中建三局:瑞立文化商业广场商住办

2015/11/14


  瑞立文化商业广场商住办项目,1栋37+2层的高层酒店办公商业综合体,总建筑面积7.1万m2。


  本建设工程项目的难点有:

  1.参建单位众多、总承包管理复杂;2.施工场地狭窄,平面规划和管理要求高;3.超大、超深基坑施工;4.对周边管线的保护;5.超高层垂直运输;6.超高层消防、安全;7.超大和超长地下结构防渗、防裂。

  因此,结合我公司多个项目成功应用BIM技术的经验,决定引进鲁班BIM技术参与整个施工全过程的管理。


  本项目中重点BIM技术应用项目有:

  1.图纸问题整理;2.工程量计算;3.混凝土和钢筋材料计划;4.碰撞检查;5.管线综合;6.砌体排布;7.下料加工;8.移动端质量、安全监控;9.漫游指导施工;10.高大支模查找;11.净高检查;12.预留洞口;13.进度管理;14.施工场布模拟施工;15.临边安全设施;16.视频监控与BIM模型对接;17.安全方案;18.资料档案挂接;19.竣工验收资料录入;20.设备养护提醒;21.二维码应用;22.施工措施模型的创建;22.实现施工措施的工程量计算。


  截止目前,本项目BIM技术应用已取得了良好的应用效益:

  1.解决了138个图纸设计错误问题;2.为二次结构变动提供主材消耗量,并且进行两算对比控制,与历史数据对比,核出材料4%左右;3.通过钢筋下料复核对比,节约钢筋2%以上;4.iban的移动应用,发现现场质量、安全隐患250多处,有效提供项目现场管理水平;5、发现结构重大设计错误3处,累计节约结构更正费用20余万……

 

  建设项目概况

  建设地点:上海市嘉定区安亭镇国际汽车城内

  建设单位:上海瑞立佳业房地产开发有限公司

  设计单位:同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司

  监理单位:上海一测建设咨询有限公司

  施工单位:中建三局集团有限公司(沪)


  采用BIM技术的原因


  1)工程功能划分复杂

  项目设计功能区复杂,工序繁杂。依靠传统的作业方式与技术手段,项目实施风险系数很高,必须综合运用现代化的项目管理技术,特别是高水准的BIM技术、信息系统、云计算等技术手段,才能保证项目高效率、高质量、低成本地运行。

  2)工期紧

  为了早日投入运营,项目工期比较紧张,如何在较短的工期内完成项目建造与交付运营,对项目参与任何一方都是巨大的挑战。有效控制工期的途径是更少的变更、更少的重复工作、更高效的协调、更高的生产效率。

  3)专业多,图纸问题多,易造成返工

  本项目机电安装专业复杂,专业多,管道设备错综复杂。如果依据以往的作业方式(二维蓝图交互、交底、审核),一是工作量巨大,二是图纸错误多且事前不易发现,无直观的资料做审查,易造成返工,成本增加。通过3D虚拟、碰撞检查,提前快速预见问题,及时沟通解决问题,有利于整体的控制项目实施风险。

  4)数据协同共享难

  各专业协同因为涉及的分支专业(系统)多,实施参与方也多、必然有庞大的信息量,协同共享历来是面临的重大难题。项目参与各方应在统一的信息共享平台、统一的BIM数据库系统、统一的流程框架下进行作业,才能高效协同。


  根据以往项目BIM应用成果统计分析表明:

  减少60%左右的现场返工情况;

  施工现场协同效率提升30%左右;

  质量安全管理能力加强;

  合理工期进度情况下,5%左右工程进度节省;

  详细、准确、结构化的工程竣工档案。

 

图:基于BIM项目管理


  部分BIM应用点


  图纸问题梳理:

  设计费用占造价总成本比例不高,而施工阶段的造价成本占工程成本的70%,一旦设计图纸完成,也就决定了施工总造价,设计质量的好坏将直接影响到项目的进度和质量,所以查找图纸问题非常关键。

