前言：本站為你精心整理了BIM技術在超高層建筑施工管理中應用范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：為解決人地沖突問題，超高層建筑得到了人們廣泛關注，已經成為未來房建工程的發展趨勢。但是，超高層建筑的設計和建造十分困難，以前的施工管理技術難以應用于當前的超高層建筑設計管理標準。在超高層建筑施工中，引入bim技術可以對超高層建筑工程進行3D可視化模擬，對項目施工建設流程進行優化，一定程度上降低施工過程中潛在的風險，提升超高層建筑施工安全性。對BIM技術的模擬、協調和優化，可以有效保證工程質量，節約成本，減少工期。

關鍵詞：超高層建筑；BIM技術；施工流程；施工管理

0引言

BIM技術是BuildingInformationModeling的簡稱，最早由ChuckEastman等人提出，其主要工作思路是基于3D數字化建筑結構模型，提升項目設計、施工和后期運營等各階段管理水平。部分學者對BIM技術在超高層建筑中的應用展開了相關研究。任兵[1]研究了BIM技術在超高層建筑結構設計中的價值，明確了BIM系統在工程項目中的具體實施步驟。楊濤[2]等將BIM技術應用于蕪湖僑鴻超高層建筑施工中，并從各施工階段施工現場的整體情況、工程量計算、重難點施工部位交底、鋼結構的深化設計以及方案評選等角度，闡明了BIM技術的作用，為解決超高層項目的設計和施工一體化等問題提供了一定思路。趙英猛等[3]通過BIM技術對超高層施工所面臨就的重難點問題進行相關討論，并利用BIM技術對超高層施工方案進行了一定優化。黃偉[4]研究了BIM技術的應用效果，并重點論述了BIM技術在超高層復雜結構中的節點優化設計中的應用。周赤晨等[5]通過BIM技術對杭州奧克斯項目施工過程進行了精細化管理，并對項目施工過程進行了模擬，有效改善了項目施工中出現的技術、生產以及成本等諸多問題。楊春林[6]研究發現，BIM技術可有效提升超高層建筑施工的效率。由此可見，在超高層建筑施工管理中引入BIM技術，可有效優化建設流程，準確發現施工過程中的潛在風險，提升工程安全性。

1工程概況

1.1工程背景

擬建項目為該市重點建設項目，總建筑面積達152891m2左右，其中地面以上建筑面積129540m2，地面以下建筑面積23351m2。該項目建筑結構的設計使用年限為50年。建筑總高度為260m（屬于超高層建筑），總層數58層，地上54層，地下4層。本項目的主要功能為購物、辦公及五星級酒店。1~6層為大型購物商場，7~47層為商務辦公，48~54為五星級酒店。建筑整體采框-筒結構，外框架用鋼骨混凝土柱結構。本項目是一個集商業、酒店、辦公為一體的多元化超高層建筑結構，計劃25個月完成主體結構，施工過程中需要同時保障質量、工期和安全等。

1.2工程重點難點分析

項目對工期要求嚴格，近50家分包單位，上百家材料供應商，涉及多種專業和施工工藝的交叉，施工難度巨大。再加上施工場地空間限制，對不同材料和機械的調度難度增大，嚴重影響施工進度，導致工期延長。超高層結構建筑的高空作業帶來的不安全因素，是施工過程中必須充分考慮的問題。超高層建筑的高空作業與普通建筑的作業有著本質區別，由于其大量的施工作業都是在高空中進行，導致預留洞墜人事件時有發生。由于施工場地有限，項目周邊環境十分復雜，再加上工期等因素的影響，上下同時施工的情況增加，立體交叉作業導致的傷亡事故時有發生。為此協調組織各專業、各工序之間的前后置關系，是項目面臨的重要挑戰。項目工期在2年左右，由此造成許多設施可能放置較長時間再使用。這期間由于人為因素、環境因素的影響，可能會使部分設備由正常使用狀態轉為危險狀態，稍有不慎，就容易發生重大事故。鑒于此，必須將時間和環境導致的危險因素考慮全面。超高層建筑施工時一般需要多塔作業、群塔作業及塔吊臨街作業，再加上施工電梯運行高度高，風荷載影響大，導致超高層對設備自身安全性要求很高。

