首页 > 案例 > 龙信建设集团:南通市政务中心北侧停车综合楼项目BIM应用

一、工程概况

南通市政务中心北侧停车综合楼项目位于南通市政务中心北侧地块,洪江路以南,工农路以西交汇处,总建筑面积4.9万平方米。


该建筑是一栋总高度为60.3米的停车综合楼:地下两层汽车库,地上一层为大厅、厨房、餐厅,二至七层为汽车库,八层西侧为会议中心,东侧为汽车库,九至十六层为业务用房。


本项目采用预制装配式混凝土结构形式,在充分理解传统结构图的基础上,并考虑PC构件模具经济性、合理性的基础上,对传统图纸进行PC构件拆分。结合本工程的实际情况,在{(6~12)×(A~G)}轴线区间内,设计 2层结构平面以上,15层结构平面以下进行PC构件的拆分与设计;在{(1~5)×(A~G)}轴线区间范围里,设计2层结构平面以上,8层结构平面以下进行PC构件的拆分与设计。


二、项目难点

1.施工工期紧张,因此对各工序的合理搭接要求高。施工工期短阶段时间内资源投入大,对总承包商的管理、协调、组织能力要求较高。


2.场地狭小,现场平面布置困难大。因工期较紧,作业量比较大,特别是配套工程,对现场的布置要求比较高,应充分考虑施工机械设备、办公、道路、现场出入口、临时堆放场地等的优化合理布置。


3.预制装配特点,对施工工序要求高。本项目PC构件预制的特点决定了项目必须加强对构件预留预埋及施工工序的控制,这个过程将耗费大量的人力资源来控制构件的生产与安装


三、应用BIM技术的价值

1.提升项目管理效率


(1)建立BIM工作管理平台。为应对工程结构形式异形、施工工艺复杂及业主对施工工期的要求,本项目建立了基于BIM技术的管理协同平台。将创建好的BIM模型,上传到BIM平台中进行共享,实现多用户、多专业之间的高效协同。


(2)减少返工现象,节约成本与工期。利用BIM技术对复杂节点进行三维可视化交底、重点部位三维模型显示,做到可视化指导施工及利用三维模型对班组进行技术交底,提起发现并解决问题。


(3)加强过程控制,提高工程整体质量。利用BIM平台及数字化终端技术加强对现场施工质量的控制。


2.BIM技术助力项目实现六个一体化


(1)BIM助力设计标准化。将BIM技术应用于PC构件拆分设计、各专业间协同设计,提高设计效率。


(2)BIM助力工厂预制化。BIM技术助力于打通设计到施工阶段信息的传递,提高信息流通的准确性与效率,为PC构件准确生产提供有力的帮助。


(3)BIM助力现场装配化。利用BIM技术对PC构件吊装施工方案进行模拟,保证施工顺利进行。


(4)BIM助力施工、装修一体化。提前发现安装与土建装饰专业的碰撞问题,保证后期装饰工程顺利进行。


(5)BIM助力运营服务一体化。项目竣工后通过设备的提醒,上游设备查找技术为后期的运维提供数据的保证。二维码信息的应用使得设计、施工、运维形成有效机制的整体。


(6)BIM助力管理信息化。本项目采用的BIM技术使得工程顺利完成,使得多元化构件信息整合在一起,供各个参与方达到信息协同、共享;项目运用新中大综合管理信息平台对项目进行信息化管理。


具体细节如下图所示:



四、BIM协同平台搭建

1.施工方BIM解决方案


在BIM实施的过程中,各专业使用的BIM建模软件不尽相同,如何使各类BIM软件建立的模型集成并进行协同应用显得尤为重要。


本项目使用了鲁班BIM系统平台,平台提供了良好的数据互用性能,除了能够将鲁班土建、钢筋、安装软件建立的土建、钢筋、安装模型数据输入,还能够实现Tekla软件建立的PC构件钢筋模型和Revit软件建立的PC构件土建模型的导入。


对BIM模型数据进行分析利用同样是BIM平台的价值所在,本项目采用BIM平台能够提供施工项目进度、成本、质量、安全、资料等集成管理分析的能力。为BIM技术的成功应用奠定基础。


通过权限设置,施工企业的管理层、各条线、各岗位的人员都能通过相应的客户端(Luban BW、Luban MC、Luban BE或者iBan等)获取模型信息,协助管理决策,最大化BIM模型的价值。

 

