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BIM技术在丽泽SOHO项目总承包管理模式下的应用

发布于：2020-12-31 14:32:31 来自：BIM技术/土建BIM应用 [复制转发]

今天给大家展示的丽泽SOHO项目，是由已故建筑大师扎哈·哈迪德担纲设计。该项目实行“全过程、全方位、全专业”的立体智能总承包管理模式，用科技匠心完美呈现了丽泽SOHO的灵动之美。

项目概况

丽泽SOHO总承包工程坐落于北京市丰台区丽泽金融商务区E04地块，东至骆驼湾东路，南至骆驼湾南路，西至丽泽中二路，北至丰台北路、丰北路西延。总用地面积30687㎡，其中建设用地面积14365㎡，地块北侧毗邻14号线地铁站，东侧毗邻16号线地铁站，地块内自西北向东南有一条贯穿整个地块的联通地铁14号线和16号线的地铁联络线待建。涵盖商业、办公等业态，地下4层，地上45层。建筑高度199.99m，落成后将成为北京丰台区地标建筑群中的重要组成部分。两座优雅旋转的塔楼紧紧相拥，四条扶摇直上的曲线，犹如巨龙盘旋飞腾，两百米高的中庭大堂，堪称世界之最。

工程特点及BIM要因分析

一、工程特点

1. 核心筒外侧钢结构密集，钢结构分布在F1～F46层；外框钢结构分布于塔楼B2～F46层，以三道跨度为9m～38m弧形钢连桥连接。钢结构总用钢量约2.4万吨，钢连桥最大重量为127吨， 钢骨柱钢骨梁交汇多、暗柱、暗梁和连梁部位钢筋密集、钢筋绑扎、混凝土浇筑难度大。

2. 靠近塔楼中部有10根斜向钢柱相互扭曲交错，直上女儿墙；钢柱通过转换节点沿结构造型进行交叉增减，形成 双螺旋状中庭结构 ，外框圆管柱均为斜柱，尤其是靠近塔楼中庭位置10根钢柱倾角达到69.1°。

3. 楼层各个轮廓均呈弧形由大量弯曲构件组成， 定位相对困难。

二、 BIM 要因分析

1. 地铁联络线贯穿地下室

在地下施工阶段， 工程主要难点在地铁联络线的接驳施工。工序交叉多，施工难度大。 地铁联络线及连通口的防水节点处理，必须采取可靠的措施，保证节点部位不渗漏；地铁施工期间采取有效的保护措施对地铁基坑及地铁结构进行防护，地铁降水期间采取必要的措施减少对本工程的影响。

2. 钢结构造型复杂且用量大

本工程钢结构用量大， 节点密集 ；三道跨度9~38m的钢连桥，跨度大；10根斜向钢柱相互扭曲交错， 定位困难 。深化设计工作涉及面广、专业多，与土建、机电安装、幕墙、装饰、电梯、擦窗机等均有联系；深化设计时需全面考虑钢结构与各专业的衔接，确保各专业工种的有序施工，因此钢结构深化设计与各专业之间协调是本工程的重点；外框圆管柱，核心筒内型钢柱、钢连桥、腰桁架、屋面桁架等需要深化设计时进行合理分段及确定合理的连接措施。

3. 异形幕墙

本工程 幕墙高度大、面积大、尺寸变化复杂、构件尺寸多样 ，深化设计工作量大，同时加工制造精度、安装精度控制也极为重要。流线型反对称曲面，异型鱼鳞幕墙包裹在丽泽SOHO结构外侧，1700余种曲面单元板块，结构复杂，施工难度大。

4. 机电深化量大

机电主要集中于地下室， 管线复杂易碰撞，深化设计量大 。各个系统的机电管线布置复杂、交叉繁多，在设计图纸中都是分系统表示各系统的管线，缺乏统一规划，缺乏空间合理分配，在现场施工中必定会造成管线布置方面的冲突；机电安装工程对整个建筑而言具有重要地位，而联合调试尤为重要，它是保证建筑使用功能正常实现、相互兼容的必要手段。

