图文详解装配式建筑BIM技术应用

一、项目概况

毓秀雅苑项目总建筑面积269588.64平方米，由20栋住宅楼、6栋附属楼、1栋幼儿园组成。高层住宅楼均采用装配式混凝土剪力墙结构体系，预制装配率为64.2%，现阶段为合肥市建筑产业化装配率最高的项目之一，被列为2019年安徽省建筑产业化示范项目。

二、软硬件配

三、BIM技术应用

1、基于BIM的深化设计

1.1 BIM模型创建

利用Autodesk Revit软件创建本项目单体及整体BIM模型，共创建主楼、地库、机电、PC等BIM模型。

1.2 图纸问题排查

基于项目BIM模型对图纸设计中存在的问题进行检查，共计排查地下车库人防区、非人防区、PC、机电安装等图纸问题600余处。

1.3 PC深化设计

基于BIM技术，对PC构件进行深化设计，提前解决PC构件在施工过程中可能会出现的问题，优化构配件合理排布，深化设计完成后输出施工图纸，用于PC构件生产及现场施工，有效提高施工效率，减少返工损失，节省工期。

1.3.1 预制飘窗墙厚度及飘窗板深化设计

本项目3种户型20栋主楼26类预制飘窗墙内叶板厚度由原设计200mm厚，优化为100mm厚，既节省了混凝土用量，又减轻了构件自重，方便后期吊装施工。该项深化设计成果产生的直接经济效益约300万元。

预制飘窗墙处飘窗底板拆分优化，此飘窗板窗下墙为现浇结构，为避免飘窗底板及窗下墙模板无法安装施工，将该预制飘窗墙二次拆分优化，飘窗底板单独预制。

1.3.2 预制外墙外叶板深化设计

本项目A+B3、B1+B2户型15栋主楼楼梯间处24类预制外墙、12类预制PCF板在PC结构施工图中含保温板与建筑设计不符，经深化设计取消外叶板。该项深化设计成果产生的直接经济效益约440万元。

1.3.3 人货电梯处预制外墙深化设计

根据人货电梯安装部位的结构特点，与设计方沟通后，将原预制外墙板预留窗洞口尺寸调整为1800mm×2400mm，以满足人货电梯安装。待人货电梯拆除后，再进行砌筑留出原窗洞口。

1.3.4 预制墙板预埋管线深化设计

预制墙板预埋管线深化设计时，依据 PC 标准层水电点位图、标准层机电安装施工图；综合考虑预埋线盒、给排水系统、强弱电系统预埋管线的合理性，将同回路管线并线优化。

本项目3种户型20栋主楼预制外墙板114类、预制内墙板65类，通过预埋管线深化设计，不仅解决了预埋线盒遗漏、水电点位错误等问题，更减少了预埋管线的使用量，仅此一项为项目节约成本约50余万元。

1.3.5 叠合板预埋管线深化设计

本项目叠合板现浇层设计厚度80mm，板面双向C8钢筋，预埋管线直径25mm，保护层15mm，预埋管线敷设交叉重叠若超过3层管线，则80mm厚现浇层无法满足现场施工要求。深化设计后预埋管线敷设重叠不超过2层，保证现浇层厚度满足钢筋布置、预埋管线敷设等现场施工要求。

1.3.6 PC深化设计出图

深化设计设计完成后，利用BIM模型输出预制墙板、预制叠合板深化设计施工图45份，用于PC构件生产加工及现场施工。

1.4 机电深化设计

1.4.1 基于BIM的多专业协调

基于BIM技术的可协调性，整合机电安装各专业BIM模型，对各专业间的错、漏、碰、缺等问题进行直观的审阅，并进行有效的协调综合，减少不合理变更方案及问题变更方案。

1.4.2 基于BIM的碰撞检测

利用BIM碰撞检测功能，对土建及机电安装各专业BIM模型进行整合并进行碰撞检测，通过碰撞检测共发现结构与机电、机电各专业之间的碰撞点650余处。

1.4.3 基于BIM的管线综合排布

通过管线综合排布可以使各系统管线在建筑空间上占有合理的位置，满足各专业安装要求。通过管线综合排布优化，共解决硬性碰撞点400余处。

1.4.4 基于BIM的通过性检查

利用BIM模型及软件模拟建筑物的三维空间，通过漫游、动画的形式，发现不易察觉的设计缺陷或设备安装运输路线可行性等，及时作出调整。

1.4.5 基于BIM的管综出图

建筑专业BIM模型与机电各专业BIM模型整合，各专业管线综合排布优化后，经业主、设计、监理、总包等项目各参与方确认无误后，生成机电安装单专业及多专业综合施工图。通过地库各专业整合BIM模型，共输出机电安装各专业平面图、剖面图等40余份，用于指导现场机电安装专业施工。

2、基于BIM的施工技术应用

2.1 基于BIM的三维场布优化

2.1.1 办公区三维场布优化

根据现场场地特点，利用BIM模型建立场地环境模型；依据项目规模以及相关需求，对办公区、生活区进行布置规划，满足办公及生活临时设施布置。

2.1.2 施工区三维场布优化

主体施工阶段施工场地整体规划，将临时设施等载入场地模型中进行动态模拟，确保各施工道路、PC堆场、钢筋加工棚、木工加工棚等位置的合理性，保证现场施工平面布置的最优化。