2BIM技術在超高層建筑施工中的應用

2.1BIM技術深化模型建立

通過BIM模型進行動態模擬展示本項目的關鍵工序和施工工藝做法，進而指導項目現場施工。BIM建模時，需根據施工圖紙建立專業模型，協調各個相關專業完成模型深化。然后進行模型的沖突檢測，根據沖突檢查結果反復進行模型優化。沖突檢測通過后生成施工作業模型，按照深化圖紙指導現場施工。深化模型建立流程如圖1所示。

2.2BIM技術協同現場質量、安全管理

基于BIM技術的協同管理平臺可以達到協同作業的目的，結合物聯網、云計算等手段，建立以業主為核心，圍繞安全、質量、進度等控制點，通過BIM技術保障項目高效推進。當施工現場出現工程質量、人員安全等問題時，相關負責人應第一時間在BIM平臺中上傳相關問題，并督促施工方團隊及時整改。整改過后，應該在第一時間將結果反饋會BIM平臺，由相關負責人進行驗收。通過對質量、安全等問題的統計分析，進而監督整個項目。

2.3基于BIM技術的施工圖深化設計

基于BIM技術的施工圖深化設計，主要包含機電施工深化設計、鋼結構施工深化設計、三維算量、碰撞研究等。將多專業的三維模型進行匯總、疊加和集成，可在BIM平臺上實現三維可視化。

2.4碰撞研究

碰撞研究是BIM應用的技術難點，同時也是BIM技術應用初期最易實現、最直觀、最易產生價值的功能之一。根據美國建筑行業研究院2007頒布美國國家BIM標準，建筑業無效工作高達57%。斯坦福大學在總結BIM技術價值時發現，使用BIM技術可以消除40%的預算外變更，通過及早發現和解決沖突可降低10%合同價。工程中將實體相交定義為碰撞，當實體間的距離小于設定公差時為硬碰撞，影響施工或不能滿足特定要求時為間隙碰撞。在本項目中，對建立的BIM模型進行碰撞檢測，專業之間沖突、高度方向上碰撞是考察的重點。根據BIM模型提供的碰撞檢測報告，可將一些看上去沒問題，而實際上卻存在的深層次問題暴露出來。針對目標問題對模型進行進一步修正，并按方案要求對設計進行優化變更，有效地避免了施工中的返工、停止施工等情況發生，很大程度上降低了設計變更，保障了工程進度按時完成。管線碰撞檢查如圖2所示。

2.5機房優化設計

鑒于本項目的規模大、場景復雜，在進行管線綜合規劃時，需要對機房進出口和管道井等區域進行深層優化。基于BIM技術對機房中各個重點施工部位進行針對性優化，可幫助機房施工人員及時發現問題，保證管線排布美觀、合理。運用BIM進行管井管線布設時，應保證管井與結構之間無碰撞，水平管道進出管井時做好管井墻體的留洞，避免后期開鑿。在保證管井內管線的立管定位與管井水平進出管無交叉的同時，要保證施工操作空間。如有必要，需要考慮管井墻體后砌筑。各類閥門、壓力表等管道附件均占用管道以外的空間，在保證安裝空間充足的同時，要考慮其后期檢修維護空間，因此在做綜合排布時應盡量將其布置在外面。通過BIM技術的機房優化設計，可以有效縮短工期，降低施工成本。

2.6鋼結構深化設計

以設計方出具的鋼結構施工圖為依據，通過應用TeklaStructures軟件創建BIM模型，進行鋼結構詳圖的設計及智能節點設計。而后根據施工圖提供的構件布置、構件截面、主要節點構造及各種有關數據和技術要求，嚴格按照鋼結構相關設計規范和圖紙規定，對構件構造予以完善。根據工廠制造條件、現場施工條件，并考慮運輸要求、吊裝能力和安裝因素等，確定合理的構件單元。鋼結構深化交底流程如圖3所示。針對復雜連接結點，利用BIM分析大型鋼筋和墻體之間的連接結點及各個結點之間鋼筋的排布規律，可有效減少鋼筋和墻體結構之間的相互碰撞，降低現場的返工率。復雜連接節點如圖4所示。

