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BIM怎么建裝配式建筑?BIM技術在PC裝配式建筑施工管理中的應用

發布:中文網小編3號 瀏覽:2755人 分享
發布于:2020-04-10

    工程難點與BIM實施策略分析

    針對目前國內BIM實施落地難,技術不成熟、投入產出比低等客觀原因,公司采用BIM技術秉承基于目前的技術架構、側重BIM技術與保障制度結合,提升項目施工管理信息化水平的原則。

    通過本項目探索一套高效的切實可行BIM解決方案與工作方法,進行風險提前管控、優化施工組織、提升項目工程質量、提升協同效率,提高項目效益,并對BIM解決方案進行實施評估,使其更具應用落地和推廣價值。

    項目介紹

    錦悅江南項目工程為高層PC裝配式綜合型住宅小區。

    建筑類型均為地上高層+地下1層剪力墻+裝配式結構。本工程主要建筑地上部分為1#、2#、3#、5#樓共4棟高層建筑樓,1#、2#、3#為住宅樓,5#樓為商業樓,用地面積22845.46m?,總建筑面積112262.16m?,地下室一層,地下室建筑面積20302m?。

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    獨立商業裙房為1層,采用現澆鋼筋砼框架結構,基礎采用柱下獨立基礎與墻下條基形式。所有樓棟采用部分預制混凝土,預制混凝土構件包括疊合板和樓梯,裝配率30%。

    本項目專業分包多,包括土建、PC預制構件安裝、機電安裝(含電氣、給排水、消防、弱電、暖通)、裝飾等專業,各專業工序交替施工,協調難度大,總承包管理范圍廣而復雜。

    本項目BIM實施方式為施工總承包主導的BIM項目。

    工程難點

    由于項目采用部分PC裝配式技術,本項目參建方眾多,包括建設單位、設計單位、施工總承包管理單位、深化設計單位、預制工廠,分包單位等眾多單位,技術管理及協調工作復雜。

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    工程難點主要為以下幾點:

    1、項目采用部分PC裝配式:

    (a)與常規傳統的施工相比,施工工藝、施工協調專業與環節多。

    (b)深化設計要求高。PC構件工廠的深化設計要考慮機電優化的正確預埋,考慮構件施工預埋件,如吊裝預埋件、樓層臨邊圍護用于與鋼管立柱焊接的鐵板等。連塔式起重機、施工人貨梯等的附墻預埋鐵件都要考慮到構件圖中具體的位置,任何一個環節出錯和遺漏,都會給現場的吊裝和施工帶來重大影響。

    (c)施工技術交底與質量管理要求高。

    2、專業協同困難:參建方眾多,場內施工,場外預制,施工管理復雜。

    建筑工程涉及建筑、結構、預制構件安裝、給排水、暖通、電氣、消防、裝飾裝修等專業協同,出現錯漏碰缺在所難免,將直接影響項目進度、質量和成本。

    3、項目工期緊:工程時間緊,任務重,在確保工程質量的同時工期僅340多天。

    4、項目質量要求高:項目自開工建設以來一直將“全國安全文明標準化工地”和“綠色施工安全文明工地”、爭創“魯班獎”作為目標。


    BIM實施策略分析

    針對裝配式建筑構件拆分設計、生產工藝及施工經驗不成熟的情況,項目部發揮總承包優勢,整合設計、施工、構件廠及其他單位裝配式建筑領域專家,聯合組成“裝配式建筑BIM技術中心”。

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    針對裝配式建筑中的難點問題利用BIM技術在設計階段進行提前模擬生產、吊裝、搭接等實施環節,并組織各方對模擬視頻進行實施分析,確保設計圖紙的可實施性。

    根據工程項目難點分析BIM應用需求,根據公司BIM技術應用體系,評估項目BIM團隊成熟度與技術特點,采用BIM價值評價模型分析BIM應用價值,從而確定BIM應用策略。

