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摘要:從超高層建筑施工的特點分析入手,依托工程實例,論述了bim技術(shù)在超高層建筑施工中的整合應(yīng)用。期望通過本文的研究能夠?qū)Υ龠M超高層建筑施工水平的提升有所幫助。
關(guān)鍵詞:超高層建筑;BIM技術(shù);施工
1超高層建筑施工的特點
我國現(xiàn)行的規(guī)范標準中,對超高層建筑進行了如下定義:層數(shù)超過40層,且高度超過100m的建筑。超高層建筑之所以能夠在近些年獲得快速發(fā)展,與其自身的優(yōu)勢關(guān)系密切,如采光好、節(jié)約用地等等。由于超高層體量大、層數(shù)多,從而給施工增添了一定的難度。超高層建筑的施工特點體現(xiàn)在三個方面,即大、高、多。
1.1工程量大
與高層建筑相比,超高層建筑的工程量是其兩倍甚至三倍,在整個施工過層中,除了要使用大量的材料之外,還有各種施工機械設(shè)備,不僅采購量大,而且還要有充足的人力作為保障。
1.2工序多
在超高層建筑施工中,工序非常繁多,如地基土方開挖、樁基礎(chǔ)、鋼筋、模板、混凝土、給排水、電氣安裝等等。很多作業(yè)需要在高空完成,為保證施工過程的安全性,必須投入多種多樣的安全防護設(shè)施。
1.3要求高
由于超高層建筑本身所具有的特殊性,從而使其對施工質(zhì)量的要求非常高,除了防水、抗震之外,還要保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以,幾乎所有的施工都必須依據(jù)較高的標準來完成,一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都可能導致嚴重的后果。
2BIM技術(shù)在超高層建筑施工中的整合應(yīng)用
2.1BIM
技術(shù)的特征BIM是建筑信息模型的簡稱,該技術(shù)的出現(xiàn),對建筑業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。BIM具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性以及優(yōu)化性等特點,可將其特征歸納為以下幾個方面:一是可使多個專業(yè)在同一個模型中協(xié)同工作;二是在模型中所有的信息之間存在相互關(guān)聯(lián)性;三是面向?qū)ο筮M行模型構(gòu)建。
2.2工程概況
某建筑工程位于該市經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)區(qū)中部,其中的B3#樓為綜合辦公樓,總建筑面積約為7.2萬m2,采用的是鋼混框架-鋼混核心筒結(jié)構(gòu)。該建筑地上41層,地下3層,總高度為178.9m,是非常典型的超高層建筑。為確保該建筑施工的順利進行,決定在施工過程中,對BIM技術(shù)進行運用。下面就此展開詳細論述。
2.3BIM技術(shù)在超高層施工中的整合運用
2.3.1在施工圖紙校核中的運用。BIM小組根據(jù)本工程的施工圖紙,對BIM模型進行創(chuàng)建,據(jù)此對土建施工與管線安裝進行碰撞檢測。在檢測過程中發(fā)現(xiàn),位于地下一層的噴淋管道與結(jié)構(gòu)梁之間發(fā)生碰撞,同時暖通空調(diào)系統(tǒng)中的風管也與結(jié)構(gòu)梁發(fā)生碰撞。BIM小組針對這一情況,提出優(yōu)化建議:對噴淋管道和風管的施工標高進行修改,解決碰撞問題。通過與設(shè)計單位進行協(xié)調(diào)后,對施工設(shè)計圖紙進行調(diào)整,消除了其中存在的碰撞問題,由此使得工程后續(xù)施工中的設(shè)計變更隨之減少。2.3.2在優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用。在本工程中,BIM小組針對一些復(fù)雜的空間區(qū)域和關(guān)鍵節(jié)點部位,運用BIM技術(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計,主要目的是對現(xiàn)場施工進行指導,確保施工有序進行。a.凈空高度優(yōu)化。通過對管線敷設(shè)路徑的優(yōu)化調(diào)整,并對管徑進行合理變徑,同時,對局部位置處的結(jié)構(gòu)梁進行優(yōu)化,從而使豎向凈空高度達到了業(yè)主的需要,也為施工創(chuàng)造了便利條件。b.管線綜合優(yōu)化。對BIM模型三維可視化的優(yōu)勢加以充分利用,結(jié)合豐富的現(xiàn)場施工經(jīng)驗,并在綜合考慮管線安裝順序及設(shè)備運輸?shù)纫蛩氐幕A(chǔ)上,對管線的排布進行優(yōu)化,以此來對現(xiàn)場施工作業(yè)進行指導。具體的優(yōu)化內(nèi)容如下:將給水管線與電纜橋架提升到同一個水平高度,按照規(guī)范標準中給出的安全距離,對二者進行分開布設(shè),對于垂直方向上的水管與橋架,后者布設(shè)在前者之上;在風管頂部位置處,預(yù)留出可供電纜橋架與水管轉(zhuǎn)彎的空間,通過協(xié)調(diào)布置,使有限的空間得到最大限度地利用,為管線施工提供了有利條件。