靠BIM省了222万，看这项目如何做的

文 | 中国建筑业BIM应用分析报告（2020）

项目概况

1、项目基本信息

眉山春熙广场项目位于四川省眉山市，项目是以住宅及商业裙楼于一体的超高层综合体建筑，工程总建筑面积234552.28m2，包括三层圆形地下室和三栋超高层塔楼，塔楼主体结构最大高度为123.75m。该项目由成都建工第四建筑工程有限公司承建。

2、项目难点

（1）圆形复杂结构的施工技术难度大：本工程地下室共3层，整个地下室为半径92m的圆形结构，地下室剪力墙为弧形结构且高度较大，框架梁、次梁也有较多弧形结构。框架柱与弧形剪力墙及弧形梁交接处存在复杂的施工节点，模板钢筋施工困难。

（2）超高层屋顶钢结构吊装施工难度大：本工程主体结构标高123.750m为超高层建筑，屋面异形钢结构屋架标高150.0m的，整个钢结构屋架高度较大，外形复杂，装配施工难度大。

（3）本工程结构复杂，机电系统繁多，管线密集区域主要为地下室、设备机房、竖井、各功能房等部位，机电专业管线不可避免存在交叉问题，施工前期对各专业管线的走向排布做出系统分析才能有效确保施工进度和质量。

（4）工程质量目标高、工期紧，对施工技术水平的提升带来挑战：常用的一些施工技术采用传统施工工艺其水平无法满足现阶段工程施工技术效率和质量的要求，这就需要我们针对常用技术进行突破创新，提升技术水平，保障工期和质量效果。

（5）项目管理难度大：本工程为超高层综合体建筑，具有规模大、现场管理难度大、当地政府关注度高等特点，给施工项目管理提出了挑战，传统的作业方式与技术手段很难达到精细化管理的要求，因此需要推进新的管理手段和方式的应用。

3、应用目标

（1）通过BIM技术的应用实现精细化施工，提高工程施工技术水平，确保复杂异形结构的工程施工质量，同时对施工全过程进行信息化管理控制，提升公司BIM技术应用上的实力。

（2）根据工程施工应用现状进行BIM技术创新探索，推广BIM技术的创新与应用。

（3）培养具有工程实干能力同时具备BIM数字化手段应用能力的复合型技术人才。

BIM应用方案

1、应用内容

（1）应用BIM技术解决复杂结构施工技术难点：

建立各专业模型，梳理结构关系，及早发现图纸问题，并将问题解决在施工前，避免不必要的返工；

针对建筑圆形地下室、超高层异形钢屋架应用BIM技术梳理不规则平立面结构的空间几何关系，对施工重点及难点进行分析，优化施工工艺；

利用BIM技术搭设高支模及超限梁三维支模架，解决高支模、脚手架布置难题；

建立施工场地布置，进行4D钢结构，合理安排施工工序及进度计划。

将管线碰撞检查和4D施工模拟应用于机电施工，实现机电综合模拟施工，避免了机电管线交叉碰撞、净空不足等问题。

（2）通过BIM技术创新提升工程施工技术水平：

针对一些工程中常见的而通过BIM技术又无法解决的技术问题，根据工程施工对BIM技术应用的实际需求进行软件开发从而拓展BIM技术的现有功能，为施工技术提供更多的功能软件技术。

（3）应用BIM5D平台提升项目管理水平：

基于该工程搭建施工项目级管理平台，利用三端一云（PC端、手机端、网页端和关联云）与BIM模型相关联进行项目进度、质量、安全等管理；

利用BIM高效信息协同特点，打破公司原有各部门之间、企业项目之间的信息壁垒，提高生产、质量、安全相关信息的提取和共享效率，实现公司、项目生产、质量、安全管理的信息化。

2、应用方案的确定

（1）软件配置： 软件配备方面要解决本工程施工难点、实现应用目标，本工程根据技术实施需求选择了以下软件进行应用：Autodesk Revit、Navisworks、广联达场地布置软件、某模板脚手架设计软件、广联达BIM5D项目版系统以及3款自主研发软件。

