BIM技术在南宁农信大厦项目施工中的应用.pdf

智能施工NO.07 2023123智能城市 INTELLIGENT CITYBIM技术在南宁农信大厦项目施工中的应用范全全 韦伟（广西建工第一建筑工程集团有限公司，广西 南宁 530001）摘要：南宁农信大厦项目作为综合性办公大楼，工期紧、质量要求高。为全面提高工程施工过程中的精细化管理，通过BIM结合无人机、智慧工地等技术优化土建、机电、幕墙等专业方面的基础及创新应用，实现了可视化交底优化专项方案、精细化管控减少材料浪费、BIM协同平台提高沟通效率，有效为项目带来管理及效益方面的提升。针对项目特有的屋面挑檐、深基坑、直埋式桥架，结合三维可视化技术制定了全新的施工管理方法，验证了此类技术可以和BIM直接相辅相成，有效实现智慧型管理，为类似工程提供参考借鉴。关键词：BIM技术；直埋式桥架；南宁农信大厦中图分类号：TU723 文献标识码：A 文章编号：2096-1936（2023）07-0123-03DOI：10.19301/ki.zncs.2023.07.040BIM技术作为数字化转型工具，为建筑业的发展提供了技术支撑1。通过BIM技术在综合性办公大楼的应用，可在施工前进行全过程仿真模拟，通过模拟预测施工阶段可能出现的各类问题，实施针对性策略，提高工程管理水平2。1工程概况南宁农信大厦项目用地面积13 333.3 m2，总建筑面积约为76 489 m2，框剪结构。A座地面上23层、B座地面上18层、商业裙楼地面上4层，框架-核心筒结构。建筑平面为矩形，A座建筑物长约46.0 m、宽约35.6 m、高度99.9 m，地下层2层，B座建筑物高为75.1 m，属于综合性办公大楼。南宁农信大厦项目整体模型如图1所示。项目工期短，工程量大，且屋面挑檐造型复杂、幕墙工程作业面大、机电各专业碰撞较多，公共走道净高要求严格，现场施工人员众多，专业之间协作困难。2BIM基础应用2.1虚拟场地布置施工现场场地较为狭小，工程材料堆放及运输需要合理规划，例如预应力筋的下料长度达30 m，堆料场地范围应不小于40 m，幕墙、机电、装修等交叉作业时占用较大场地。通过BIM技术对场地进行统筹排布，合理布局加工区、办公区、生活区，减少材料二次搬运，为施工过程提供便利。2.2屋面挑檐模板搭设优化屋面女儿墙挑檐悬挑结构分布在A、B座5层裙楼屋面南侧以及东、西侧局部，具体位置为B座的38轴交CG轴，结构最外处出挑1 0401 090 mm，结构板厚200 mm，该屋面挑檐高度较高，且造型相对复杂。根据工程实际情况，若搭设落地式钢管脚手架，租赁费用高且工期较长；采用型钢（工字钢或槽钢）出屋面进行支撑，成本较高。经过BIM建模的反复论证、验算，解决了拟采用于4层结构板面处设置悬挑工字钢作为挑檐的支撑体系。通过BIM施工进度模拟比选确定施工时该屋檐折板分两次施工。第一次到0.59 m标高（折板屋檐中间水平段），第二次到23.26 m标高（折板屋檐顶部）。图1整体模型收稿日期：2023-02-09作者简介：范全全，工程师，研究方向为工程管理、BIM技术应用。引用本文：范全全,韦伟.BIM技术在南宁农信大厦项目施工中的应用J.智能城市,2023,9(7):123-125.智能施工NO.07 2023124智能城市 INTELLIGENT CITY2.3预应力梁可视化交底本工程在裙楼屋面共有2根预应力梁（912交GH轴），混凝土强度为C60，梁为有黏结预应力梁，抗震等级二级。选用低松弛预应力钢绞线，预留孔道采用圆形镀锌金属波纹管，锚夹具采用OVM锚固体系预应力梁均为一端张拉，灌浆用水泥采用普通硅酸盐水泥。