BIM技术在超高层建筑施工的整合应用

摘要：从超高层建筑施工的特点分析入手，依托工程实例，论述了BIM技术在超高层建筑施工中的整合应用。期望通过本文的研究能够对促进超高层建筑施工水平的提升有所帮助。

关键词：超高层建筑；BIM技术；施工

1超高层建筑施工的特点

我国现行的规范标准中，对超高层建筑进行了如下定义：层数超过40层，且高度超过100m的建筑。超高层建筑之所以能够在近些年获得快速发展，与其自身的优势关系密切，如采光好、节约用地等等。由于超高层体量大、层数多，从而给施工增添了一定的难度。超高层建筑的施工特点体现在三个方面，即大、高、多。

1.1工程量大

与高层建筑相比，超高层建筑的工程量是其两倍甚至三倍，在整个施工过层中，除了要使用大量的材料之外，还有各种施工机械设备，不仅采购量大，而且还要有充足的人力作为保障。

1.2工序多

在超高层建筑施工中，工序非常繁多，如地基土方开挖、桩基础、钢筋、模板、混凝土、给排水、电气安装等等。很多作业需要在高空完成，为保证施工过程的安全性，必须投入多种多样的安全防护设施。

1.3要求高

由于超高层建筑本身所具有的特殊性，从而使其对施工质量的要求非常高，除了防水、抗震之外，还要保证结构的稳定性。所以，几乎所有的施工都必须依据较高的标准来完成，一旦某个环节出现问题，都可能导致严重的后果。

2BIM技术在超高层建筑施工中的整合应用

2.1BIM

技术的特征BIM是建筑信息模型的简称，该技术的出现，对建筑业的发展起到了巨大的推动作用。BIM具有可视化、模拟性、协调性以及优化性等特点，可将其特征归纳为以下几个方面：一是可使多个专业在同一个模型中协同工作；二是在模型中所有的信息之间存在相互关联性；三是面向对象进行模型构建。

2.2工程概况

某建筑工程位于该市经济产业技术开发区中部，其中的B3#楼为综合办公楼，总建筑面积约为7.2万m2，采用的是钢混框架-钢混核心筒结构。该建筑地上41层，地下3层，总高度为178.9m，是非常典型的超高层建筑。为确保该建筑施工的顺利进行，决定在施工过程中，对BIM技术进行运用。下面就此展开详细论述。

