BIM 智能建造技术在全现浇住宅工程中的应用

1   工程概况

本工程为群体住宅项目，总建筑面积18.1万m ² ，包括8栋住宅楼和1个地下连体汽车库，结构形式为现浇混凝土剪力墙结构，地下2~5层，地上9~18层。室内装修标准为“四白落地、毛坯交付”，外檐装修为竖丝岩棉复合板薄抹灰外保温体系+真石漆涂料。

2   重难点分析

（1）本工程为百姓回迁安置房，社会关注度高，安全质量管理要求高。

（2）本工程1号、2号住宅楼北侧紧贴某办公楼及附属库房等，尤其外挑阳台已进用地红线，拆迁滞后影响工期严重。

（3）本工程1号、2号、6号、8号住宅楼基础比地下连体汽车库基础高4?m，结构错层施工工序多、面积大，错层交接处大体积混凝土质量控制要求高。

（4）本工程地上住宅户内100?mm厚厨卫隔墙砌筑量较多，薄墙砌筑质量及水电开槽后成型效果一般。

3   技术策划

（1）积极应用，如BIM技术、智慧工地平台、超长大体积混凝土结构跳仓法施工技术、铝合金模板、智能工具式液压卸料平台、三角组合型钢悬挑脚手架等新技术，提高项目质量安全管理水平，实现高质量 交付。

（2）受拆迁滞后影响将1号、2号、5号、7号住宅楼原计划大钢模优化为铝合金模板，部分二次结构抱框柱、过梁随结构一次带出，提高施工质量的同时节省工期50?d。

（3）7号楼肥槽周边地下环境复杂，回填受限影响结构施工，经各参建单位研究决定采用C15素混凝土分级放坡回填解决肥槽狭小空间复杂环境回填难题，为确保回填准确提前将7号楼周围复杂环境进行3D模型施工模拟交底。

（4）依托BIM技术可视化和虚拟建造功能，绘制各户型标准层模型，助力二次结构策划、辅助质量验收、超危大方案模拟、外檐线条优化等。

（5） 利用BIM技术绘制好的3D模型将工序分解，结合现场实物进行培训，使新入职管理人员尽快把握工作重点，缩短实习时间。

4   BIM技术策划

为实现技术策划目标，充分利用BIM技术可视化、可模拟特性，计划实现如下功能：（1）虚拟建造；（2）复杂节点深化；（3）可视化交底；（4）超危大施工方案模拟；（5）手机App辅助质量管理；（6）工序模型分解展示辅助人才培养。

项目部大力推行SketchUp软件应用，该软件虚拟建造和可视化功能强大，且具备手机App移动办公功能，对办公电脑配置要求不高，其绘制的3D模型不仅数据小，便于总分包单位信息传递使用，还可与建设单位、设计单位共享模型沟通解决技术问题。

5   新技术应用

5.1   虚拟建造

依据设计图纸分别绘制住宅楼各户型标准层3D模型，该模型包括主体结构墙、二次结构墙、门窗洞口、户门和防火门等，可以将住宅户内和公共区域布局及交付标准展示，作为项目策划和制订施工方案使用。本项目100?mm厚厨卫隔墙砌筑量较大，薄墙受砌块尺寸偏差、运输损坏、植筋偏位、构造柱振捣、过梁支模和水电剔槽扰动等因素影响砌筑成型质量一般，为此综合考虑质量风险、施工成本、进度控制，最终优化为加气条板隔墙。条板由厂家定制加工，现场整板安装，用U形卡固定即可，工效提高50%以上，垂直度、平整度效果好，且重新认价后可降低潜亏风险，后续项目商务部门在与劳务单位结算时均以此模型为依据。

住宅楼结构施工期间，建设单位提出外檐线条修改要求，此时施工最快的6号楼结构已完成大半，导致最终线条造型与实际结构不符，项目部将实际结构建模，提交设计院加快外檐造型最终方案确认。

5.2   复杂节点深化及可视化交底

本工程地下结构较复杂，涉及变截面大体积混凝土施工、双墙现浇消防水池、地下复杂环境肥槽分级回填素混凝土、两楼结构紧贴施工等。口头交底已无法阐述清晰复杂工序安排和质量控制要点，为此进行复杂工序3D模型深化，通过可视化交底，解决了复杂工序交底难题，实现节点清晰，工序明确，一次成活，避免返工。 

5.3   施工方案模拟

本工程地上结构外防护架创新采用三角组合型钢悬挑脚手架，由于首次使用此架体，技术部进行3D模拟预拼装架体，重点把控外墙洞口钢立柱设置、135°阳角支架安装、转角工字钢梁安装等特殊部位。通过模拟预拼装可视化交底，相关人员准确把握安装要点，大幅提高安装效率，避免返工。

本工程铝模在深化设计时结合标准层3D模型，将不便施工的100?mm高过梁、50?mm宽抱框柱、窗间300?mm宽砌筑墙等提前策划，准确识别，随结构一次浇筑成型，节省砌筑隔墙施工时间，提高施工质量。