预应力梁内钢筋与钢绞线排布较为复杂，运用BIM技术建模相应模型进行可视化交底，使管理人员及工人更好地理解施工过程3。2.4机电管综优化项目机电管道复杂，利用BIM模型进行梁腹空间进行管道的布置，优化完成公共走道净高不足共计116处，解决碰撞860点，提高空间利用率，将净高由3.2 m提升至3.6 m。采用支吊架计算功能对综合支架进行设置与受力分析，结合内力图与受力计算书，确保了支架设置的安全性与可靠性。本项目机电管线较多，各专业管道均需提前深化预留孔洞位置，避免二次开洞，延误工期。模型审核孔洞达1 500多个，优化孔洞600多个，预留孔洞一次合格率为93%。2.5机房深化设计针对消防泵房管道集中区域建立BIM模型，如图2所示。导出消防泵房管道综合布置图，提供平面图、剖面图、三维图，实现可视化交底，施工人员可以更好理解机房内管道的安装与布置。冷冻机房管道集中区域，导出机房管道布置综合布线图，施工人员可以更好地理解机房安装内容，冷冻机房施工整齐有序4。对优化完成的BIM模型通过软件进行计算，可以快速提取项目工程量，导出的工程量可直接在预算软件中编辑，使商务信息与模型信息相关联。对工程量计算偏差的部位，利用工程量反查功能，系统会自动跳转至对应的三维视图，管理人员可以快速、精确复核工程量信息5。2.6幕墙节点深化项目幕墙的面积约为4.0 万m2，幕墙高度A座112.5 m/B座86.76 m，塔楼玻璃幕墙主要采用190系列断桥隔热半隐框玻璃幕墙和150系列半隐框玻璃幕墙。裙楼断桥隔热明框幕墙根据不同跨度采用120系列及200系列钢铝结合立柱，满足不同跨度幕墙的受力要求。幕墙由多种铝合金型材和板材组成，施工建筑物垂直度高，施工作业面大，对吊篮施工安全和配合工作严谨合理，要求极高。幕墙间的交叉节点部位复杂多样，采用BIM软件依据工程实际外观，创建幕墙整体模型与节点幕墙，进行优化与分割，使嵌板完全符合设计及相关幕墙规范要求，将每块嵌板的精度、平整度控制合理范围内。根据嵌板的扣缝尺寸导出每块嵌板的角度、面积、重量等参数，统一导出材料实际明细表，用于指导施工精确下料，避免造成浪费。2.7脚手架搭设深化本工程的外形结构较为复杂，在搭设外脚手架时，考虑结构与装修的施工使用两用脚手架。通过提前采用三维可视化技术进行方案模拟，确定A座为每4层或5层一个悬挑段，共5个悬挑段，悬挑高度为16.6、16.8、17.5、20.0 m，B座共3个悬挑段，悬挑高度为19.5 m。A、B座商业裙楼14层采用落地式钢管脚手架搭设，搭设高度24.5 m。A、B座56层采用落地式钢管脚手架搭设，搭设高度为7.8 m，立杆基础为裙楼屋面。对地下室分阶段进行模拟施工，选出合理方案，搭设落地式钢管脚手架做防护，搭设高度最高为6.4 m。原外脚手架拉结点为两步两跨，立杆纵距1.5 m，即原连墙件间距为3 m内，考虑到层高8 m，搭设装修满堂脚手架按三步两跨进行拉结，现场按三步两跨进行施工。搭设材料采用扣件式钢管脚手架483.5 mm，验算时取钢管类型为483.0 mm进行验算；连接件采用可锻铸铁铸造扣件；脚手板为减轻架体荷载，采用钢筋网片（规格为1 000 mm800 mm）作为脚手板。3BIM创新应用3.1无人机土方量计算项目基坑开挖深度11.0017.75 m，基坑周长约438.0 m，基坑平面呈矩形，基坑北侧支护桩距用地红线约2.6 m；东侧支护桩距用地红线约2.7 m；南侧其邻近基坑的裙房距离基坑边约24.0 m，两项目设计地面高差07.25 m，需要增设永久支护；西侧大楼23层，支护桩距其地下室9.2 m。