及距离,避免对砌块的二次破坏。砌块使用完毕后,定型化钢制托盘统一整理堆码,在厂家下次运送砌块时,带回厂家循环使用。

 

(7)屋面施工精细优化:针对以往屋面施工观感效果不佳、排水不畅、标高控制不理想等问题,本项目对屋面排水系统、标高进行重新设计,通过逆向设置坡度,将排水沟位置进行调整,有效解决了排水沟设计不合理的问题,使屋面排砖整齐美观,排水通畅。并对屋面细部做法建模优化,并出具节点详图及720效果图,用于指导现场施工。

屋面施工精细优化

 

(8)BIM虚拟样板间:按照工艺样板标准,1:1创建了满足现场施工需求的工艺样板模型,满足现场施工的工艺需求。利用二维码技术结合实体样板和工艺动画的形式,进行样板的交底。

(9)室外综合管管网的优化设计:按照室外景观园林的设计图纸,进行室外给水、雨水、污水、消防及化粪池、消防接合器、室外消火栓等的设计与优化,并将雨水井、化粪池、检查井,管道等进行参数化建模,通过输出构件明细表辅助计算工程量及提取材料计划。

(10)模型出图与精准算量:BIM技术的成果体现在出图指导施工上,需要严格按照出图规范进行构件的标注、注释,出具的施工图才具有意义与价值,能够指导施工。同时利用BIM模型提取实物量,进行限额领料与三算对比,避免二次搬运和降低材料损耗,减少建筑垃圾。

(11)装配式机房的探索:综合机电各专业管线的综合机电模块,按照设备安装工艺进行拆分,满足现场安装需求。整体规划布局、优化空间尺寸,为装配式安装提供指导。并按照设备的组装部件,将个设备的构件进行标记、编码拆分,并输出图纸,指导现场拼装。

(12)BIM+物料追踪:利用BIM的信息性和协同性,可实时追踪物料信息,设置构件出厂、进场验收,构件堆放、安装以及安装质量验收等节点。实现扫码出厂—构件运输—扫码进场—构件安装的全过程追踪。

BIM+物料追踪

 

(13)基于BIM5D的质量安全管理:现场项目部管理人员发现问题直接使用移动端APP记录和拍照上传问题并制定责任人,质量安全部门通过BIM5D平台生成的整改通知单形成管理闭环,并对整改情况进行查看,使项目质量、安全管理更加透明。同时在施工过程中,安全员将检查出的安全隐患及时拍照上传至BIM5D管理平台中,对现场人员作出警示,做好安全防护措施,确保安全生产。

项目采用现场质量安全信息化管理,通过问题分类、质量问题实时通知与整改、质量评优等功能的结合应用,信息快速传输,完成现场施工质量实施管理及监控。通过问题分类、安全定点巡视、安全问题实时通知与整改等功能的组合应用,信息实时传输与答复,完成现场安全管理与监督。

基于BIM5D的质量安全管理

 

(14)基于BIM5D的进度管理:在BIM5D中,进度不仅仅是时间的划分,重要的是它通过BIM模型,可以获得构件的工程量信息,并与现场实际信息相关联。最大可能的考虑到了外界影响因素对本工程进度的影响。将细化施工进度关联模型,通过实际进度与计划进度对比,实现施工进度宏观控制,结合现场施工进度、质量安全、成本物质等功能信息化管理。

基于BIM5D的进度管理

 

(15)基于BIM5D的项目管理:

①数据积累:将BIM5D中的电子施工日志、劳动力人数统计、商务管理信息等数据进行留档储存,为我司后期应用BIM5D进行项目管理起到了指导作用,为后期同类工程提供了数据支撑和数据积累。

②管理提升:基于BIM技术应用平台,改变了项目传统管理模式,提升了精细化管理水平,提高了工作效率。

③指标提高:应用BIM技术为项目完成质量、安全、进度、材料节约等具体目标提供了有力保障,本项目被评为甘肃省安全文明工地。

(16)基于BIM的QC活动:基于BIM的优势在项目开展了以研究《高层建筑垃圾回收再利用系统的创新》为课题的QC活动。QC成果获得甘肃省第39次质量管理小组成果一等奖,创造回收经济效益九万余元

 

四、BIM应用效果总结

1、效果总结

(1)辅助项目管理和工程施工

本项目采用BIM技术应用效果显著,提升了项目精细化管理水平,有效缩短了工期,降低了成本,提升了工程质量。针对本项目钢骨柱与钢筋节点、净高优化、重难点方案模拟与可视化交底、砌体精细化管理体现价值尤为明显,凸显企业技术实力的同时获得了省市主管部门、建设单位的一致好评。应用BIM5D管理平台实现了全方位集成管控,达到了建筑工程信息化管理,精确及时的管控项目有序进行,将BIM5D管理平台的应用融入项目管理,努力实现现代化、信息化、高质量的绿色建筑。

 

(2)经济效益

2018年度,本项目通过应用BIM技术,节约工期约20天,节约项目成本约53.35万元。

2019年度,通过对现场动态管理控制,调整原有施工部署,提前规划各类堆场,提供场地使精装修、设备安装提前一个月进场施工,总工期节约1个月。现场塔吊、施工电梯、定型化防护提前一个月退场,节省设备租赁费用35.5万元;运用BIM对砌体施工进行管理,提高工作效率,降低运输损耗,砌体施工工期节约1个月;通过屋面优化,精细化控制屋面砖、排气管、排气帽、各做法层的材料用量,节约成本约1万元。

 

(3)社会效益

本项目为兰州市2018年安全质量标准化观摩项目,BIM技术的应用,得到行业同仁的一直好评。总形成两项项QC成果,获得甘肃省特等奖一项、一等奖一项,同时被评为甘肃省安全文明工地。

2018年度甘肃省、兰州市、总公司BIM大赛中,取得一等奖三项。2019年度甘肃省、兰州市荣获BIM大赛二等奖两项,总公司BIM大赛一等奖一项。2019年度荣获全国建设工程BIM大赛综合组一类成果。

 

2、方法总结

(1)应用方法的总结:六建集团通过在本项目BIM技术的试点应用,总结修订六建集团BIM建模规范、Revit与BIM5D交互规范,编制BIM成果交付要求、BIM5D管理平台应用实施指南、BIM5D联合推动方案、标准化BIM实施方案等成果文件。上述文件充分考虑工程项目实际情况及应用点,建立统一、开放、可操作的全生命周期BIM技术应用标准。

不断补充完善企业族库,建立了六建集团网页端BIM族库平台并推广到全司进行使用。总结了本项目BIM技术与BIM5D应用过程中的经验教训,编制BIM实施指南,形成可推广的经验和做法,提升企业在工程中应用BIM技术的内在动力与需求。

 

(2)人才培养的总结:本项目通过建立BIM团队,引导推广了BIM技术在项目的全面应用,锻炼了团队人才,先后有10人通过BIM一级等级考试,项目50名管理人员每人一个BIM5D账号,全面使用BIM技术。

建立公司BIM培训机制与BIM人员的选拔制度,结合微信平台进行BIM技术的长期培训,为公司全面推广应用BIM技术储备人才,并将BIM实施人员向更加专业化、精细化发展,打造一支综合能力强的BIM团队。

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