BIM技术在工程桩施工上大展拳脚！怎么做到的？

1      工程概况

1.1         建筑概况

莆田雅颂居项目由高层（T1~T20）、商业楼和纯地下室组成，总建设用地面积约9.7万平方米，建筑面积约35万余平方米，基坑承台的埋置深度约8.5m，项目位于莆田市城厢区九华大道南侧，基坑周长约为1270m。

本工程展示区采用泥浆护壁钻孔灌注工程桩础形式，其桩径有800 mm、900 mm、1000 mm、1200 mm、1500mm、1800mm，展示区桩径总桩数共约378根，其中桩径大于1200mm的采用冲孔机、桩径小于1200mm的采用旋挖机展开施工，桩端持力层为中风化凝灰岩，桩的极限端阻力标准值为9000kPa；碎块状强风化凝灰岩，桩的极限端阻力标准值为5000kPa。塔楼区域工程桩要求桩端进入中风化凝灰岩持力层1m、2m，裙楼区域工程桩要求桩端进入强风化凝灰岩持力层1m、2m及6m。

 

效果图

 

总区域图（阴影部分为展示区）

1.2         工程地质条件

（1）地形地貌

项目场地中部、西南角和东北角存在小河及东侧零星有灌溉农田的渠道，河宽约2.0～7.0m，在转弯处达18.0m，岸高约1.0m，水深约0.30～1.20m。地貌属冲洪积阶地，地形总体上较为平坦开阔，勘察期间测得各孔口标高为8.17～10.78m，最大高差2.61m。

（2）地层岩性

勘探钻孔揭示深度范围内，上部为人工填土（素填土）、粉质粘土、砂土、淤泥质土、卵石和残积土层，下部为凝灰岩各风化层。

2      工程重难点

（1）地质条件较复杂，终孔深度难以控制；

（2）施工场地面积大，工程桩施工组织难度高；

（3）展示区施工工期紧，工期保证难度大；

（4）施工图纸变更频繁，现场算量工作量大。

3    BIM实施思路

针对展示区工期较紧，工程桩数量众多，现场地质条件较复杂，项目平面布置、资源组织及组织管理难度大等问题，采用如下思路来进行BIM技术的实施。

 

4      BIM 模型建立

4.1         确定模型精度要求

模型精度直接决定后期模型应用的深度，精度越高，信息越全，意味着模型参考性越高，但同时会带来人工及时间的成本，所以要根据应用的深度分清不同阶段不同模型的精度，本项目在建立模型初期确定如下模型精度：

4.2         复杂地形绘制

根据地勘报告，在revit里绘制地形，而设计图纸只要求桩端进入持力层为强风化凝灰岩（黄色）或中风化凝灰岩（红色），故将这两层地形进行绘制，这里用到一个小技巧，地形用revit的板构件进行地形绘制，原因是工程桩将用柱构件进行绘制，这样就可利用柱自动附着功能来快速进行终孔深度的判断：

 

持力层绘制

4.3         工程桩钢筋绘制

根据工程桩设计图纸钢筋节点大样进行工程桩绘制，根据桩长不同钢筋自动变化，如下图：

 

CAD图纸

 

4.4         现场平面 BIM 模型

用revit将现场平面布置绘制后，可召集各分包在模型上进行二次平面布置的讨论，更直观与方便。

 

平面布置BIM图

5      BIM 应用

5.1         工程桩终孔深度预估应用 .

将工程桩放置在绘制好的地形模型中，利用自动附着的功能可较方便快捷的得到工程桩与持力层的关系，从而确定各个工程桩的桩长，防止实际施工时遇到夹层或孤石时造成终孔错误，影响工程质量及整体施工进度。

（1）工程桩布置

利用导入的CAD图纸进行工程桩定位，将不同直径工程桩放置在地形里，使工程桩附着在持力层后读出各工程桩桩长。

 

工程桩布置图

 

工程桩附着在地形上

（2）信息输入与提取

根据工程桩的情况，将如下信息输入工程桩属性，随工程进行信息完善：桩编号、桩名称、桩的分区名称、桩直径、桩的混凝土强度、桩的成孔深度、桩的成孔时间、桩的实际浇筑量。

通过对工程信息的梳理与归集，方便记录实际工程信息，为下一阶段的施工策划做好准备。

 

工程桩属性表

5.2         BIM 模型辅助算量

（1）混凝土辅助算量

利用revit明细表功能及对应的信息筛选进行混凝土量的自动统计，实时得出工程量。

 

（2）钢筋辅助算量

同样应用revit自动统计功能，进行钢筋量的预估。

 

 

（3）人工机械成本分析

    利用建模后现场的布置情况及精确后的工程桩长度、混凝土量、钢筋的预估量等信息，判断人工、机械等的投入，同时反馈回模型中，使项目整体策划能力大大提升。

5.3         现场工程桩施工模拟

利用Navisworks进行展示区工期的模拟，帮助项目进行工期策划。

（1）模拟画面1

 

（2）模拟画面2

 

（3）模拟画面3

 

6      工程桩 BIM 应用分析

6.1         BIM 优势阐释

（1）revit可以将复杂地形进行三维绘制，比原来只能通过勘察报告的平面或剖面图判断地形来得更直观，也更形象。

（2）工程桩放置在复杂地形中并根据设计要求进入持力层，方便预估工程难度，防止因夹层或孤石造成终孔错误等问题。

（3）在精确模型的基础上可出精确的混凝土量及钢筋量。

（4）钢筋节点的绘制可指导现场进行施工，方便质量监督与跟设计院交流。

（5）平面布置更加的直观且利于项目各工作人员在一起进行讨论，对项目策划的科学性有帮助。

（6）临建可使用自建族，输入参数约束可根据需要随意改变，方便且直观。

（7）Navisworks的施工模拟功能对内可帮助梳理工序的交接及工期的安排，对外可给业主进行展示，展现项目的技术力量及提高公司品牌，带动公司营销。

6.2         BIM 劣势阐释

（1）revit建立模型建立较机械，若需及时反应工程现状，比较耗时耗力。

（2）工程量只是预估量，若需进一步进行讨价，则需要进行较繁琐的分类，不如专业算量软件来得方便清晰。

（3）BIM应用与项目工作模式还存在偏差，无法完全融入整个项目活动。

7     结语

BIM给予项目更直观、更精确、更快捷的施工信息，在工程形式复杂、工期较紧、工程信息量大的工程条件下，BIM的价值就体现得比较明显，现阶段受限于软件及工作模式的问题，无法大幅度提高项目的整体管理水平，但从某一阶段某几个点做起，慢慢将BIM技术扩展到项目的每一个方向，相信，BIM将成为项目管理离不开的工具。