    1、BIM應用方案的制定流程

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    BIM應用方案的制定流程圖

    根據制定流程編制如下文件:

    a)項目BIM應用分析報告(包含難點分析,BIM應用需求、BIM應用價值評估內容)。

    b)項目BIM應用實施導則。

    c)項目BIM實施管理規定。

    2、BIM應用價值評估:結合項目施工管理目標,BIM評價模型采用層次分析法進行評估。

    主要分為成本、進度、質量、安全和效率等因素點。

    根據比較權重(技術投入、落地執行、效益等因素)結果,評估BIM技術應用效益評價模型的五個因素指標的重要程度等級。

    本項目BIM應用主要達到風險(變更風險、成本風險、安全風險等)提前管控、優化施工組織、提升項目工程質量、采用BIM云平臺管理提升協同效率等目標。

    3、實施策略:利用BIM技術特點,深化設計做到BIM圖模一致,規范建模標準與數據交互標準。

    建立數據一致的云平臺應用,便于各參建方基于明確的,精細的管理信息協同,便捷獲取項目管理信息以提升BIM應用成果的落地效果。

    明確BIM應用的深度與交付成果,避免過度建模與過度信息帶來的投入浪費與混亂,增加BIM應用投入產出比。制定詳細的BIM應用保障制度,提供技術與落地實施保障。

    技術部門全程參與,通過BIM虛擬建造技術優化管理與管控措施,做好可視化交底工作,提升溝通效率。

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    4、編制項目BIM應用分析報告:通過上述流程,明晰了應用策略。技術部門通過技術選型,制定技術路線與實現路徑,從公司BIM應用技術清單中選用應用點,形成BIM應用點清單列表。

    將分析過程與BIM應用點清單列表編入項目BIM應用分析報告,作為編制項目BIM應用實施導則與項目BIM實施管理規定的依據。

    本階段雖然是BIM應用的前期階段,卻很大程度決定了項目BIM應用的效果。

    5、項目BIM實施管理規定,包括以下內容:

    a)明確施工BIM應用責任、技術要求、工作內容、崗位職責、工作進度等。

    b)建立定期溝通、協商會議等BIM應用協同機制。

    c)建立模型質量控制計劃,權限管理和責任方,實施BIM應用過程管理。

    d)對BIM應用效果進行定性或定量評價,并總結實施經驗及改進措施。

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    項目施工管理BIM應用實施

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    BIM應用實施導則

    BIM應用實施導則是BIM應用實施的具體實施的技術措施與技術保障,編制詳細的BIM應用實施導則是項目BIM應用的基礎與前提條件。

    BIM應用實施導則主要內容包括:

    (1)工程概況;

    (2)編制依據;

    (3)應用預期目標和效益;(4)應用內容和范圍;

    (5)應用人員組織和相應職責;(6)應用流程;

    (7)模型創建、使用和管理要求;(8)信息交換標準及要求;

    (9)模型質量控制規則;(10)進度計劃和模型交付要求;

    (11)應用基礎技術條件要求。

    施工管理BIM應用

    1、技術管理

    技術管理BIM應用包括:施工深化設計;施工組織模擬與優化、施工工藝模擬與優化;圖紙會審;可視化交底;設計變更管理。

    技術管理BIM應用由項目技術負責人負責實施。

    a)專業工程施工深化設計:專業工程施工深化設計BIM應用包括:現澆混凝土結構深化設計;預制裝配式混凝土工程深化設計;機電深化設計。

    b)圖紙會審:在圖紙會審BIM技術應用中,基于施工圖設計文件和施工圖設計模型進行圖紙會審,提交內審報告和碰撞檢查報告,形成圖紙會審紀要,并附加相關信息,完成變更后施工圖設計模型。