2.3BIM技术在超高层施工中的整合运用

2.3.1在施工图纸校核中的运用。BIM小组根据本工程的施工图纸，对BIM模型进行创建，据此对土建施工与管线安装进行碰撞检测。在检测过程中发现，位于地下一层的喷淋管道与结构梁之间发生碰撞，同时暖通空调系统中的风管也与结构梁发生碰撞。BIM小组针对这一情况，提出优化建议：对喷淋管道和风管的施工标高进行修改，解决碰撞问题。通过与设计单位进行协调后，对施工设计图纸进行调整，消除了其中存在的碰撞问题，由此使得工程后续施工中的设计变更随之减少。2.3.2在优化设计中的应用。在本工程中，BIM小组针对一些复杂的空间区域和关键节点部位，运用BIM技术进行了优化设计，主要目的是对现场施工进行指导，确保施工有序进行。a.净空高度优化。通过对管线敷设路径的优化调整，并对管径进行合理变径，同时，对局部位置处的结构梁进行优化，从而使竖向净空高度达到了业主的需要，也为施工创造了便利条件。b.管线综合优化。对BIM模型三维可视化的优势加以充分利用，结合丰富的现场施工经验，并在综合考虑管线安装顺序及设备运输等因素的基础上，对管线的排布进行优化，以此来对现场施工作业进行指导。具体的优化内容如下：将给水管线与电缆桥架提升到同一个水平高度，按照规范标准中给出的安全距离，对二者进行分开布设，对于垂直方向上的水管与桥架，后者布设在前者之上；在风管顶部位置处，预留出可供电缆桥架与水管转弯的空间，通过协调布置，使有限的空间得到最大限度地利用，为管线施工提供了有利条件。c.设备用房布局优化。借助BIM模型，对本工程中主要设备用房中的设备、管线和各种附属构件进行优化布置，由此不但使设备用房的平面布局得到改善，而且还为施工提供了有利条件。2.3.3在技术交底中的应用。BIM是一个非常庞大的信息模型，在BIM数据库存储着海量的信息，从这些信息中能够快速提取出建筑工程中各个构件的属性情况，由此可使参与施工的人员更加全面地了解构件的性质、功能以及在结构中的作用。不仅如此，将BIM模型与施工方案进行有机结合，能够生成4D施工模拟，在此基础上，可组织参与施工的人员，借助多媒体可视化的方式完成施工技术交底，由此可使所有的施工环节及细节全部直观地呈现出来，这样能够使施工人员对作业过程有更加全面的了解，可以有效避免施工中各种问题的发生。如，在本工程中，模板搭设是一个重要的环节，通过BIM技术构建模板搭建模型，然后在技术交底时，让施工人员对整个效果图进行直观观看，不但提高了模板搭设的稳定性，而且作业速度也随之加快。除此之外，在脚手架等安装工程的技术交底中，也可对BIM模型进行应用。2.3.4在材料质量管理中的应用。对于超高层建筑而言，材料的质量是重中之重，如果施工中使用的材料存在质量问题，那么很可能引起无法控制的严重后果，轻则会影响到超高层建筑的结构安全性和耐久性，从而导致使用寿命缩短，重则可能会使建筑在外力作用下，如风荷载、地震荷载等，出现倾倒。因此，必须对超高层建筑施工中的材料质量管理予以高度重视。由于超高层建筑施工中使用的材料种类非常繁杂，如果采用传统的质量管理方法，会耗费大量的人力资源，并且工作效率较低。鉴于此，在本工程中，运用BIM技术构建材料质量管理模型，据此对进场材料的各项参数进行汇总，然后进行比对，确保材料与设计相吻合。同时，可将材料的合格证、质检报告等，通过电子扫描的方式制成图片，输入到BIM模型之中，体现在材料使用部位上，便于管理人员读取，由此使材料质量管理变得简单方便。2.3.5在成本管理中的应用。由于本项目是超高层建筑，施工成本相对较大。为此，在成本管理中对BIM技术进行应用。具体做法如下：对成本进行核算的过程中，将工程量清单与BIM模型进行关联，在模型中使所有的结构构件分别与具体的工程量数据相对应，据此可对实际收入进行快速核算。通过模型工程量及分包报量与合同中的价格进行一一对应，实现了对实际成本与预算成本的快速核算。基于这一前提，BIM模型便能够根据时间对比，完成整个项目的核算成本情况分析。同时，还能对比分析某一个成本项目的成本核算情况，从而为项目的成本控制提供详实可靠的依据。依托BIM技术使该项目的成本核算与成本分析的工作效率获得进一步提升，也使成本得到了有效地控制。2.3.6在检查验收中的应用。为确保超高层建筑的整体质量，在施工中通常会实行检查验收制度，所有的施工过程均必须严格按照质量标准的要求检查验收，发现存在质量问题的工序，必须及时进行处理，否则不得进行下道工序施工。由于质量检查验收的过程相对比较繁杂，并且任务较多，为提升工作效率，可对BIM技术进行运用，依托BIM数据库，对检查任务进行分解，然后进行层层落实，同时，将BIM模型与质量标准相关联，这样可以省去检验时携带图纸及规范标准等资料的麻烦，只需要携带移动终端设备，便可快速完成质检验收，并将结果进行记录存档，不仅减轻了工作量，而且还提高了工作效率，工程质量也得到有效保障。

3结论

综上所述，超高层建筑施工是一项复杂程度非常之高的工作，不但分部分项工程多，而且质量标准也比较高，这在一定程度上增大了施工难度。为使超高层建筑施工顺利进行，可对BIM技术进行合理运用。通过BIM模型的构建，对施工中可能出现的问题进行优化，由此不仅能够提升工程质量，而且还能加快施工进度。

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作者：牛鹏 程丽媛 马豹 单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司