（2）组织架构： 团队配备方面，为实现工程项目BIM应用落地,公司配备了专业技术人才队伍，组建了BIM技术攻关应用小组，由公司总工程师担任总指挥，分为公司级应用组和项目实施组，其中公司主要技术人员12人，项目主要技术人员11人，涉及技术、质量、信息技术、现场管理等多个业务部门，基于不同专业技术由指定专业工程师负责专项技术。

（3）实施顺序： 本项目施工全过程采用BIM技术，具体实施顺序如下：

①建立各专业模型，梳理结构关系，及早发现图纸问题，并将问题解决在施工前，避免不必要的返工，节约工期和成本；通过各专业模型深化，指导现场施工安装；

②针对建筑圆形地下室、弧形结构构件等，应用BIM技术三维空间的优势，施工前梳理不规则平立面结构的空间几何关系，对施工重点及难点进行分析，优化施工工艺；

③利用BIM技术搭设高支模及超限梁三维支模架，解决高支模脚手架布置难题，优化专项施工方案；

④建立施工场地布置，进行4D机电综合模拟施工，合理安排施工工序及进度计划；

⑤通过BIM技术在实际工程中的应用，从BIM技术目前存在的局限着手，进行一系列的BIM技术创新，完善BIM在工程施工中的应用功能；

⑥基于眉山春熙广场搭建施工项目级BIM5D管理平台，利用三端一云（PC端、手机端、网页端和关联云）与BIM模型相关联进行项目进度、质量、安全等管理，实现信息化管理。

BIM实施过程

1、实施准备

（1）人员培训： 在建模工作开展之前，由公司组织参与课题的相关项目部对本项目BIM实施规划及具体的实施细则进行学习，同时展开对工程建模人员的培训工作，以确保各参与方对本项目的BIM实施规划有一致的理解，从而保证建模质量。

本工程首次引入了BIM5D平台，针对平台系统的应用实施对项目参与相关人员进行了集中培训，并通过平台的试运行巩固了学习成果。

（2）参与方内部质量控制（项目级）： 各参与方应按照BIM实施规划要求，预先制定其所负责模型的内容、详细程度。模型和应用质量应依照实施规划要求，明确落实到个人。

在BIM工作的全部过程中，必须进行质量控制，如设计审查，协调会议等。每个模型和应用成果在提交前，BIM项目质量负责人应参照审查验收的要求标准，对模型进行质量检查确认，确保其符合要求，并将审查合格模型提交公司层级。

（3）外部质量检查机制（公司级）： 公司“技术研发管理部” 依照项目课题BIM实施规划和细则中的相关标准对“BIM项目质量负责人” 收集提交的模型进行进一步审核，并将审核结果以书面记录的方式反馈给“BIM项目质量负责人” 。审核不合格的模型绝不应用，并明确不合格的情况、整改意见和修改完成模型的时间。

2、实施过程

（1）应用BIM技术解决复杂结构施工技术难点：

①BIM应用于工程复杂节点： 整个地下室为半径92m的圆形结构，框架柱与弧形剪力墙及弧形梁交接处存在复杂的施工节点，模板钢筋施工困难。

通过对圆弧形梁三维模型的建立，可以直观展示弧形梁空间位置关系和不规则的形体信息；可应用BIM技术使用空间三维坐标体系控制定位放线，达到精确定位，应用BIM技术对圆弧形梁模板进行拼装，优化模板的选用以及使用的效果，合理规划进场材料。

②优化建筑设计，节约工期和成本： 通过BIM模型建立及早发现图纸问题,避免不必要的返工。本工程在施工前发现图纸错误158余项（不包含机电、钢结构和幕墙），通过协调配合将发现的问题在施工前全部解决，有效避免返工、合理提高工作效率。

模型中发现的图纸问题

③施工场地布置： 应用广联达BIM施工现场布置软件建立精确的BIM模型，进行仿真现场临设规划，3D动态观察，自由漫游行走，可对施工活动、拆卸等操作进行全面的模拟。

④通过3D支模架搭设的应用，优化专项施工方案： 为确保支模架施工搭设的安全、可靠性，预先进行常规支模架和高支模三维架体排布、确定安全网铺设位置、混凝土分层浇筑高度、剪刀撑位置及间距、梁柱节点加固方式、顶托自由端超长部位进行调整，及时发现并解决问题，实现可视化交底，优化专项方案。