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    c)可視化交底:在可視化交底BIM應用中,基于上游模型、施工組織設計及專項方案、施工圖及設計文件、相關規范標準等編制交底方案,輸出可視化交底文件,審核通過后,召開技術交底會議,相關各方簽字確認后形成技術交底單。

    d)設計變更管理:根據設計變更文件,基于施工圖設計模型、深化設計模型、施工過程模型等上游模型創建變更模型,經審核后,統計變更工程量,形成變更后的模型。

    2、進度管理BIM應用

    在編制進度計劃的BIM應用中,根據工程特點、工作清單、項目結構信息等創建工作分解結構,根據施工合同和施工組織設計及專項方案等文件編制進度計劃,基于施工圖設計模型、深化設計模型、施工過程模型等上游模型創建進度管理模型,完成工程量和資源配置、進度計劃優化,通過優化和審查形成最優進度管理模型。

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    3、資源管理

    從深化設計模型中獲取的材料清單,經過處理形成了材料采購信息,進入實際生產施工環節。

    在這個過程中應用BIM技術,編制采購計劃、管理材料倉儲、材料使用管理、信息追溯管理等。

    4、施工成本管理

    在施工圖預算BIM應用中,根據施工圖設計資料、變更資料、公共建模規范和構件分類編碼等文件,基于施工圖設計模型創建初步算量模型。

    根據清單規范、定額規范和工程做法編制工程量清單,遵循工程量計算規則,結合構件的特征和參數,自動計算模型元素的清單工程量,并生成各專業算量模型。

    將清單工程量計算結果導入到計價軟件中,依據定額規范和價格信息,計算工程價格。

    5、施工質量、安全管理

    在質量管理BIM應用中,基于施工圖設計模型、深化設計模型、預制加工模型等上游模型創建質量管理模型,根據施工資料規程、施工質量驗收規程和質量管理目標確定質量驗收計劃,批量或特定事件發生時實行過程質量管理、質量驗收、質量問題處理、質量問題分析等工作。

    在安全管理BIM技術應用中,基于施工圖設計模型、深化設計模型、預制加工模型等上游模型創建安全管理模型,根據安全管理規程、安全施工組織設計和安全管理目標確定安全技術措施計劃,批量或特定事件發生時進行安全管理控制、實施安全技術措施計劃、處理安全問題、分析安全隱患及事故

    6、竣工驗收與交付

    竣工驗收模型基于施工過程模型,核實是否與工程實際狀況一致,并附加或關聯相關驗收資料及信息,最后由監理單位審查通過。

    采用協筑管理BIM平臺軟件整理與鏈接竣工驗收模型與實測模型比照、驗收資料等資料,形成基于BIM模型的驗收資料數據。

    可通過從BIM模型中查詢等手段提取竣工驗收所需的數據。

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    施工管理過程成果圖

    培訓推廣與應用落地

    對BIM團隊進行項目前培訓,對項目部全員進行BIM應用流程培訓。培訓包括軟件培訓,項目管理模擬項目操作培訓,BIM應用流程和項目BIM實施管理。

    通過培訓加強項目團隊對BIM施工管理的認識,統一思想,增強實施過程中的溝通協同。

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    項目部全員培訓

    本項目在施工管理過程采用BIM實施過程中,BIM應用雖然嚴格按照BIM實施體系進行了價值評估、制定執行計劃與過程管控,執行過程中BIM應用落地仍碰到了不少的問題。

    比如BIM技術團隊工作量過大,模型與信息的動態管理難度高,BIM技術人才不足,效率不高等落地難點問題。

    本項目主要側重解決以下難點:

    BIM成果應用到施工現場使用難度高。

    分析其原因,主要要幾個方面:

    1、牽涉人員眾多。BIM成果應用到施工現場,貫穿了項目組織架構的整個縱向,從管理層到執行層。

    在項目部能熟練使用BIM軟件的只是BIM團隊,全員熟練應用暫時還未能實現。

    2、BIM數據難以保障及時有效。BIM主要是通過虛擬模擬施工建造過程,提前制定管控計劃。階段性的管控得到一定程度的應用,但施工現場管理是一個靈活的動態過程,現場條件變化快,現場人員只能階段性的使用BIM成果。