  BIM模型的创建过程,也是图纸的梳理过程,可以在短时间内按照设计图快速建立模型,并且结合施工组织设计方案,及时发现设计图纸问题,并第一时间反馈给甲方、设计院进行修改。目前,通过前期BIM模型的创建,发现了大量的建筑、结构、机电各专业内及专业间综合的图纸问题,此类问题的提前解决将有利于工期的加快,施工质量的提高。

  本项目共发现并解决了138个图纸设计错误问题,预计节约40个工日、钢材39T、混凝土31m。


  工程量计算:

  利用BIM对建筑模型进行工程量计算,同样可通过生成明细表的方式进行幕墙、门窗等一系列数据计算,无论是计算的准确度还是速度传统计算方法错算、漏算的问题得到解决。


  混凝土和钢筋材料计划:

  通过BIM模型的管理,在日常的项目施工管理过程中,可以根据施工进度,对全过程的材料计划用量进行了提交,并可提供各分区详细的工程量数据,满足现场施工管理的需求。同时通过BIM软件MC系统的帐号分配使得项目管理人员可以时时的查询更新项目施工工程量数据,做到全过程的全员共享,从而达到项目成本管控的目的。

MC中查询钢筋计划用量


 

MC中查询混凝土计划用量

 

  精确统计项目人材机数据,及时有效组织施工资源:

  由于建立基于BIM的实际成本数据库,汇总分析能力大大加强,速度快,短周期成本分析不再困难,工作量小、效率高。比传统方法准确性大为提高。(及时提供人力、材料、机械设备)消耗。另外通过实际成本BIM模型,很容易检查出哪些项目还没有实际成本数据,监督各成本条线实时盘点,提供实际数据。可以多维度(时间、空间、WBS)汇总分析更多种类、更多统计分析条件的成本报表。并且在出现设计变更的时候,可以在短时间内,调整好变更量,依靠数据分析系统,快速分析出下一步需要的人材机资源计划,为项目部及时调整部署赢得宝贵的时间。

  本项目现场混凝土,钢筋、砌块等材料统计下料300余次,共计节省150个工日,钢筋150余吨,混凝土150余m。

图:利用BIM技术进行快速人材机分析


  取得的成果与效益分析:

  由于项目基本实现全专业的BIM建模,在工程量计算方面相比其他项目更具代表性,通过多方论证和课题研究,确定了BIM软件在工程量计算方面的实时性、时效性、准确性。更精确的进行了施工图预算及施工预算,为项目成本管理提供有力的依据。同时,将造价融入BIM技术,成功实现了项目实施的成本控制,降低了工程风险。

 

  碰撞检查:

  随着BIM技术的不断深入应用,发现使用BIM技术可以消除40%的预算外变更,通过及早发现和解决冲突可降低10%合同价格,而消除变更与返工的主要是基于BIM技术的碰撞检查。

  本项目共检查出碰撞566余处,考虑到一些实际情况,在实际施工过程中,会做变通处理,不会产生真正的碰撞,经过筛选后得出有效碰撞检测点56处,如果这些碰撞点没有及时提前的发现,等施工到这里的时候才发现这些问题,每个点经济损失至少上千元,50多个点的直接经济损失五万元以上。对整个地下室进行了方案优化,避免了大量的碰撞点,预计可产生效益30万元,节约时间40天。




  虚拟漫游,可视化交底:

  将优化好的各专业BIM模型上传到Luban BIM works软件,可以实现建筑物内部漫游,现场安装人员可以提前进入到‘施工’完毕后的建筑内部,身临其境的查看相关管线排布走向。

 

  BIM模型可以通过多种方式进行施工现场指导,帮助施工班组按照规范要求保质保量完成现场施工。在施工之前可以进行内部漫游,让工人直观查看施工完成前后的情况,提醒相关注意事项。复杂节点可以通过BIM模型,提供各专业平面图和剖面图,施工班组可以根据提供的图纸进行准确施工。