弧形梁及高大支模架BIM模型细部图

⑤BIM技术应用于钢屋架施工： 在BIM建模过程及时发现多处钢构件节点的碰撞点，检查出设计施工图纸中的不合理处，在设计放的确认下进行了构件大小或者标高的修改调整，有效避免返工。

该钢结构屋架最大标高达150.0m ，高空吊装难度大，施工危险性较高，为了保证装配施工正常进行，我们运用BIM技术在吊装前期做了详细的施工模拟动画，对施工重点及难点进行分析，更直观对操作人员进行三维技术交底，不断优化施工工艺，保证装配施工安全性、高效性。

⑥应用BIM解决机电施工难题： 在机电工程的应用中主要实现了以下功能的应用，解决了复杂管线易碰撞、设备管线安装后净空不易保证等问题。

a.机电图纸优化： 通过在模型建立的过程中提前发现设计图纸存在的问题，形成BIM图纸会审记录。

b.地下管线综合优化： 结合机电三维模型的碰撞报告，根据生成的碰撞检查报告结合各方的专业意见和建议逐一进行调整优化，缩短项目施工工期。

c.设备房管综布置应用： 根据确定的设备型号按照设计或设备厂商提供的基础数据对设备基础进行参数化模型建立，再进行优化布置，制定深化设计方案，完成模型的验证。

d.净高分析： 通过把机房模型优化后的导入Fuzor软件中，利用软件测量工具中的净距测量功能对安装管道、风管、桥架、结构梁等进行净高测量，通过测量数据来判断和验证模型优化后合理性。

e.4D模拟施工： 通过4D模拟直观的表现施工进度计划与模型之间的变化，在真正施工前对三维消防泵房进行实时的可视化漫游和体验。

（2）通过BIM技术创新提升工程施工技术水平：

①创新应用一： 研发了基于BIM构件对齐检查技术，实现工程自动化检测，完善BIM技术在图纸会审中的运用。

根据工程施工对BIM技术应用的实际需求,研发出基于BIM技术的图纸构件对齐检查软件，能自动化检查建筑、结构、机电各专业模型组装后的构件错位问题，突破BIM技术在构件碰撞检查中存在的局限，实现自动化检查构件对齐，为BIM技术在工程施工中的应用提供了新的技术方法和软件系统。

BIM构件对齐检查应用图

②创新应用二： 研发了基于BIM机电智能快速翻管技术，实现管线模型智能翻弯避让，提高建模及模型优化效率。

研发了“基于Revit下的MEP系统的智能翻管工具软件V2.0”， 通过点取同一根MEP管线的不同的两个点或选取已发生两根碰撞的MEP管线，输入相应的参数快速的实现交叉管线自动避让，实现管线翻弯的精确化、智能化、效率化。

③创新应用三： 研发了基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术，实现对高大模板支撑架模型变形监测点自动布置。

该技术集超限梁板自动识别、模板支架监测点自动布设、模板支架监测动态报警功能与一体。

基于BIM和定位监测实现对高大模板支撑架模型变形监测点自动布置，并结合现场实时反馈的监测值在电脑上直观地反映出支撑架在施工各阶段的变形情况，给出超限值预警，并能根据监测数据预测下一步工程施工时高大模板支撑架及其周边环境的安全。

基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术应用图

（3）应用BIM5D平台提升项目管理水平： 本工程引进BIM5D管理平台，基于该工程搭建施工项目级管理平台，利用三端一云（PC端、手机端、网页端和关联云）与BIM模型相关联进行项目进度、质量、安全等管理；实现公司、项目的信息化。

BIM5D管理平台作战地图（直观展示各单体生产进度实时情况）

①进度管理： BIM5D进度管理的应用主要实现了以下功能：利用斑马?梦龙网络计划软件辅助项目通过关键线路+前锋线进行动态管理，打通PDCA循环，让项目进度可控；基于手机APP采集到现场数据，通过网页端直接进行生产进度汇报，提升生产例会会议效率和质量，实现生产例会的数字化呈现；