5. 各专业穿插施工多

由于专业分包多，总包管理协调的内容除深化设计、进度、技术、质量、职业健康安全、成本、综合事务、竣工验收及资料等方面的全面管理外，还负责综合管线图及综合留孔图的绘制、成品保护以及现场临时设施提供、垂直运输设备提供、专业交叉协调等，总包肩负的责任非常之大。

BIM组织与应用环境

一、 BIM应用目标

BIM技术在本项目的应用主要在设计阶段，包括工艺及土建公用方案设计、工艺仿真分析、建筑性能分析、三维协同设计、管线综合分析、管线工程量统计等，力求以BIM技术解决二维设计难以实现的设计质量提升问题。

二、实施方案

在本项目实施开始前，先行制定了完整的BIM实施方案、BIM深化计划、BIM碰撞计划；各专业深化完成的模型，全部采用1：1实体仿真模型，立体展示施工现场，通过各专业Autodesk Navisworks建模软件进行多专业碰撞检测，通过定义碰撞检测对象、精度，软件自动生成检测报告，成不同专业专业间的碰撞清单，并按照碰撞严重性进行分级。如果这些碰撞留到施工现场，必然会造成施工现场返工、重复协调、责任推诿的情况。

三、团队组织

为了更好发挥BIM在设计中的作用，团队的组织及团队成员的技能非常重要，只有扎实的技术基础，才有可能具备使用非常规手段进行创新的能力。本项目实施设置双设总，即项目设总与BIM设总并行，并在各专业下设专业设计负责人与BIM负责人，分管二维设计团队及BIM设计团队，团队间平行协同。

四、应用措施

为引导和规范BIM设计，中建八局第一建设有限公司编制了一系列BIM相关标准，在命名、颜色、深度、存储、协同、交付各方面加以指导，项目各参与专业严格遵照标准内容进行三维协同设计。

协同应用基于服务器共享文件夹进行，不同项目不同阶段设置不同的存储区域，设立专门的数据管理员，对项目文件和人员权限进行设定，做到设计人有写入权限，配合设计人员有浏览权限，项目无关人员没有任何权限，保证模型数据的安全与可靠。

五、软硬件环境

本项目主要应用软件为欧特克公司建筑设计系列软件，包括Autodesk AutoCAD，Autodesk Revit，Autodesk Navisworks。

基于BIM技术的综合管理应用

一、 BIM提升设计管控

1. 方案设计

流线型反对称曲面，异型鱼鳞幕墙，建筑整体充满现代气息。 200米中庭变曲率上升，堪称世界之最 ；巨型悬挑、不规则板边和钢结构施工复杂。整体轮廓设计灵感源于DNA双螺旋。标准层内部融合太极思想，刚柔并济；中庭钢结构造型异常复杂；巨型钢连桥跨度达38m。

2. 抗震分析

设计的 单塔上部超大悬挑，结构扭转效应显著 ，导致单塔不稳定。为确保安全，项目建立BIM模型模拟整体结构。在进行抗震和风荷载模拟后，最终选择采用4道圆形腰桁架及连桥将单塔箍在一起。

3. 力学分析

本工程有四道与腰桁架相接的钢连桥，将塔楼的两部分连接成稳定体系。24层钢连桥跨度31米，截面高5.7米，重达127吨，是钢结构安装的重点。设计时根据有限元模拟结果提前做好起拱与反变形，确保结构挠度满足规范要求。

4. 深化设计

1）各专业深化设计

利用BIM技术，对各专业进行深化设计。

2）线上深化设计协作平台、线下参与方协同

为确保深化设计沟通的通畅，项目自主开发云端协作平台，总包可通过平台进行BIM模型及其出图的线上修改、审批，限定完成时间，并与现场进度质量控制相结合。

除通过线上协作平台，项目每日进行BIM日报跟踪，每周二召开BIM周例会，将线上提出的问题进行沟通解决，并形成BIM周报；且项目建立了微信沟通群， 实时进行BIM问题的处理沟通 等。