2.7BIM技術對現場施工工序管理的應用

超高建筑工程規模大、建設周期長，涉及多種專業和施工工藝的交叉，且運用到的施工技術繁雜，由此導致整個項目面臨諸多挑戰，傳統的工序管理方式難以適應需求。而通過采用BIM技術，則可對施工現場總平面圖布置、施工電梯運力分析、塔吊運力分析、多專業協調、技術交底等進行實時模擬，它通過一種直觀的方式，讓所有工程人員深入的了解現場情況。實時分析整個施工現場的整體平面組織布局以及示意圖，有利于及時提出修改意見，有效解決所面臨的現場施工場地不足以及運輸困難等諸多難題。BIM技術可實現虛擬施工，它將空間數據信息與時間數據信息相互集成到一個完全可視化的建筑物模型中，直觀、準確地反映建筑各個部位的施工工序流程，可對實際施工進度與進度計劃進行動態管理，有效協調各專業的交叉施工，確保工程順利展開。2.8BIM對安全管理的應用通過可視化的BIM模型，可以使項目管理人員在施工前，就可以清楚下一步要施工的所有內容以及明白自己的工作職能，確保安全管理有序進行。按照施工方案有組織管理，及時了解現場的資源使用情況，能夠使管理者全面把控施工現場的安全管理環境，增加過程管理的可預見性。同時能夠促進施工工程中的有效溝通，及時發現問題、解決問題，從而提高工程的安全管控能力。

3應用效果和效益分析

利用BIM技術提前進行設計階段的方案選型，從根本上解決設計缺陷。利用BIM技術歷史模型數據可進行限額設計，限額設計指標提出后參考類似工程項目計算造價數據，一方面提升了測算深度與準確度，另一方面也可減少計算量，降低了人力與物力成本。經過綜合估算，本工程應用BIM技術至少可縮短工期26d。BIM技術不僅可快速完成模型概算，并核對其是否滿足要求，還能進一步對施工工藝和方法進行模擬，確保施工方案的可行性，有效避免了返工和浪費。通過BIM技術的碰撞檢查，可發現設計與實際施工的矛盾，減少變更與返工情況的發生。

4結語

BIM技術在超高層建筑施工管理方面發揮著巨大作用，利用BIM技術可以實現項目施工過程的精細化管理及施工過程模擬，同時可以優化提升現場管理，使得各分包之間溝通更加順暢。基于BIM技術構建的數字化平臺，不僅可以實現多公司之間信息共享，優化計算效率和運算精度，還可降低人為因素的干擾，提升整個項目團隊的效率，從而保證工程按計劃完成。

參考文獻

[1]任兵.基于BIM的可視化技術在超高層建筑結構設計中的應用[J].智能建筑與城市信息,2018,10(10):85-86.

[2]楊濤,李蕾,王廣濤,等.BIM技術在超高層建筑施工中的應用[J].建筑施工,2015,21(2):237-239.

[3]趙英猛,時春震,徐歆焱,等.BIM技術在超高層施工中的探索與應用[C].中國建筑施工學術年會.2016.

[4]黃偉.BIM技術在超高層復雜外框巨柱鋼結構節點優化設計中的應用[J].智能城市,2020,6(8):216-217.

[5]周赤晨,周錚,白金鑫.BIM技術在超高層建筑施工中的應用——以杭州奧克斯項目為例[J].土木建筑工程信息技術,2019,3(8):180-180.

[6]楊春林.BIM技術在超高層建筑施工中的應用研究[J].四川建材,2020,46(5):79-80.

作者:陳興湘 單位:名筑建工集團有限公司