施工BIM解决方案


2.基于BIM平台的多方协同机制


根据项目不同阶段,业主、监理、设计、施工、勘察、运维公司逐渐参与到项目BIM技术的应用,使项目从规划到运维的全寿命周期得以实现。



参与项目的各方


根据项目需求,由系统管理员为项目参见方创建账户,并根据角色设定权限,决定每个账户的使用权限,实现多方协同。

 

多方协同BIM平台 


五、BIM技术应用价值

1.项目实施标准


项目部针对BIM技术应用制定了专门的BIM实施方案。方案分为三部分,包含BIM建模标准、BIM应用标准及BIM交付标准。


BIM实施标准


2.基于可导入鲁班的Revit及Tekla建模标准


基于可导入鲁班的Revit建模标准从原点标高设置、构件命名的基本规定到具体构件类别选择、绘制方式、模型精度等方面约定了可导入鲁班软件的Revit及Tekla建模标准,从而实现更好的数据交互性能。


依据此标准建立的Revit及Tekla模型导入到鲁班BIM平台能够实现高达95%的数据转换效率。

 

基于可导入鲁班的Revit及Tekla建模标准


项目PBPS实施方案


本实施方案旨在提供PBPS项目实施的方法论和具体应用点,使合作双方项目团队抓住关键,明确项目实施路线图,制订出正确的配套制度和流程,可以提高双方团队协作效率,提升BIM实施成功率。


1.土建专业工程量计算


通过建立土建专业BIM模型,能够快速计算出工程量,生成工程量报表。

 

土建工程量计算


2.钢筋专业工程量计算


通过建立钢筋专业BIM模型,快速计算出钢筋工程量,生成工程量报表。

 

钢筋工程量计算


3.安装专业工程量计算


通过建立安装各专业BIM模型,快速计算出安装部分工程量。

 

安装专业BIM模型


4.施工区域划及分区提量


利用鲁班土建软件可以实现施工区域划分并进行分区域提取施工工程量。本项目基础层及地上、地下部分楼层施工段都划分为两段。分段统计施工材料用量如下表所示,确保施工过程中分区控制混凝土的工程量,同时在分包结算过程中也可以利用该功能进行量的统计。


基础施工段划分


多算对比分析


项目利用BIM平台进行了多算对比分析,以地下室混凝土用量对比分析为例进行说明。

 

1.计量依据


(1)理论数据:


利用鲁班MC系统,抽取混凝土工程量数据;


利用鲁班MC系统,抽取钢筋重量并换算为体积,再将此部分从混凝土理论量中扣除。


(2)实际数据:


项目部实际浇筑的混凝土量。


(3)施工偏差数据:


考虑现场施工与图纸之间存在偏差,因此进行了实地实量,采集了施工与图纸偏差部分混凝土量。


2.计量范围


本次计量范围是该项目基础分部工程浇筑混凝土量。包括满堂基础、承台、基础梁、集水井部分的工程量。

  

3.计量过程


(1)运用BIM平台,抽取MC系统中的混凝土量,如下表:



(2)运用鲁班BIM技术,抽取MC系统中钢筋重量,并转化为钢筋体积,如下表:



(3)现场实际采购混凝土量:3015m3。

 


4.分析及建议


(1)分析表如下:



(2)分析说明:


如上表所示,该项目基础分部工程第混凝土实际浇筑量比理论量用量少68.97m3。


此次底板浇筑混凝土量没有出现超量。


资源分析与控制


传统粗放式管理往往不能进行精确的资源分析,甚至是工程用量计划都需要手动来进行计算,这是导致数据不准确,控制不及时的重要原因。通过BIM平台来进行快速的数据提取与分析能够很好地提高工程管理效率。利用鲁班MC软件对土建及钢筋中主要消耗量进行分析,用相关数据指导施工现场材料备料、劳动力分配等。

 

资源分析


上图所示为利用MC客户端分析9月21日至9月30日之间的工程量消耗情况,并同时分析了工程变更前后的工程量变化情况。


措施项目工程量计算


通过建立措施项目BIM模型,快速计算措施项目工程量,生成工程量报表。

  

鲁班施工软件计算架手架工程量



鲁班土建软件计算临边防护栏杆工程量


BIM技术在管线综合中的应用


BIM技术在管线综合中的应用主要是通过鲁班安装与鲁班BIM works实现。安装管线综合优化排布设计,利用BIM技术检查管线之间的碰撞,对管线进行重新排布,这在二维图纸中是很难实现的。