二、 CIM助力特殊关键过程控制

1. 地铁联络线贯通

地铁联络线贯穿地下室，工序交叉较多，难度大。 在地下施工阶段，工程主要难点在地铁联络线的接驳施工。在接驳处需要模拟优化，与地铁施工单位讨论确定。

2. 钢结构施工深化模型助力精准吊装

钢结构总用钢量约1.83万吨，钢连桥最大重量为127吨，钢骨柱钢骨梁交汇多。节点密集。外框钢结构分布于塔楼B2～F46层，以三道跨度为9m～38m弧形钢连桥连接。跨度大。 靠近塔楼中部有10根斜向钢柱相互扭曲交错，定位困难。

采用BIM技术进行构建预加工，利用RFID物料追踪系统进行物料追踪，并利用二维码扫描技术明确安装位置等，安装前进行BIM预安装，再进行现场吊装，安装完成后进行3D扫描校核。

3. 鱼鳞幕墙CIM深化

鱼鳞状异型幕墙紧紧包裹在丽泽SOHO结构外侧， 1700余种曲面单元板块，结构复杂，施工难度大。 通过建立模型、深化节点，并结合钢结构模型合模，提前确定连接点。

在建造之前，将幕墙模型导入结构合模中，利用BIM系统的碰撞检测功能提前进行碰撞检查，由项目将碰撞点分类整理后提供给幕墙，在业主、监理的监督下，在设计院及总分包的协同下，进行幕墙的综合布置和空间位置的优化调整，以便初步消除由于设计错漏碰缺而产生的隐患。

4. 机电施工深化

各个系统的机电管线布置复杂、交叉繁多；结构复杂，给预留预埋带来困难，提前做好BIM深化工作，进行管线布设、碰撞检测、净空优化，实现多专业协作。

5. 基于CIM的总包管理

在超高层施工过程中，各专业相互交叉，以传统的2D图纸难以理解和检查。通过3D模拟和时间轴结合，可以模拟出具体施工过程，从而发现问题，找出需要优化的地方。

工程结构复杂，在出正负零之后，核心筒弧度变化大，与钢结构联系紧密，运用4D施工模拟，还可以对分包进行技术交底，有利于对整个工序的理解，指导现场施工。

三、 “BIM+N”创新突破

1. BIM+商务成本管控

通过算量系统，基于模型直接导出工程预算量，生成清单报表， 快速统计各施工阶段及流水段所需的材料 ，有效基于模型控制施工成本。

2. BIM+3D打印+VR+3D扫描+云端

1） VR技术

通过将BIM模型导入VR进行漫游，近距离 体验现场模型的直观感受 ，游走在建筑内部，感受建筑内每一个结构，每一个角落的设计与施工，让现场管理人员及非现场管理人员理解施工重点。

通过建立安全模型，实现安全技术交底 ，工人进场后先进行VR安全技术交底，让工人通过VR技术有身临其境的感觉，从而让工人重视安全措施，从根本上解决安全事故，达到安全零事故。

2） 3D打印

本项目结构复杂，各专业穿插多，钢柱节点处复杂多变，传统的技术交底无法对工人起到效果，运用BIM模型也不能达到工人所需的直观了解，项目通过建立BIM模型，将3D打印技术和建筑BIM模型结合，通过打印出建筑模型，对工人进行交底，将复杂节点打印出来，可以更直观的给工人展现出来，起到真正交底的效果。

3） 3D背包扫描

背包三维扫描系统，通过摄像头和传感器来对室内环境进行360度的扫描并记录，然后输出至建模软件中来构建整个建筑的室内3D模型。整套系统包括有不同方向的摄像头、激光测距仪、位置传感器等设备，技术方面的难题在于系统的体系结构、传感器的选择、误差校准、定位算法、数据整合等。

背包三维扫描是传统三维扫描速度100倍，通过背包人的行走路程将扫描出来的模型实时传送到系统当中，最终将模型整合形成建筑物整体模型，通过背包三维扫描的照相功能可将建筑物周边的影像记录下来，最终整合到模型当中