2.2 基于BIM的施工组织优化

2.2.1 塔吊及人货电梯布置优化

对主楼垂直运输机械布置进行模拟与优化，综合考虑塔吊、人货电梯扶墙点位置选择等，最终确定群塔及人货电梯布置定位，生成平面布置图，用于指导施工。

群塔及人货电梯布置定位最终确定后，生成平面布置图，再由项目测量员计算坐标信息，确保无误后，用于指导现场测量放线，塔吊基础施工，塔吊及人货电梯安装施工。

为避免群塔作业发生塔吊碰撞现象，对所有楼栋20台塔吊安装高度进行模拟与优化，相临塔吊安装高度错开10～20米，经项目各参与方讨论确定后，统计各台塔吊安装高度，用于现场塔吊安装高度控制。

2.2.2 预制构件堆场模拟优化

施工现场共20栋主楼，每栋楼规划300平方米左右预制构件堆场，合理规划预制墙板、叠合板、预制阳台等不同预制构件的堆放方式及位置，有效利用预制构件堆场的规划面积。

2.2.3 生成项目总体场布平面图

利用Autodesk Revit软件将地库、主楼及优化后的塔吊、人货电梯、钢筋加工棚、木工加工棚、PC构件堆场、施工道路等各单体BIM模型进行整合，并生成施工场地布置总平面图，用于指导现场施工。

2.3 基于BIM的施工方案优化

2.3.1 外挂架施工方案优化

依据外挂架布置图及大样图，创建外挂架BIM模型，并与主楼PC模型整合，对外挂架布置方案进行三维模拟，共优化节点与排布方案20余处，有效避免在施工中出现外挂架安装冲突及未闭合等问题。

2.3.2 现浇节点模板施工方案优化

依据装配式楼层现浇节点模板施工方案，创建现浇节点模板族及整体BIM模型，并对装配式楼层现浇节点模板施工方案进行三维模拟及优化。

装配式楼层现浇节点模板优化完成后，利用BIM模型生成现浇节点模板布置图及钢背楞加工图，共生成3种户型平面布置图，246种型号钢背楞加工大样图，用于指导现场施工。

2.3.2 标准层内支撑施工方案优化

依据装配式楼层内支撑体系施工方案，创内支撑体系族及整体BIM模型，并对内支撑体系施工方案进行三维模拟及优化。

BIM模型输出内支撑体系布置图，用于指导施工。

2.3.3 PC构件运输模拟

模拟PC构件运输车辆在城市道路上的PC构件运输状况，规划大型PC构件运输线路；在施工现场内，运输车辆沿规划的环形PC构件运输道路，将PC构件运输到指定的PC构件堆场。

2.3.4 PC构件吊装模拟与优化

PC构件吊装模拟——依据PC构件吊装施工方案，对PC构件吊装施工进行三维动画模拟，用以指导PC构件吊装施工，使PC构件吊装施工安全有序进行，保证施工质量。

PC构件吊装顺序优化——通过PC构件吊装模拟，对PC构件吊装顺序进行优化，共优化本项目3种户型标准层7种大类427个PC构件的吊装批次及吊装顺序。

3、基于BIM的施工管理应用

3.1 BIM+智慧工地平台应用

智慧工地平台应用，直观呈现项目概况及人员、进度、质量、安全等关键指标，项目情况一目了然。

3.2 施工进度管控

施工进度管控——在智慧工地平台中录入计划施工进度，同时录入实际施工进度。通过二者对比分析，可以发现在施工过程中影响施工进度的因素，及时作出调整，确保施工进度。

3.3 质量安全管控

质量安全管控——利用移动端BIM软件采集现场质量、安全等隐患影像资料上传至智慧工地平台，发现问题及时整改，保证施工质量，杜绝安全隐患。

3.4 实名制管理

施工人员实名制管控——智能门禁系统与智慧工地平台关联，劳务人员刷卡入场。实时监控场内劳务用工情况，以便灵活调整。

3.5 基于BIM的物料管理

BIM模型结合现场实际施工情况，通过BIM数据系统精确制定相关材料计划，并按照不同阶段输出相应工程量，方便现场快速、精准提取所需的数据。

4、基于BIM的创新应用

4.1 基于BIM的多方协调管理

4.1.1 基于BIM的多方施工图会审

以BIM三维模型为沟通媒介，业主、设计、监理、总包、PC构件供应商等各项目参与方，在施工图会审过程中，对图纸设计问题进行逐个评审并提出修改意见，极大地提高沟通效率。

4.1.2 基于BIM的施工技术交底

利用BIM模型对施工班组进行三维可视化技术交底，对施工细节进行展示，使管理人员及施工人员更好的理解工程做法，提高工程施工质量。

4.2 BIM+VR虚拟实现

BIM模型+VR技术，施工场地布置、地库管线综合排布VR漫游，为体验者提供身临其境的视觉、空间感受；VR安全教育，不同场景安全事故体验，增强劳务人员的安全防范意识，杜绝安全事故发生。

4.3 二维码应用

利用二维码信息技术，每一个PC构件出厂时均粘贴唯一二维码，管理人员及施工人员只需简单扫描便可获取PC构件从生产至现场吊装施工全过程的相关信息，为现场施工提供指导。

5、BIM人才储备

毓秀雅苑项目累计组织BIM技术培训120余人次。8人报名参加并顺利通过BIM技能等级考试，获得中国建设教育协会颁发的《BIM技能应用等级证书》。

6、BIM应用效益