启东文化体育中心项目土建BIM应用

01项目概述  

1.1工程简介

      启东市文体中心横跨蝶湖风景区中轴两侧，总用地面积96339平方米（约143亩），总建筑面积为77080平方米，包括影剧院，文化馆，版画馆与美术馆，博物馆与规划馆，全民健身中心以及相关配套设施。建成后将成为启东市集文艺演出、会议会展、文化交流、文艺创作、运动健康、教育培训、休闲娱乐等一体的现代化文化体育场馆。

启东文化体育中心效果图

      启东市文化体育中心（北区），基地面积50097.32平方米，总建筑面积38812 .89平方米，地下一层，地上三层，建筑高度29.5米，装饰幕墙顶高度45.6米。项目分两大功能体，1200座大剧院（面积23597.33平方米）和文化馆（面积14719.15平方米，包括408座小剧场，多功能厅，非物质文化遗产厅，市民阅读室等）

启东文化体育中心（北区）效果图

      启东市文化体育中心（南区），基地面积46241.35平方米，总建筑面积41254.49平方米，地下一层，地上四层，建筑高度23.87米。项目共分三大功能体块，分别为全民健身中心（面积8756.64平方米，包括羽毛球馆（兼篮球馆）、壁球室、桌球室等）、博物馆与规划馆（面积10223.05平方米，包括规划馆展厅、民族风情博物馆等）、美术馆与版画馆（面积7845.36平方米）

启东文化体育中心（南区）效果图

 1.2工程难点

      1.2.1本工程作为本市重点工程、安全工程、廉洁工程、环保工程、民生工程、创鲁班奖工程，社会期望突出，政府（业主）要求高，需要多方共同努力才能完成既定目标。

      1.2.2本工程北区大剧院台仓处，坑中坑面积达1866平方米，最深达-16.5米（在开挖大地库底板后仍需向下开挖10.7米）。

      1.2.3本工程内部结构复杂，高大支模区域较多，北区有十处，南区有三处。

      1.2.4本工程存在大量斜柱、斜梁、斜板、圆弧结构，存在施工放线难，质量控制难等各项问题。02BIM组织与应用环境

2.1采用BIM技术的原因

      2.1.1公司层面

      本公司作为施工企业，一直十分重视BIM技术的研究,但是BIM技术在施工行业的应用价值实例一直比较少，特别是在总承包管理模式下的土建专业上面，更显示出BIM技术在施工行业还有很大的价值有待挖掘，所以公司通过边学习边总结的方法，选取公司内部合适的项目作为BIM试点，实打实的挖掘BIM在项目上的应用价值，为公司推广BIM技术积累经验，提供公司在行业中的BIM竞争力，同时也为培养公司BIM人才团队提供服务，最终为BIM在施工行业乃至建筑业的发展提供一个宝贵的经验。

      2.1.2项目层面

      启东文体体育中心项目作为启东市重点项目，从项目开始就定位确保鲁班奖，公司内部极其重视该项目施工管理的质量，采用BIM技术可为项目精细化管理添砖添瓦，增添项目亮点，于此同时，本项目结构复杂，造型独特，通过BIM技术的实施，包括三维设计可视、专业协同、三维分析模拟、工程成本预测、绿色建筑等应用，达到节约成本、缩短工期、辅助施工的目的。

 2.2 BIM技术应用概述

      2.2.1软硬件环境  

      2.2.1.1软件介绍

      本项目BIM应用涉及到使用的软件如表1所示：

表1  BIM应用软件

      2.2.1.2硬件介绍

表2  硬件配置

      2.2.2BIM组织介绍

      集团技术中心成员与项目部主要成员组建项目BIM团队，具体组织结构如图：

BIM组织架构

       集团技术中心BIM小组成员分工

表3  集团技术中心BIM小组成员分工

      2.2.3BIM技术应用思路

03BIM应用

3.1辅助方案策划

      施工前期通过REVIT模型的建立，能够更加直观的找出图纸中存在的问题，就目前根据对比研究发现的就有50多项。通过模型的研究，找出本项目多出高大支模区域，大量斜柱、斜梁、斜板、圆弧结构、深基坑等，为前期施工策划提供了方便。

北区结构模型

南区结构模型

结构细节部位

      本工程深基坑：北区大剧院台仓处，坑中坑面积达1866平方米，最深达为-16.5米（在开挖大地库底板后仍需向下开挖10.7米）。

      该坑中坑支护选用经济型设计方案，基坑采用PCMW工法桩和一道砼支撑支护，坑内应力集中处加三轴深搅作暗墩。

台仓部位坑中坑

台仓部位坑中坑剖面

      本工程内部结构复杂，高大支模区域较多，北区有十处，南区有三处。

北区高支模一：主舞台区，从 -15.2至29.50米标高，支模高度44.7米，共计628平方米

北区高支模二：大排练厅， -1.2至13.4米标高 ，支模高度14.6米，共计354平方米

北区高支模三： 大排练厅三层，-1.2至13.4米标高 ，支模高度14.6米，共计354平方米

北区高支模四：休息室， 0.00至11.00米标高 ，支模高度11米，共计375平方米

北区高支模五：后台，0.00至16.50米标高 ，支模高度16.5米，共计208平方米

北区高支模六：走廊、雨淋阀室， 0.00至11.00米标高  ，支模高度11米，共计169平方米

北区高支模七：门厅，0.60至11.00米标高 ，支模高度10.4米，共计148平方米

北区高支模八：多功能厅，11.0至19.5米标高 ，支模高度8.5米，共计257平方米

北区高支模九：小剧场观众席，0.00至11.00米标高 ，支模高度11米，共计337平方米

北区高支模十：观众厅，（-1.00~2）至20.1米标高或（6.00~10.1）至（18.2~20.1）标高

南区高支模一： 羽毛球馆兼篮球场， 0.00至13.25米标高 ，支模高度13.25米，共计2050平方米

南区高支模二：羽毛球馆，13.450至23.70米标高 ，支模高度10.25米，共计2049平方米

南区高支模三： 门厅， 0.00至23.40米标高 ，支模高度23.4米，共计1259平方米

 3.2三维场布优化

      由于本项目占地面积96339平方米，横跨蝶湖风景区中轴两侧，场地面积巨大，施工前期我们对施工场地进行三维场地排布，通过三维模型与图纸的对比，优化场地，确定车辆运输路线、加工场地的布置以及项目办公区与宿舍区的摆放。通过BIM可视化技术，使得场地布置更加直观、清晰以及合理化。