4） BIM云平台

运用BIM云平台在线上浏览模型、参数、和照片等信息，实现现场和云端实时同步。通过平台现场完成进度、构件参数和质量验收情况一目了然。

BIM在项目中的应用

一、 BIM建模

BIM技术的每一项应用都基于模型，模型中包含大量信息，信息模型除建筑、结构、机电设备外，还包括施工模型、场地模型、工艺模型等，应用于不同目的的BIM模型或许需要特别建造和基于基础模型进行调整，以适应不同的技术要求。

二、 BIM应用情况

BIM的工作流程非同于传统的设计方式，模型的创建需要建设各方的共同参与，同时又需要多款软件的协同合作。

BIM团队作为BIM数据库与专业工程师的工作桥梁，通过软件建立起了丽泽SOHO中心工程的三维模型。模型综合了机电工程所有专业的管线、幕墙各系统的模型、精装模型、钢结构各构件模型，全部采用1：1实体仿真模型，立体展示施工现场，通过各专业Autodesk Navisworks建模软件进行多专业碰撞检测，通过定义碰撞检测对象、精度，软件自动生成检测报告，成不同专业专业间的碰撞清单，并按照碰撞严重性进行分级。如果这些碰撞留到施工现场，必然会造成施工现场返工、重复协调、责任推诿的情况。

三、应用效果

通过运用BIM技术，在模型的应用过程中针对设计中的重点、难点进行模拟，寻找更加合理的设计解决方案。 三维模型为二维图纸提供了审核与校验，并为二维图纸的深化设计提供帮助。本次BIM设计，将工艺设备模型与BIM模型整合在一起，解决了设计中常见的机电管线和幕墙碰撞问题，并对关键部位进行优化设计，将大部分的施工现场临时变更在设计阶段进行有效消除。

四、施工模拟工期安排

在超高层施工过程中，部分土建部位和其他专业相互交叉，以传统的2D图纸难以理解和检查。通过3D模拟和时间轴结合，可以模拟出具体施工过程，从而发现问题，找出需要优化的地方。

工程结构十分复杂，在出正负零之后，核心筒弧度变化大，与钢结构联系紧密，运用4D施工模拟，还可以对分包进行技术交底，有利于对整个工序的理解，指导现场施工。

运用工期模拟软件进行直观的工期展示，将编制的周进度计划、月进度计划、季进度计划等导入工期模拟软件，直观可视化的揭露施工过程中施工空间、设施、资源之间可能存在的冲突和不足，对比现场实际进度与进度计划之间的差异，分析原因并找到解决方法。通过工期模拟，使项目全体人员能够直观的了解到工程的实际进度情况，了解工序穿插顺序，明确下一步工作安排，促进项目生产工作的有序开展。

结语

经过互联网+的技术实现了在施工单位进场前完成综合调整、方案预演等方面的前期准备工作，有效地保障了精确施工、精确计划，为绿色设计和环保施工提供了强大的数据支持。
在互联网+的整体理念来讲，必定是超前的，丽泽SOHO项目经过初步应用，也取得了相当不错的效益。随着数字化建设的发展及普及，新技术+在推进我国建筑业信息化发展，打造数字化建筑中，必定起到至关重要的作用。
丽泽SOHO项目在全生命周期进行BIM应用，利用BIM的可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性、信息完备性，在深化设计、技术质量、机电安装等方面进行了综合应用与深入探索。通过项目组的工程实践，不仅使用BIM技术在传统方面取得较大成果，更在5D商务及工期、物资管理和工艺优化方面进行了示范应用。起到了良好的应用效果，多次受到业主及各界人士的点赞。
在之后的工作中，中建八局第一建设有限公司将逐步探索与高校及科研机构的多方对接，通过二次软件的开发及云端办公平台的运维，建立BIM在工程应用上的大数据集成，从而形成工程应用数据库，指导未来施工技术的发展。

总承包管理 bim 管理项目

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