5.4   移动端App质量管理

为规范二次结构施工，在前期已完成的户型3D模型基础上，按照图纸及规范要求继续深化二次结构节点，将加气块砌筑隔墙各节点设置（包括构造柱、过梁、洞口预制过梁设置），加气条板隔墙设置，户内强弱电控制箱设置，电梯厅水电管井等重要信息全部1：1展示，二次结构作业交底时进行可视化交底。

智能手机上安装SketchUp软件App后可随时查看深化模型，普通智能手机上均可安装，App操作简单，应用灵活。依据设计图纸和3D模型，作业班组可快速完成现场放样，同时节省总包和监理单位现场验线和质量验收时间，避免施工错误引起拆改和返工。

5.5   智慧工地平台

 本工程自项目策划阶段积极应用腾讯微瓴智慧工地平台系统，主要从技术、质量、生产、安全、物联网模块实施应用。

（1）技术管理。

将图纸、会审、变更、洽商及方案、交底等上传至平台，管理人员可随时查阅，其中交底功能可勾选接受交底人，并具备提醒功能，做到相关人员应接尽接。解决以往各部门间大量重复传阅工作，实现无纸化办公，节省复印耗材，降低办公成本。

（2）质量管理。

技术员和质检员将现场巡视期间的问题上传至平台，并勾选相关施工员进行处理整改回复，做到工作闭环，管理留痕，同类问题可参照处理。施工期间关键工序、重要节点、创优检查、重要活动等影像资料还随时更新到系统中，为项目评优创奖及施工总结提供保障，公司职能部门也可查阅，作为管理项目的延伸。

（3）生产管理。

施工人员将总进度计划、月进度计划、每月产值计划上传至平台，平台可自动对比计划工期，提出纠偏提醒，实现生产动态管理，项目部召开生产例会时进行动态调整人员、设备、材料跟进，对于滞后进度较多工序时会重点把控，确保工期按总控目标完成。施工日志按照技术、质量、生产、安全各要素进行填写，由各部门相关人员每日填写，系统智能整合后形成完备的施工日志。

（4）安全管理。

施工员和安全员将安全交底、安全巡检、安全教育记录等上传至平台，尤其是特殊工种教育，针对隐患问题在系统勾选相应责任人进行整改问题跟踪，做到管理留痕，随时查阅，辅助项目安全生产管理，对于发生频次高或是问题较多的分包单位在日常安全生产会时重点提出教育。

（5）劳务管理。

新入场人员录入建委平台时一并录入项目智慧工地门禁系统，实时更新劳务进场动态，从而提醒相关部门进行后续入场安全教育、交底等工作，项目部创新性地采用了劳务电子用工合同，辅助提升劳务用工监管效率，避免出现工人恶意讨薪、欠薪等情况发生，保障劳务工人与企业利益。

（6）物联网管理。

塔式起重机防碰撞系统实现塔机实时监控与声光预警报警、数据回传平台存储，并在司机违章操作发生预警、报警的同时，自动终止起重机危险动作，有效避免和减少安全事故的发生。

在实验室操作间、养护室及室外设置温湿度传感器，将实验室及大气温度实时进行记录并上传至平台进行数据整理，公司及项目部可以随时查看实验室数据，加强对实验室的管理。

施工现场和生活区、办公区内安装视频监控系统，球机与枪机搭配组合，实现24?h实时监控，确保现场封闭管理有迹可查，布设在塔式起重机上的球机摄像头具备360°高清拍摄功能，动态观察施工现场在施层情况。办公区安装远程视频会议系统，从而实现远程会议功能，当遇到特殊情况时，项目部组织会召开线上危大工程专家论证会，公司生产调度会等，确保现场可进行施工。

本项目创新采用了工具式液压卸料平台，该平台安装有荷载传感器，可设置荷载预警值，荷载数据实时上传至专用平台，现场使用时一旦超载即报警，切实加强对卸料平台的监控管理，大幅降低高空坠物风险。     

5.6   人才培养

项目部利用施工期间绘制好的3D模型，将施工重要节点和关键工序可视化再现，详细讲解各工序间操作要点和控制标准，通过虚拟与实际相结合，加快新入职大学生掌握工作技能，缩短实习时间，为项目管理提供有力补充。 

6   施工体会

项目部积极应用BIM技术和智慧工地平台系统，施工期间结合智能手机App大力推行SketchUp软件应用，完成了超危大施工方案模拟、铝合金模板优化、二次结构加气条板技术策划，外檐装饰线条优化，以及地下复杂环境肥槽回填和变截面大体积混凝土复杂节点深化和可视化交底。结合智慧工地平台，充分发挥5G物联网优势，动态把控施工管理，应用效果显著，大幅降低返工风险，促进商务结算工作，提高人才培养效果，成为智能建造助力施工管理的一项重要手段。