BIM到底在施工中如何应用?最接地气的解答

全屏阅读
  • 基本信息

这个问题其实很大,而且实际操作起来要从甲方的合同、集团公司对项目BIM应用要求、以及项目自身的特点来进行讨论,以我之前经历的某一项目为例,我们对应用点进行了系统的梳理与分类,制定了应用项目28项,包含标准管理、深化设计、方案模拟和总包管理四大类,涉及标准编制、图纸检查、场布模拟、无人机应用、钢结构深化设计、三维交底、可视化汇报、平台管理、4D施工模拟、工程量统计等等。

1、图纸检查

根据专为项目定制的BIM建模标准,建立全专业模型,如果公司有追求一点,建模人员使用的不是学生党毕业生,在读图、建模、检查的过程中便可发现众多图纸中存在的问题,我们就能使用这个全专业模型来出具图纸会审资料。

模型建立完成之后,还可以轻量化提交各部室检查,以降低各部室的审图成本。当然,在模型发布之前,需要经过自检、互检、审核等程序,再经过质量、技术、生产、安全等部门的审核,最终发布,才能形成项目部可用的BIM模型。

任何部室一旦发现问题,在下方这个BIM审图记录单上,记录此问题在二维图纸上和在三维模型上的出处,便于查找核实,也能直接作为图纸会审的资料。

图纸会审中超过半数的图纸问题是BIM部门提供的,当然,这部分也包括了最基本的 —— 管线综合,管综都是老生常谈了,这里就不赘述了。

2、场布设计

前段时间设计院最常用的“噱头”就是“正向设计”,大学授课时我们老师管这个叫“三维协同设计”。CAD时代都要经历一个从三维(设计方案)转到二维(工程图纸)再转到三维(工程建设)这样一个流程,而“三维协同设计”讲究的是三维(设计方案)直接转到三维(工程建设)。

这不是设计院的事情吗,施工过程怎么做?很简单,场地布置是要施工单位自己绘制的,施工单位自己就可以做“三维协同设计”。

例如图中的安全体验区(其实现场还是有临时变更),这样不仅更好的融合领导出具的规划意见、技术部计算的空间需要、安全部提出的设施要求,再进行各种细节的深化设计,让全项目部在同一个模型平台上展现自己的能力价值,完美体现BIM的意义。

还贯彻了一模多用的原则,各个专业的场地布置都在同一个模型上建立,还能相互计算空间预留,确保场布的可执行性。

3、施组方案编制

使用BIM手段来制作施工组织方案,可以在编制过程中就更好的发现施组中的问题,并进行验证,尤其是当施组方案比较抽象,需要调配的资源比较多的时候,其优势极其明显。下图是大体积底板混凝土浇筑方案:60个小时的浇筑过程,选用了5家不同的搅拌站还有两家备用,全城90%的罐车在总包100个人有条不紊的指挥下浇筑了3.8万方的大底板,是对项目部管理水平的重大考验。

方案策划初期就通过三维模型及其相关模拟协助决策者们研究方案的各种可能性,提前预知施工难点,利用 干涉检查 计算了交通流线、确定罐车数量并将方案模拟视频用于方案交底和汇报工作。在方案实施过程中,利用BIM的信息化平台,实时收集、汇总现场数据,帮助管理者及时对交通、物资、人员等现场情况进行调整。

4、可视化三维交底

这是最好实现的一个应用,将1:1的节点模型按工序拆分、做出爆炸图,这种三维出图的形式可以形象逼真地展现方案或者节点的动态施工过程,替代了传统的文字、表格的表达形式,不仅显著提高了方案交底的交流效率,还能作为材料的采购依据。对于施工质量的提高起到了促进作用,更重要的是可以形成公司自己的节点库,推广至其他项目进行应用。

5、BIM物料需求分析

有了标准化的模型之后,出工程实物量会变得非常轻松,更何况现在还有两种思路,一个是将核心建模软件的模型使用插件导入传统的算量软件进行计算,二是直接使用建模软件里的算量插件进行计算。这两种方法的优劣就是另一个复杂的话题了,这里不进行展开。

安排专人进行现场工程量、模型实物量、预算清单量的的三算对比,既帮助了经营部对比算量,也帮助了工长更有效的控制现场的材料量。且通过月度物资、清单、完工等对比,可以清楚的显现出当前项目的进度,预计收入情况,辅助动态成本管理。