  净高检查:

  通过BIM多专业集成应用,查找楼层之间净高不足之处。避免工期延误,大幅度减少返工,改善工程质量,提前预见问题,减少危险因素,大幅提升工作效率。


  例如:


  位置控制标高:

  地下B2层标高控制最低位置为风管(机房门口)低标高2300mm,模型中为2400mm(含100mm完成面)。

  地下B1层标高控制最低位置为风管(机房门口)低标高2800mm,模型中为2900mm(含100mm完成面)。

  地上3层标高控制最低位置为风管(走廊)低标高2800mm,模型中为2900mm(含100mm完成面)。


  高大支模区域查找:

  通过鲁班土建软件中BIM应用里的高大支模查找命令于2015年9月7号完成并提供了《上海瑞立文化商业中心高大支模筛选》报告,将项目的高大支模区域以三维视图和节点详细备注两种形式详细的展现出来。降低了查找的难度,避免了人工查找易遗漏的问题。

图:高大支模区域查找报告(节选)


  BIM辅助质量管理安全管理:

  在该项目中采用移动终端(智能手机、平板电脑)采集现场数据,建立现场质量缺陷、安全风险、文明施工等数据资料,与BIM模型即时关联,方便施工中、竣工后的质量缺陷等数据的统计管理。经过严格筛选及确认被授权的管理人员通过BIM浏览器实时得到通知并查看。在安全、质量会议或者每周例会上统一讲解、统一解决,大大提高了工作效率,为班组进行绩效评估提供了重要的依据。


  有效实现全员参与安全质量管理:

  多参与单位的相关人员,如业主方监察人员、监理人员、施工单位施工员、安全员等都可以参与;缺陷问题的可视化;现场缺陷通过拍照来记录,一目了然;缺陷直接定位于BIM模型上;让管理者在办公室即可随时掌握现场的质量缺陷安全风险因素;有效的协同共享,提高各方的沟通效率;实施周期短,便于维护。


  临边防护、高大支模等方案进行模拟:

  由于安全隐患随实际施工进度不断变化,利用施工模拟,提前寻找安全隐患,提前预备所需安全设备和材料,令项目安全管理做到有的放矢。

 

图:手机APP应用客户端,及时发现现场质量、安全、文明施工等问题

 


  管线综合优化:

  利用各专业的BIM模型,进行碰撞检查,发现碰撞点后,到安装模型中,通过三维调整模型,调整完成后的模型,可导出二维平面图及生成剖面图,用于现场施工。在碰撞检查的前提下,结合施工工艺与管线排布原则进行管线综合优化排布。

  本项目管线综合优化方案共解决地库碰撞150余处,每处经济损失至少上千元,150多个点的直接经济损失15万元以上。

图:管线排布空间示意图(仅为示例)


 


  砌体排布,指导现场施工:

  通过鲁班施工软件中的砌体排布功能,给予现场可视化管控,提前预知所需材料,合理规划运输数量,减少二次倒运,增加施工质量、效率。

  项目现场对砌块材料统计下料共计200余次,平均每次查阅资料节省0.5个工日,共计节省100个工日。

 

图:现场砌体排布效果图


  钢筋下料,管控现场钢筋用量:

  项目建筑面积大,使用钢筋量巨大而且驳杂,为了更好的管控现场的钢筋用量,结合鲁班下料软件,通过三维模型对构件的配筋料单化,减少现场钢筋的少进、错进,避免因材料错乱而导致的工期延误。

图:钢筋料单(节选)


  

图:剪力墙水平钢筋排布测量


  进度计划,BIM系统远程管控:

  通过鲁班MC管理驾驶舱对比计划进度和实际进度,通过不同的颜色以及图标可以清晰的了解施工进度是否滞后或超前,以及对工程造价的影响,方便管理层对工程进度的实时把控。

  BIM技术使本项目不仅实现了BIM与进度计划的结合,同时还实现了BIM与成本的关联。通过对各单项工程的划分明确费用成本,同时结合进度计划,使项目实现了5D层面应用。