基坑支护形式为地下连续墙与内支撑体系结合，周边环境条件比图2机房模型智能施工NO.07 2023125智能城市 INTELLIGENT CITY较复杂。结合无人机地形扫描生成土方表皮BIM模型，运用快速统计工具计算出区域的土方量。提高算量精度75%，为土方量的校核提供保障。3.2临边安全分析项目作为综合性大楼功能较多，临边洞口、竖向洞口分布在各类位置，施工过程中存在安全隐患。采用BIM安全检查模块，针对建筑临边孔洞进行整体临边防护分析，快速统计所需防护栏数量，可高效完成护栏的虚拟搭设，使各洞口防护措施布置到位，杜绝安全隐患。3.3应急逃生模拟本工程造型复杂、面积大，施工时现场人员较多，若发生紧急情况，如何快速疏散逃生是值得研究的安全问题。通过模型分析对楼层进行逃生模拟，计算满负荷状态下人员逃生需要的时间，可以有效地模拟出人流在环境中所有进出和运动情况，对指定位置的消防安全情况进行有效评估，对减轻人员伤亡有重要作用。3.4室内装饰虚拟样板利用BIM技术对室内装饰进行虚拟建造，管理人员办公楼层公共走道宽敞明亮，内部装饰简洁，观感统一协调。对模型进行施工段划分，分为4个施工段，采用流水施工，顺序流水方向为A、B座裙楼15层、A座6层及AB座负1、2层核心筒电梯厅、A座713层、A座1419层、A座2023层。室内装饰虚拟样板如图3所示。3.5直埋式桥架构件深化按照设计要求将电井内的全部桥架、母线及分配电箱等设备进行汇总，建立全专业BIM模型。根据设计蓝图，将管井内即将施工的内容如桥架、母线、配电箱、灯具、线管、自动报警、气体灭火等安装进行汇总，建立全专业的三维BIM模型，通过模拟项目狭小管井内机电安装，对机电各个系统布局进行综合优化，使狭小管井内机电各个系统布局合理有序、整齐美观。3.6智慧工地应用施工过程中专业人员较多，通过智慧工地平台实现多任务分发，科学安排每日工作任务。云端实现问题集中归类，现场问题及时反馈至负责人，加快施工进度。现场资料统一上传至云端，数据归档清晰，文件不丢失。改变现场管理方式，实现规范化、可视化管理，形成可追溯性的工程档案。实现施工过程云端审查，明确各项信息内容，降低各类风险事故发生，节省施工成本。通过移动端BIM平台对现场质量、安全、进度、资料进行集中管理，累计上传3 100余项文件，实现施工过程云端记录。利用管理平台对施工过程中的质量验收进行记录与留存，在过程中发现、消除问题、增强过程管控，材料进场时通过平台发布材料验收任务，按任务流程进行材料报验，验收过程转变成规范化、可视化管理；解决材料验收记录不完整、易缺失的问题，形成标准化及可追溯性的工程档案。4结语通过BIM技术在南宁农信大厦的应用，对项目的场地布置、屋面挑檐、预应力梁、幕墙、机电等常规重难点进行了科学合理指导，提前发现了原方案诸多不足并进行了优化，对深基坑土方测量、直埋式桥架构件等内容进行了创新应用，提高了施工效率与质量，避免了在施工中策划不足、沟通不及时等问题造成的安全隐患。参考文献1 吴良良,刘亚飞,惠志伟,等.基于BIM的剧院工程施工深化设计和管理J.建筑技术,2022,53(8):1070-1073.2 刘富民.BIM技术在复杂幕墙工程设计及施工中的应用J.中国建筑装饰装修修,2022(19):69-71.3 廖飞玥.一种基于无人机倾斜摄影在BIM土石方测量中的应用J.科学技术创新,2021(16):153-154.4 赵玉泽.BIM技术在模板支撑架施工中的应用J.城市住宅,2021,28(增刊1):212-215.5 韩世超,赵春生,徐望宁.BIM+智慧工地在建筑工程中的应用J.四川建材,2022,48(11):175-176,191.图3室内装饰虚拟样板