6、重要节点受力计算

由于设计院的结构计算并没有充分考虑各个施工阶段的结构状态和施工荷载,所以需要自己来考虑这个问题。从BIM的定义上来说,结构计算领域应该是建筑行业里最先踏入BIM的领域,但是却鲜少在日常应用中见到身影。

十八腔体结构锚栓支架是世界之最,锚栓数量非常多,排布密集,深化工作非常耗时。

为了贯彻OpenBIM理念,我们绝不重复建模,所以深化完成的锚栓支架模型,通过midas的接口实现与midas gen的双向数据交换,再进行分割网格、有限元计算、最终直接出分析结果。

7、钢结构综合BIM应用

数字预拼装技术

我们将加工好的构件进行扫描,确定每个构件的误差有多大,然后进行数字化预拼装,来检测有误差的构件能否拼装成功,避免现场吊装的时候才发现构件问题、防止耽误工期。

施工方案辅助

大型构件的吊装、拆除方案均是项目的重、难点方案。考虑到运输和吊装重量限制,将复杂的钢结构节点,如项目中重达百吨的巨柱柱脚和87吨的巨柱节点,进行拆分细化,从而确定资源配备情况,帮助施工班组协调关键点,减少窝工现象。

钢板墙孔洞预留检查

对核心筒钢板墙的预留孔洞与钢筋、对拉螺栓进行碰撞检查,传统方法无法比较细致的排查,大面只有找不到20个,运用三维深化全面排查,就能检查出102条问题。

8、施工进度管控

使用BIM技术能直观便捷的展示项目进度与时间计划之间的关系,从而对进度计划进行可视化验证,我们在收集了各个工种的实际工效之后,进行虚拟施工工序模拟,来验证各时间节点的合理性,再重新编排施工作业。

每周的监理例会上,都会展示周进度模型,以体现每周完成的工作量和下周的计划进度,此模型还被用作每周工程量的三算对比。

各位资深的BIMer心里都明白,一个施工模拟视频、一个平台,就能反哺出合理的施工计划吗?能有多大作用?所以我们更进了一步,针对每个施工计划我们都要做施工进度计划的优化报告。

首先是对此版本施工进度计划的进度分析,哪里与现场不符、哪里不利于项目控制、哪里人力资源没有得到良好的配置,一条一条罗列。

然后是收集各个班组的实际工效,比如一个模板班组8天完成一个流水段,比如一个架子工班组1天半完成一个流水段,根据他们的工效计算出这个版本的计划哪里存在窝工,哪里不合理。

根据现场的实际工效,优化了流水线路之后,再将施工计划转化成人力资源曲线,使曲线尽量平滑,记录修改后的版本的进度分析和总结,附上修改后的进度计划,最后报上审核。

经过这一流程,就能切实提高施工计划的可实施性,告别拍脑袋写计划的时代,从而真的减少现场窝工情况。

9、工程信息管理

每个构件在加工排产后开始制作二维码,建立相关信息,并在构件表面粘贴二维码标签,将所有二维码信息通过平台进行集中,与模型链接进行动态管理。高效智能地进行钢结构加工、运输及安装管理工作,同时二维码还可以进一步与工程验收报表、构件属性、视频和图片资料、PDF文档、CAD图纸相关联,并将数据整合进平台,成为典型的BIM+物联网应用。

图中是我们的二维码后台界面,与移动终端扫描出的信息读取界面。构件在加工厂加工完成、构件装车、出厂的时间信息;构件进场后管理人员进行外观、资料的自检,监理单位验收等信息;以及吊装就位、各节点连接、焊接等信息都会进行相应的录入。

10、逆向工程

下沉广场由于是异型曲面的构造,为了贯彻高标准、严要求的方针政策,不仅使用了三维交底,让工人明确下沉广场在各个转角处的形状、构造、尺寸,以提高施工质量,还使用点云模型和BIM模型的对比,来敦促现场的质量验收。

11、无人机航测与现场监控管理

为了更精细的管理工作面,在天气允许的情况下每天都进行现场照片与视频摄制,对现场进度、质量、人员、机械设备进行了例行的信息采集和留存,上传至平台进行每日进度记录,手机端app能随时进行调取。

我们使用无人机进行低空飞行的地毯式扫描后,进行内业处理就能得到一个与施工现场100%吻合的实景三维模型。利用此航测技术,可显著提升项目部对施工进度、工作面周边环境管理能力。