 

土建安装专业协同


1.碰撞避让方案


针对各类碰撞情况,制定了碰撞避让方案,为后期管线综合优化提供依据。


(1)自动喷淋管线如与室内消火栓管线交叉时,室内消火栓管线避让自动喷淋管线。


碰撞避让方案--自动喷淋管线如与室内消火栓管线交叉


(2)给水、室内消火栓、喷淋管线安装时遇电桥架和暖通风管,均上翻。


碰撞避让方案--给水、室内消火栓、喷淋管线安装时遇电桥架和暖通风管


(3)桥架在上,水管在下,排列成上下两排。


碰撞避让方案:桥架在上,水管在下


2.碰撞检查


通过碰撞检查,发现并解决地下二层有效碰撞17处,地下一层有效碰撞25处。碰撞检查为项目预留洞提供了最终的依据。




3.方案对比分析

 


9层A轴/11轴处,风管与桥架发生碰撞,制定了两种优化方案进行对比分析。 


4.生成平面施工图


利用鲁班安装软件生成平面图功能,生成优化后安装各专业平面图,用以指导施工。

 

管线综合排布平面图1

 

管线综合排布平面图2


5.生成剖面图


利用鲁班安装软件生成剖面图功能,生成优化后复杂节点断面剖面图,用以指导施工。

 

地下二层节点示例

地下一层节点示例


预制装配混凝土(PC)构件BIM应用


1.PC构件拆分BIM模型




PC构件拆分BIM模型


2. PC构件碰撞检查


传统二维PC构件拆分不能很好地考虑构件之间的整体性,可能导致预制构件之间不能准确搭接。利用BIM技术能够充分考虑构件之间的整体性,发现PC构件之间存在的土建与钢筋碰撞问题。

 

PC构件土建模型碰撞检查


通过Tekla软件建立PC构件钢筋BIM模型,并进行碰撞检查,发现预制柱构件节点处钢筋套筒搭接错误、预制梁构件节点处钢筋排布碰撞问题。并与设计单位对接对钢筋碰撞问题进行了优化。


PC构件钢筋模型碰撞检查


3.生成碰撞检查报告


通过碰撞检查,发现PC构件土建及钢筋问题数量为22个,其中土建问题18个,钢筋问题6个。经与设计单位反馈,确定优化方案。


PC构件拆分模型碰撞检查报告


4.PC构件预留预埋校核


PC构件预留预埋校核是通过鲁班BIMworks平台来实现的。将安装专业管线综合优化后的模型与PC构件拆分模型进行碰撞检查,校核预留洞及预埋件位置。


通过碰撞检查,发现3-5F梁预留洞不合理问题2处,7F梁预留洞不合理问题5处、板预留洞不合理问题2处。



5.PC构件BIM应用流程


本项目制定了一套PC构件BIM应用流程,明确了PC建筑从深化设计到构件生产再到现场施工的工作内容。



6.PC构件吊装方案模拟


预制装配式建筑构件吊装方案对施工工序有很高的要求,构件吊装顺序出错会导致大量返工,造成工期和成本的增加。根据《标准层吊装循环工作计划》与《标准层预制柱、预制梁吊装顺序图》,在BIM模型中实现构件与时间尺度相关联,对PC构件吊装方案进行三维动态模拟。



7.支撑体系模拟


本项目支撑体系采用承插型、盘扣式钢管支架支撑体系,利用BIM技术对支撑体系的可行性及施工工艺进行了模拟,确保施工顺利进行。

 

支撑体系立面图三维模拟


现场施工图三维模拟


1.套筒注浆方案模拟


利用BIM技术对套筒注浆过程进行动态模拟,指导现场工人施工,提高工程实施效率。



2.砌体排布方案模拟


利用BIM软件的砌体排布功能,根据施工规范要求对砌体进行自动编号并统计施工用量,对减少现场二次搬运有很大的作用。



施工过程质量控制


1.基于BIM的质量控制流程


根据现场情况制定基于BIM技术的质量控制流程,通过BIM系统的协同共享机制将现场质量情况进行反馈。实现了管理人员与现场人员高效率的信息流通,及时对质量进行控制。定期召开的由项目部和现场技术人员共同参加的BIM例会及企业基础数据库构成了质量控制体系运行的协调机制,保证了质量管理体系的正常运行。

 