图:BIM驾驶舱(进度计划展现)


  通过对BIM技术的应用,更为直观的向管理层展示项目进展情况及成本,同时通过项目管理平台对计划与实际进行类比,对进度滞后已及费用超支提前预警,确保项目受控实现管理目标。


  施工场布模拟施工:

  基于建立好的BIM模型,对施工场地进行科学的三维立体规划,包括生活区、结构加工区、材料仓库、现场材料堆放场地、现场道路等的布置,可以直观的反映施工现场情况,减少施工用地、保证现场运输道路畅通、方便施工人员的管理,有效避免二次搬运及事故的发生。

图:施工场地布置图


图:现场材料堆放


  临边安全措施:

  根据建好的BIM模型,判断条件,自动生成临边洞口,指导安全防护。

 


图:现场临边支护


  视频监控与BIM模型对接:

  建筑行业的特点是分布广、工序多、周期长,要想保证施工的安全和质量,必要的监管是必不可少的。然而,近年来随着工程建设规模的快速增长,监管的力量越来越显得难以支撑。利用BIM模型和现场的监控系统结合,为通过视频进行远程验收提供了有力的支持。

  安全方案:

  为确保场地内施工道路行人和车辆的安全,预防物体打击事故,拟沿各侧道路和工地内有危险的路段及通道口等地,拟建安全方案并采取措施。

 

图:项目安全方案

图:安全方案内容(节选)


  资料档案挂接、竣工验收资料录入:

  BIM技术项目协同管理平台,可将施工管理中、项目竣工和运维阶段需要的资料档案(包括施工班组成员信息、验收单、合格证、检验报告、工作清单、设计变更单等)等列入BIM模型中,实现资料的可追溯性,一旦发生问题,可以在协同管理平台上直接调取与该构件相关的设计、施工、验收、运维等相关问题,及时定位问题发生的位置、分析问题原因,实现问题的可追溯性、责任的明确性,减少扯不清的情况,从技术上实现工程质量的终身责任制,也提升了施工单位责任心。

  质量追溯就是在生产过程中,每完成一个重要工序,都记录该工序相关的重要信息,如操作者姓名、时间、情况分析,验收报告等,形成完整的质量档案,后续可查。

图:工程资料录入


  设备养护提醒:

  建造阶段完成的BIM模型中含有大量的数据信息,我们可以将这一成果传递至运维阶段,使运维阶段的相关人员任意的调取这些信息。利用Luban BE中的设备提醒功能,将维护、运营信息赋予具体的构件,并在需要维护或者设备到期之前,以邮件的形式通知相关人员,及时做好维护、更新工作。 

图:设备提醒设置


  二维码应用:

  利用BIM系统平台,在BIM模型中赋予管线二维码信息,利用打印机打印出二维码标签,贴于现场相应构件上,利用移动设备二维码扫描功能即可身在现场实时查询构件定位、材质信息等,大型项目模型中所以构件均可导出二维码信息。

图:系统生成构件二维码信息图:手机扫描二维码查看信息


  施工措施模型的创建:

  基于建立好的BIM模型,对脚手架、塔吊等措施模型进行科学的三维立体规划,可以直观的反映构件信息。

图:脚手架、塔吊布置图

图:脚手架细部构造


  施工措施模型的工程量计算:

  通过施工措施模型的建立,对脚手架出量计算,便于现场的材料管控,减少不必要的支出;

 

图:脚手架工程量报表


  应用成效

  BIM技术在项目上的应用使工程项目各管理条线可以快速、准确的获取工程管理所需的各种基础数据,为项目的决策给予巨大帮助。另一方面,项目各管理条线的协同、共享、合作效率进一步提高。BIM 7D关联数据库为项目工程进度保证,工程成本控制,工程难点提前反映等提供了帮助。另外,BIM技术、互联网技术、云技术的结合同样使总部决策者与项目部的信息对称,可以及时、准确的确定指令,减少了沟通的成本,实现项目精细化管理,成就了企业与项目部的双赢。