    3、傳統慣性大。傳統施工管理信息化程度還不夠高,習慣于按經驗操作,缺乏根據及時更新的指導文件工作的習慣。

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    解決方法:

    1、制定適當的BIM應用策略。現有的BIM技術還處于發展階段,與施工現場實時對應的BIM應用是不現實的。

    因此,評估項目BIM應用最大價值是必要的步驟,客觀理性而適當的BIM應用策略是BIM落地的前提條件。

    2、項目BIM應用實施導則和項目BIM實施管理規定是技術保障與制度保障,必須嚴格執行管理制度。

    3、開展項目部的BIM培訓工作,進行BIM團隊的項目級培訓,保障高效完成BIM應用成果,同時還要進行全員的BIM成果使用培訓。

    使項目部全員理解BIM在施工管理中的優勢,理解BIM應用的內容,熟悉并執行BIM管理制度。

    4、選擇適度的BIM應用深度,保障BIM應用成果的更新頻率與項目進度保持一致。

    5、采用BIM云平臺軟件,使現場人員便捷了解項目信息與技術要求。

    6、BIM成果表達盡量采用圖紙和文檔,保持與傳統習慣的一致性,可視化的圖片,視頻,模型作為快速溝通的輔助工具。

    施工現場避免使用原始BIM工作模型作為溝通手段。

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    BIM團隊產生效益難以量化,影響積極性。

    原因分析:BIM團隊實際承擔著項目信息中心的責任,使用BIM軟件解決大量的項目技術難題,收集項目施工現場信息及時調整BIM模型,制作BIM應用成果。

    BIM應用需投入大量的軟硬件、技術、人力、時間等資源,如果不能準確計量BIM團隊產生相應的相應效益,可能影響積極性,導致項目BIM應用失敗。

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    解決方法:

    1、建立明確的BIM價值評價模型,雖然BIM產生的價值大多屬于隱形價值,仍需建立完整的評價體系以衡量BIM團隊收益。

    2、BIM應用成果應與施工管理工作流程相對應,使技術使用于管理工程之中產生效益。

    3、項目負責人直接擔任BIM團隊負責人,BIM團隊成為項目負責人的得力助手,面對項目重點、難點問題提供BIM解決方案。

    4、BIM團隊根據項目應建立完善的技術標準,提升BIM應用的效率。根據技術條件選用價值較大BIM應用,避免貪大求全,而是將BIM應用細化至工作細節,最大程度發揮管理效益。

    應用效果

    本項目通過基于BIM的施工管理應用實現了較好的BIM應用效果。

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    技術管理中進行了深化設計,將設計問題消弭于施工之前,做到圖模一致,為后面的BIM管理應用提供了堅實的基礎。

    通過可視化技術交底,提升溝通效率約30%。

    減少不合理的設計變更,提出圖紙重大問題5處,一般錯誤75處,圖紙表達錯誤(重復)220處。

    進度管理中采用不同的方案比對,模擬與優化了進度計劃,減少工期30天。

    資源管理中通過場布與預制構件二維碼管理,提升工作效率約10%。

    成本管理中常用BIM算量軟件進行快速統計,制作采購清單,復核計劃成本。提高效率約20%。

    質量、安全管理中制作工藝模擬,樣板模擬,安全模型與工人安全體驗VR。減少工程質量問題約5%,安全問題10%。

    使用協筑項目協作管理平臺用于信息管理,以系統手段規范全體員工的工作。

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    監控各項目運行,從而達到提升管理、防范風險的目的;使各種項目信息數據能共享使用,減少信息孤島,充分發揮信息化帶來的實際作用。帶來20%的效率提升。

    來源:BIM智庫

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