BIM质量控制流程图


2.质量标签制定

质量标签


质量标签分为质量通病、样板工程和技术复核三类。其中质量通病是施工中出现的各种质量问题;样板工程是指做法优良的工艺工法;技术复核指对重要施工方案进行现场跟踪复核。还可将不同类型质量标签配以其独有的颜色属性,方便管理人员进行质量问题的辨识及后期统计分析工作。


3.现场应用


按照流程将现场质量问题影像资料通过iBan客户端上传到鲁班BIM系统。并生成质量问题分析报告。通过BIM技术在施工质量控制中的应用,9月份共发现并控制质量问题共89个,有效控制项目施工质量。其中钢筋搭接质量问题数量最多,可作为下一阶段质量控制重点内容。 


BIM应用于现场施工


4.进度管理


基于 BIM 技术的计划进度与实际进度比对主要是通过方案进度计划和实际进度的比对,找出差异,分析原因,实现对项目进度的合理控制与优化。


本项目进度计划管控的实现,是通过将鲁班土建软件建立的BIM模型与项目Project进度计划相关联,实现项目5D层面的应用。使参建各方第一时间掌握项目动态,同时对施工组织设计的合理安排进行校核。


BIM与进度资源计划


本项目利用BIM技术明确各单项工程造价,同时结合项目进度计划及BIM模型,实现现场进度资源计划的编制工作,使项目验工月报有据可循,并实现了对项目进行挣值分析,实现对成本和进度的综合分析。


通过对项目9月份进度进行对比分析,发现项目实际进度快于计划进度,但现场质量、安全问题较为突出,后期整改将会照成成本和工期的大量消耗。经过甲方、监理、施工方研究一致决定,可以适当放慢施工进度,以此来保证施工质量。


5.安全管理


(1)基于BIM技术的安全控制流程


安全管控一直是现场重要的管理内容之一,但是传统管理方式存在执行力不够、信息传递效率等问题,造成了管理效率低的问题。BIM技术在项目中的应用有效提高了项目安全管理的效率。


本项目制定了基于BIM技术的安全管理流程,用以控制项目的安全问题。


(2)施工场地布置


南通市政务中心北侧停车综合楼项目场地狭小,为防止可能出现的安全问题,对现场的布置要求比较高。利用BIM技术在充分考虑施工机械设备、办公、道路、现场出入口、临时堆放场地等因素的基础上对现场进行了优化合理布置。


 


施工防护措施


1.临边防护措施


临边防护措施对施工技术人员的安全问题至关重要,但是现场往往会产生疏漏,临边防护措施往往不合规定。本项目应用BIM技术快速准确地定位出临边防护的位置,并进行方案模拟。

 

  

2.外防护架方案模拟


鉴于本项目建筑物外形比较简单,公司从安全、经济及施工方面考虑,研发了三角防护架,利用BIM技术对防护架施工方案进行了模拟,确保安全性。




3.现场动态监控


现场安全问题监控方式与质量控制过程类似,此处不再赘述。应用BIM平台,9月份共发现并控制安全问题共28个,有效控制项目施工安全问题。


 


4.运维管理


传统施工过程信息管理以纸质材料为主或则信息存储分散,很难实现运维阶段需求信息的有效传递。BIM技术能够提供信息分类管理平台,并实现信息向运维阶段的有效传递。




5.资料管理


在Luban BE平台中建立资料分类标准,对现场及竣工验收资料分类上传,便于管理。


项目过程资料与模型相关联,便于检索,提高利用效率。


项目目前已上传地基验收资料、验槽地基资料、防水卷材(质量验收、隐蔽验收)资料、钢筋原材料验收资料、钢筋加工质量验收资料、钢筋隐蔽验收资料、混凝土浇灌资料、混凝土质量验收资料、模板拆除验收资料等多达300份。

 



设备维护管理


设备维护是工程在运维阶段的重要事项,但是传统工程项目很难将施工过程中涉及到设备厂家、维护周期、使用方法等信息传递到运维阶段。


1.项目利用BIM平台将运维阶段所需要的信息与模型进行了挂接,实现运维阶段的高效性和标准化管理。


2.设备自动维护提醒,利用Luban BE平台内置功能设置设备到指定更换、维修时间自动提醒。



3.利用软件自动生成二维码信息张贴与设备上,后期只需简单扫描便可获取设备信息。 


设备维护提醒设置构件二维码信息输出。


BIM模型维护


1.BIM变更流程


接到设计变更单指令后,进行模型变更且保留变更前模型,并将设计变更单挂接到实体模型变更部位。共享模型,使施工现场以最快的速度接收到变更指令,三维模型也使得技术交底更清晰明了化。