平台还可以极其便捷的直接通过网页端直接浏览模型。在项目实际应用中,可以用模型实现汇报形象进度,阶段进度留存,竣工阶段形成项目的实景模型等多种功能,还能进入到Lumion等漫游软件,配合Revit模型进行实地漫游。

在航测模型中可以便捷的输出GIS数据,如距离、高程、坡度、面积、体积等数据。在项目实际应用中,我们使用航测数据指导土方量结算工作。

而传统的方法是专门派一个毕业生过去项目门口守着,数数每天有多少辆土方车出去,再乘以每辆土方车能装多少土,就是我们最终的土方量结果了。

为了验证我们航测方法精确度是否可行,使用GPS-RTK方法获取了测区范围内的地貌特征点作为检查点。从航测采集地形的DEM中提取出各个检查点对应的点坐标与实测检查点作比对,结果为无人机航测数据的平面中误差±0.68 ,高程中误差±0.56 。

坦白讲,即使验证了无人机航测的精度问题,意义也不是很大,因为项目管理根本不需要这么精确的数据,退一万步说哪怕精度很差,那也不可能比派人数土方车差,人力成本也不会比专人数车更高 。

我们认为,航测技术就是一座沟通虚拟与现实的桥梁。这不只是一个口号,我们还使用了虚拟的三维模型和现场的航测模型相结合,进行方案交底,实现了虚实结合。

仔细观察上图,你能分辨哪部分是自建模型,哪部分是实景模型么?

使用实景模型来做施工模拟的好处真的很多:更逼真的表达,省去了场地建模的时间,更重要的是,模型使用的是与现场100%吻合的数据。

这就意味着,我们能直接使用与现场毫无差别的数据来验证我们的施工方案是否可行!

举个最浅显的例子,假设马道我们设计的时候是10米宽,经过了半年雨水台风的洗礼,马道已经变成了8米宽,这时我们想验证两辆罐车是否能在马道上安全会车,使用设计场地布置时的BIM模型去验证,作为依据一定是错的,如果因此得出错误结论,那么对现场为期60个小时的大体积底板混凝土浇筑将是一个致命打击。

综上,航测技术的应用可以显著提高施工组织方案的可实施性。

12、SafetyVR应用

工程安全管理,一直是工程承包企业工作的重中之重。但是传统的安全管理能够采用的管理手段和工具还非常有限,绝大多数工程借助于传统实体的安全培训馆、安全教育讲台和安全培训考题箱来宣贯安全生产常识,提高安全生产意识。

就拿项目选择的合作方 -- 达三江来说,一整套安全体验区和质量体验区花了几十上百万,但集团领导检查后不满意,直接让拆了重做,硬性费用投入很高,但是效果却并不明显,很多复杂的工程施工事故无法再现,很难进行教学培训。

现在我们可以通过BIM和VR技术,为工程安全管理及教育,提供更加便捷的技术实现手段。基于真实项目BIM施工模型,搭建标准化施工工地,在软件里集成,工程中常见易发的各类工程事故和安全考核要点,通过VR交互体验的方式,将工程事故进行再现。简单来说,让工人在虚拟场景中死一回,这对他建立永久的安全意识是最有效的方法。

上述这些,一间钢板房的空间就能办到,再加上一个身份证阅读器,进行实名考核上岗,这是对生命负责,也是对项目负责。

施工方案的工艺交底也能通过VR设备来实现,VR的沉浸性、交互性和构想性,通过与虚拟场景进行交互,方式新颖,更能激发学习兴趣,一改传统枯燥的培训流程,达到实训的目的。

工程的种类太多太杂,施工环境差异性很大,中国地域也足够庞大,即便是相同类别的工程,在不同地质环境面临的施工安全问题也千差万别。但是VR体验馆,一副眼镜,一台主机,一套软件,体感设备快速部署,不受场地限制,这个项目结束还可以邮寄到另一个项目接着用,不管成本还是效果,都是上位替代。

» 郑重声明:本文由爱上土木发布,所有内容仅代表个人观点。版权归爱上土木网爱上土木共有,欢迎转载, 但未经作者同意必须保留此段声明,并给出文章连接,否则保留追究法律责任的权利! 如果本文侵犯了您的权益,请联系vx/qq:95703296删除。