现场进度跟踪管理，将总进度计划细化至周计划，周进度计划录入后进行任务派分，将任务落实到具体人员；

根据进度计划，查看现场劳动力、材料、机械设备情况；根据每周进度计划完成情况可生成数字周报，并可通过扫描网页端二维码进行手机端查看。

网络计划软件应用

②质量管理： 通过“三端一云”对整个质量问题信息进行把控：质量巡检通过移动端实时在线记录现场质量问题，通过问题发起和闭合实现现场质量管理；

收集现场照片，形成系统的施工相册，为后续隐蔽工程验收、索赔佐证、实际进度比对提供帮助；自动生成施工日志，为施工日志内容提供数据来源支撑，提升施工日志编写效率。

③安全管理： 安全巡检通过移动端实时在线记录现场安全问题，通过问题发起和闭合实现现场安全管理。

BIM应用效果总结

1、效果总结

（1）复杂高层结构施工技术水平的提高： 通过BIM技术参与现场实际难点问题的处理，形象直观、多角度化、精细化的对施工过程进行全方位的展示，解决了异形结构施工过程中的难点问题，改变了传统施工操作模式，提升了项目施工技术的水平。

（2）企业BIM创新能力的增强： 针对BIM技术的图纸会审系统、机电模型智能翻管和高大模板扣件式支撑架变形监测等功能的局限性问题，延伸和拓展了BIM技术的功能，有效激励了企业的自主创新能力，推动了BIM技术在工程施工全过程中的应用和发展。

（3）提升了施工现场管理水平： BIM5D管理平台的应用改变了传统工程施工管理模式，有效提高了施工现场质量安全进度管理的效率，促进了建设管理模式随着新的需求向高效、科学的方向转变。

（4）经济效益： 针对“眉山春熙广场” 圆形地下室复杂结构超高层建筑等特点，通过BIM技术的基础应用及创新应用相结合，解决了该工程超高层屋顶钢结构、圆形地下室复杂节点优化等工程施工难点问题，施工质量得到了大大提高；

利用BIM模型首先对模板进行排布，找到最优排布，减少模板使用量，增加模板的周转次数，极大减少了材料与成本的浪费；

通过对高大模板支模架模型的建立，优化专项方案，避免支模架搭好后发现问题重新返工搭设，减少了工程的成本，促进了经济效益的极大提升。

本项目通过BIM技术综合应用，从施工图优化、机电管线深化、钢结构深化、支模架方案优化、BIM5D质量进度安全管理、BIM创新技术应用与传统技术进行对比分析，共节约费用约 222.7万元 ，经济效益显著。

（5）社会经济效益： 通过BIM技术的应用，形象直观、多角度化、精细化的对施工过程进行全方位的展示，更加展示出了公司在BIM技术应用上的实力；

推动行业进步：BIM技术综合应用改变了传统工程施工管理和操作模式，促进了建设管理模式随着新的需求向高效、科学的方向转变；

提升了公司技术人员BIM技术应用的能力，为企业和社会培养出一批BIM技术先锋力量，推进了建筑业信息化的健康发展；BIM技术的应用，可有效避免返工，减轻劳动强度，保证施工质量，节约自然资源，节能环保，实现了绿色施工。

2、方法总结

（1）BIM技术综合应用创效： 针对“眉山春熙广场” 圆形地下室复杂结构超高层建筑等特点，通过BIM技术的基础应用及创新应用相结合，解决了该工程超高层屋顶钢结构、圆形地下室复杂节点优化等工程施工难点问题，施工质量得到了大大提高；

利用BIM模型首先对模板进行排布，找到最优排布，减少模板使用量，增加模板的周转次数，极大减少了材料与成本的浪费；通过对高大模板支模架模型的建立，优化专项方案，避免支模架搭好后发现问题重新返工搭设，减少了工程的成本，促进了经济效益的极大提升。

（2）BIM技术人才的培养： 公司组建有专门的BIM技术团队，由机关与项目人员共同组成，均为公司技术骨干人员。

目前共有土建BIM工程师18人，机电BIM工程师7人，且通过公司组织安排的专业BIM技术培训，均取得了权威机构的BIM技能认证证书，同时技术人员开展了BIM技术研究工作，研究过程中完成了技术创新成果并应用取得显著经济效益社会效益，近几年多次参加中国建设工程BIM大赛并获奖。

（3）课题成果总结： 项目获得第四届中国建设工程BIM大赛综合应用一类成果奖；项目中应用或研发的BIM二次开发技术共获得3项计算机软件著作权和1项国家发明专利，其中一项成果达到“国际先进水平”。