c.設(shè)備用房布局優(yōu)化。借助BIM模型,對本工程中主要設(shè)備用房中的設(shè)備、管線和各種附屬構(gòu)件進行優(yōu)化布置,由此不但使設(shè)備用房的平面布局得到改善,而且還為施工提供了有利條件。2.3.3在技術(shù)交底中的應(yīng)用。BIM是一個非常龐大的信息模型,在BIM數(shù)據(jù)庫存儲著海量的信息,從這些信息中能夠快速提取出建筑工程中各個構(gòu)件的屬性情況,由此可使參與施工的人員更加全面地了解構(gòu)件的性質(zhì)、功能以及在結(jié)構(gòu)中的作用。不僅如此,將BIM模型與施工方案進行有機結(jié)合,能夠生成4D施工模擬,在此基礎(chǔ)上,可組織參與施工的人員,借助多媒體可視化的方式完成施工技術(shù)交底,由此可使所有的施工環(huán)節(jié)及細節(jié)全部直觀地呈現(xiàn)出來,這樣能夠使施工人員對作業(yè)過程有更加全面的了解,可以有效避免施工中各種問題的發(fā)生。如,在本工程中,模板搭設(shè)是一個重要的環(huán)節(jié),通過BIM技術(shù)構(gòu)建模板搭建模型,然后在技術(shù)交底時,讓施工人員對整個效果圖進行直觀觀看,不但提高了模板搭設(shè)的穩(wěn)定性,而且作業(yè)速度也隨之加快。除此之外,在腳手架等安裝工程的技術(shù)交底中,也可對BIM模型進行應(yīng)用。2.3.4在材料質(zhì)量管理中的應(yīng)用。對于超高層建筑而言,材料的質(zhì)量是重中之重,如果施工中使用的材料存在質(zhì)量問題,那么很可能引起無法控制的嚴重后果,輕則會影響到超高層建筑的結(jié)構(gòu)安全性和耐久性,從而導致使用壽命縮短,重則可能會使建筑在外力作用下,如風荷載、地震荷載等,出現(xiàn)傾倒。因此,必須對超高層建筑施工中的材料質(zhì)量管理予以高度重視。由于超高層建筑施工中使用的材料種類非常繁雜,如果采用傳統(tǒng)的質(zhì)量管理方法,會耗費大量的人力資源,并且工作效率較低。鑒于此,在本工程中,運用BIM技術(shù)構(gòu)建材料質(zhì)量管理模型,據(jù)此對進場材料的各項參數(shù)進行匯總,然后進行比對,確保材料與設(shè)計相吻合。同時,可將材料的合格證、質(zhì)檢報告等,通過電子掃描的方式制成圖片,輸入到BIM模型之中,體現(xiàn)在材料使用部位上,便于管理人員讀取,由此使材料質(zhì)量管理變得簡單方便。2.3.5在成本管理中的應(yīng)用。由于本項目是超高層建筑,施工成本相對較大。為此,在成本管理中對BIM技術(shù)進行應(yīng)用。具體做法如下:對成本進行核算的過程中,將工程量清單與BIM模型進行關(guān)聯(lián),在模型中使所有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件分別與具體的工程量數(shù)據(jù)相對應(yīng),據(jù)此可對實際收入進行快速核算。通過模型工程量及分包報量與合同中的價格進行一一對應(yīng),實現(xiàn)了對實際成本與預(yù)算成本的快速核算。基于這一前提,BIM模型便能夠根據(jù)時間對比,完成整個項目的核算成本情況分析。同時,還能對比分析某一個成本項目的成本核算情況,從而為項目的成本控制提供詳實可靠的依據(jù)。依托BIM技術(shù)使該項目的成本核算與成本分析的工作效率獲得進一步提升,也使成本得到了有效地控制。2.3.6在檢查驗收中的應(yīng)用。為確保超高層建筑的整體質(zhì)量,在施工中通常會實行檢查驗收制度,所有的施工過程均必須嚴格按照質(zhì)量標準的要求檢查驗收,發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題的工序,必須及時進行處理,否則不得進行下道工序施工。由于質(zhì)量檢查驗收的過程相對比較繁雜,并且任務(wù)較多,為提升工作效率,可對BIM技術(shù)進行運用,依托BIM數(shù)據(jù)庫,對檢查任務(wù)進行分解,然后進行層層落實,同時,將BIM模型與質(zhì)量標準相關(guān)聯(lián),這樣可以省去檢驗時攜帶圖紙及規(guī)范標準等資料的麻煩,只需要攜帶移動終端設(shè)備,便可快速完成質(zhì)檢驗收,并將結(jié)果進行記錄存檔,不僅減輕了工作量,而且還提高了工作效率,工程質(zhì)量也得到有效保障。
3結(jié)論
綜上所述,超高層建筑施工是一項復(fù)雜程度非常之高的工作,不但分部分項工程多,而且質(zhì)量標準也比較高,這在一定程度上增大了施工難度。為使超高層建筑施工順利進行,可對BIM技術(shù)進行合理運用。通過BIM模型的構(gòu)建,對施工中可能出現(xiàn)的問題進行優(yōu)化,由此不僅能夠提升工程質(zhì)量,而且還能加快施工進度。
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作者:牛鵬 程麗媛 馬豹 單位:中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司