  本项目实现了全过程的精细化管理和绿色节能减排,其中包括提供量、价结算控制线以减少算漏算错算,提供多专业碰撞检查报告,全过程三算对比,虚拟化施工流程减少施工差错,材料采购指导和限额领料流程实施,钢筋下料的优化,实时进度控制,资料库存档支持等。除此之外,使总部拥有企业级的项目群集中管理能力,提升各条线共享、协同效率。

  在项目级,BIM技术的全面应用给项目的精细化管理带来质的飞跃,特别是在材料控制上大大提升了对进出库材料的管理,统一进行限额领料,避免材料的浪费和减少二次搬运的费用。在设计图纸检查方面,BIM技术也发挥着非常大的作用,多专业之间发现的碰撞点总共107处,在施工前得到这些信息很好的避免了在施工过程中发生的材料和工期的损失,通过鲁班BIM的虚拟施工指导,在三维以及动画模式下进行交底,即直观又非常便于理解,提高交底效率,减少因交底不明确所产生的做错而返工的现象。在工程实施的全过程中,利用BIM技术,利用构件级的基础数据,进行三算对比,及时查找出工程实施过程中所发生的问题,合理科学的管控住成本。

  在企业级,通过BIM系统的部署,使企业总部有了掌控项目的能力。上下级获取数据的能力对等,而且总部可以随时随地地查看各个项目部工程的基础数据,实现快速协同和精细化管理。

  在经济效益上,通过引入BIM技术,提升了精细化管理的能力。传统的项目管理,有预算员分析计算数据,数据在计算稿上,要花很长时间才能出来一些汇总数,数据粒度、数据及时性、短周期多维度方面都难以满足项目全过程精细化管理的需要。BIM数据库的创建完全改变了这一现状、通过建立7D关联数据库,引发项目管理革命性的进步:支撑项目各条线及时准确获取管理所需数据,数据粒度达到构件级;全企业范围内快速统计分析管理所需数据,实现单项目和多项目的多算对比;实现各管理部门对各项目基础数据的协同和共享;大大加强总部对各项目的掌控能力;为ERP提供准确基础数据,提升ERP系统价值。

  在社会环境上,BIM虚拟施工技术的应用在很多方面为绿色建造提供技术支撑。利用BIM创建好的模型可自动检查分析碰撞情况,甚至是软碰撞情况,提供碰撞报告,从根本上杜绝因设计原因引发的资源浪费、能耗和工期损失。再者,利用BIM技术,进行精确断料、装饰块体的排版、模板的木工翻样,进行优化下料,可大量减少废料与材料损耗。虚拟施工技术模拟施工实景对现场布置进行优化,对合理使用场地,提高了施工机械的使用率,降低材料的二次搬运费用提供技术支持。

在安全管理上,通过应用BIM虚拟施工技术建立安全文明及绿色施工标准可视化模块,以生动形象的三维动态视频对建筑施工从业人员进行各施工阶段安全规范操作教育、培训并指导施工现场实务操作,大大提升了施工人员安全教育培训效果和操作业务技能,做到本位安全,加上运用鲁班iBan移动应用实时了解现场情况,大大曾强了控制手段,较传统管理模式,安全事故费用降低了53%。


  价值评估

  本工程地下室的管线非常复杂,如果没有BIM技术提供技术支撑,仅返工和二次开洞的时间就会占整个工期的很大一部分。BIM技术给地下室管线做了碰撞检查之后,对碰撞点进行人为干预和修复,每个碰撞点都生成一个具体位置和碰撞原因,做到了早发现早解决。让原本需要大量时间的工作缩小到了一天就能够完成。并且为施工单位节省了不小的资源。


  如需本项目BIM应用完整成果报告请加QQ2885032126索取。


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