项目部北区大门

项目部办公区

项目部宿舍区

项目施工场地

 3.3漫游展示

      本项目坐落于蝶湖风景区，项目北区形态优美，造型复杂，由幕墙钢结构层层相叠，依次交错形成蝴蝶三翼；南区造型简洁，样式美观，通过幕墙包裹将全民健身中心、博物馆与规划馆、美术馆与版画馆划分为三大功能体块。工程作为本市重点工程、安全工程、廉洁工程、环保工程、民生工程、创鲁班奖工程，社会期望突出，政府（业主）要求高，所以工程的宣传与展示显得格外的重要。

漫游一

漫游二

漫游三

3.4方案确认、技术交底

      本工程通过使用REVIT、3DMAX等软件，制作了南区人防部位管桩灌芯、底板防水、承台底板钢筋绑扎的施工交底视频，通过三维交底动画，达到优化方案，使交底更加清晰直观的目的。

       3.4.1三种预应力高强度混凝土桩型的灌芯

预应力高强度混凝土抗拔管桩灌芯一

预应力高强度混凝土抗拔管桩灌芯二

预应力高强度混凝土抗拔管桩灌芯三

预应力高强度混凝土管桩（截桩）灌芯一

预应力高强度混凝土管桩（截桩）灌芯二

预应力高强度混凝土管桩（截桩）灌芯三

预应力高强度混凝土管桩（截桩）灌芯四

预应力高强度混凝土管桩（不截桩）灌芯一

预应力高强度混凝土管桩（不截桩）灌芯二

预应力高强度混凝土管桩（不截桩）灌芯三

      3.4.2地下室底板防水

地下室底板防水一

地下室底板防水二

地下室底板防水三

地下室底板防水四

地下室底板防水五

地下室底板防水六

      3.4.3承台钢筋绑扎

承台钢筋绑扎一

承台钢筋绑扎二

      3.4.4底板钢筋绑扎

底板钢筋绑扎一

底板钢筋绑扎二

底板钢筋绑扎三

底板钢筋绑扎四

底板钢筋绑扎五

底板钢筋绑扎六

底板钢筋绑扎七

底板钢筋绑扎八

3.5进度管控

      项目BIM人员通过鲁班MC平台驾驶舱功能，快速精确有效的对项目的施工进度进行精细化管理。

3.6手机平台的应用

      本项目计划采用移动终端采集现场数据，与BIM模型及时关联，方便施工中、竣工后的质量缺陷、安全风险、文明施工等数据的统计管理。被授权的管理人员通过BIM浏览器实时得到通知并查看。

现场照片实时上传，并与模型构件关联

通过鲁班浏览器对构件信息生成二维码，对应现场构件，方便信息及时查询 

3.7BIM创新应用

      通过无人机航拍照片，导入实景建模软件生成三维模型，再导入3DMAX中进行渲染。摒弃以往建模+渲染的方式，实景的好处不仅节省时间，而且效果更加贴近现场的真实的现场。

无人机航拍照片导入软件

生成导入3DMAX中

最终输出模型

04BIM应用效果 

      本工程采用了施工与BIM 相结合的现代化管理新模式，有利于设计必选、整合、整个项目的统筹规划和协同运作，可以有效解决设计与施工的衔接问题、将BIM应用扩展到工程建设的全过程，设计施工一体化，综合考虑方案的实用性、技术性、安全性，并有利于费用和进度控制。

      项目为发挥施工+BIM管理模式的优越性及超前性；以服务业主为遵旨、以项目品质为目标、以成本把控为方向，真正做到了事前把控、绿色建造的目的。

      在施工前通过BIM优化项目实施方案，避免项目重复作业或返工；通过BIM施工模拟，跟踪和控制每周、每月的施工进度，确保工程项目按期完工。

      本项目BIM应用在中建协举办的第三届BIM大赛中获得三等奖。

05总结

      集团公司多年来致力于BIM领域的发展，已用多个项目试点来培养BIM人才，各区域公司、事业部都有意发展自己BIM人员，BIM应用也取得了初步的成果。但现阶段BIM应用正处在探索的阶段，离正真落脚还有一段距离，回顾过去BIM技术的应用过程，存在普遍的问题：

     （1）专业知识欠缺

      集团公司、区域公司、事业部虽然设置了BIM专业工程师或引入外委BIM团队，但大多数为BIM软件建模人员，缺乏实际设计、施工实际经验，BIM模型对施工指导意义有限。

     （2）设计生产脱节

      个别项目BIM应用和项目施工两条线，“先施工、后BIM”，照搬照抄他人成果，不能对号入座，设计与生产脱节。

    （3）应用范围有限

      现阶段大部分项目仅将BIM设计应用于“机电管线综合”，而机电与结构、机电与内装结合不够，应用管理层面深度不足。

      BIM技术的应用不能单单的停留在表面，应挖掘其在施工中的正真存在价值，通过BIM技术达到节约成本、缩短工期、精细化管理的目的。