2.BIM变更记录


项目BIM技术应用过程当中,难免会发生工程变更的问题,同时BIM模型也要进行相应的维护工作。在BIM模型维护过程当中会对每项变更都进行相应的记录,以保障模型与实际工程的一致性及后期的索赔签证配合。


3.变更方案对比分析


项目利用BIM技术提取数据便捷性对多数变更都进行了变更前后的方案比选及资源分析。下面举例说明。


结施01-桩位布置平面图中8轴/E轴处发生变更,增加一个桩位,且桩顶标高由-9.7m变更为-10.7m,桩长由44m变更为43m。通过BIM模型更快捷准确地进行方案与经济比选分析。




效益分析


南通市政务中心北侧停车综合楼项目自2015年5月份应用BIM技术以来,在整个实施过程当中,BIM实施团队完成了各专业BIM模型的建立,并借助鲁班BIM系统在整个施工阶段展开图纸问题审查、成本分析、质量安全管控等工作。据初步综合统计分析,目前施工至地上二层,最多可为项目节约资金近100万元。


本次定量的测算BIM价值主要从可度量的点出发进行计算,为了测算方便,会进行简单基数假设,例如普通人工250元/天,管理层一般计算800元/天【按照项目经理、技术总工、合约经理三个核心岗位平工资计算】,其他一般管理层按照500元/天,钢筋0.30w元/吨计算,砼按照400元/m计算,工期耽误按照3w/天计算【合同约定】。




结算漏项


1.主要指预埋管线加强钢筋10t;

2.结算漏项对比查漏钢筋90t;

3.砼对比表分析表明,差别甚小,未计算在内;

4.由此造成的人工节约10天人工。


成本分析(地下室部位)


1.主要对地下室部分柱梁节点混凝土浇筑施工进行了分析。地下两层,按一层节约30m测算,根据高标号理论为2*30=60m,按照理论测算大约超出20%,为此大致推算节约72m砼;


2.现场板筋、柱子等绑扎不合规范造成经济损失,利用BIM技术提前分析管控,板筋绑扎错误风险提示30t,剪力墙起步距离问题错误风险提示10t,共计节约钢筋40t;


3.减少返工:图纸问题检查带来的综合效益,200个图纸问题【实际超过】,按照每1个图纸问题节约0.25天人工,共计节约50人工。平均一个图纸问题节约钢材0.3t,砼0.3m,共计节约钢材60t、砼60m。


碰撞检查带来的综合效益,地下室部分发现并解决有效碰撞问题42处,若照成返工,按照每个碰撞需要3.5人工日,共可节约146人工日。


决策辅助


1.主要指砌体变更方案,砌体变更方案,按照原始工作模式大约需要20天完成【时间可能更长,甚至耽误决策关键时间】,BIM工作模式大约5天完成,节约15天工日;


2.梁加腋等方案应用项目的综合效益,梁加腋方案比选,传统方案大约需要6个工作日,BIM工作模式大约1天完成,节约人工5天;


协同管理


1.根据后台显示登录BE系统720次,MC系统168次,按照查阅数据60次节约6个人工计算,共计节约人工89个;


2.BIM资料70多份,按照查阅7份资料节约一天人工计算,约节约人工7天。


工作效率


1.主要指对合约部工作支持工作的量化分析、和数据支持力度;


2.完成近50份变更模型维护和对比分析,按照1份变更比传统模式节约0.5天的效率,大约节约人工25工日;


3.共计向合约部提交数据报告与报表20份,按照一份报表节约人工1个人日计算,共计节约20工日。


质量安全


主要指iBan移动应用综合效益分析,通过BIM移动移动端发现现场质量安全问题100多个,按照10个现场问题折合一个工日计算共计节约人工10多个。安全管理专职3人,通过BIM移动办公模式,让所有接触项目现场的人员【大约30个】都从事质量安全管理,相当于增加管理质量安全的人员数量,按照10个现场人员折算1个专职人员的计算模式相当于增加3个专职人员。


工程进度


主要指图纸问题检查带来的综合效益,200个图纸问题【实际超过】、按照80个图纸问题耽误1天共计计算,共计耽误工期2.5天。