BIM技术助力大型建筑群体数字化协同管理

图6-23　三通道与公共区的关系

世博B地块公共区基坑维护团队与业主有BIM服务协议,三个连通道本不在服务范围内,但是因为其项目特点,有一定的设计难度,为了提高连通道设计质量,在设计全过程采用了BIM技术,并与地下公共区的现成BIM模型相结合。在设计过程中,全程应用BIM技术,项目的设计师由两部分组成:结构设计人员与BIM设计人员,其中的BIM设计人员也是由专业的结构工程师担任,两部分人员同步开展设计工作,边做方案边构建三维模型,供设计、校核、审核人员逐步校核,专业与BIM结合,直观清晰。如图6-23所示,橙色区域为三通道与共同沟的新建模型,其他模型为世博B地块地下公共区与基坑围护结构现有模型。

BIM技术在通道项目设计阶段的应用包括以下四点。

1.可视化设计,规避设计盲点

在设计初期,应用BIM模型推敲设计方案的合理性,控制连通道与共同沟之间的空间定位。设计过程随时可以调出相应的三维截图,向业主与专家汇报方案,论证可行性,保证沟通过程中信息顺畅表达。2#通道与地下公共区衔接,这两个部分是由不同分院设计,但是在一个模型里面协同创建,在互相提资时不仅是传统的二维图,还相当于附带了BIM模型,避免设计交互中的信息传递错误,如图6-24所示。

图6-24　2#通道方案设计阶段模型

2.减少设计变更,提高出图准确性

在结构设计与BIM设计相互交流沟通的过程中,发现部分结构标高、尺寸等不一致,及时与结构设计沟通,保证设计图纸的准确性。例如,在通道围护结构建模过程中,发现围护桩在图纸上的标注尺寸与实际模型显示尺寸不一致,后与设计人员沟通才得知在新一轮方案调整后忘记将围护结构尺寸更改,若不及时发现问题,可能会导致实际围护桩数量与设计图纸提供的工程量不符合,将引起工程造价的不同。此外,栈桥暗梁、悬吊梁的尺寸前后矛盾,顶板标高不一致等一些细小问题,在BIM设计与二维设计的校核过程中都能及时发现并纠正,减少设计图纸的变更次数,提高出图质量(图6-25、图6-26)。

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图6-25　校核标高

图6-26　施工图精度的三通道与共同沟

3.体现设计细节,优化设计方案

在2#通道的共同沟处,最初的方案为围护结构不封闭,设计人员研究认为可以通过MJS桩斜打,来减小未封闭空间的大小,通过BIM模型印证后,清楚反映出斜打桩的最小长度以及平面位置;同时,发现还存在部分未封闭空间,项目负责人就根据未封闭空间的大小,设计出合理的“增加竖向钢围檩+钢横列板”的方案,确保基坑开挖的安全性。

在设计评审前,项目负责人要求BIM设计人员须一同前往评审现场,原因就在于此工程设计方案较为复杂,二维图和效果图不能完全展示共同沟处的空间形态,只能依靠BIM模型来展示。在设计评审中,与会专家首先对设计方能够应用BIM技术解决共同沟未封闭的难题表示肯定和表扬,但因该工程安全等级较高,共同沟内管线较重要,一旦施工保障措施不到位出现变形过大将会导致基坑失稳和共同沟开裂等严重后果,基于此,专家认为原方案围护结构存在较大的风险,建议与相关单位协商,通过BIM技术再次优化设计方案,可在共同沟处将围护结构封闭起来。最后,通过反复沟通和验证,重新设计新的围护方案,降低了工程的风险,推动了工程的顺利实施(图6-27)。

图6-27　共同沟与地道横剖面关系图

4.高精度BIM模型,贯通设计施工

设计方将完全达到施工深度的BIM模型交付施工单位,顺利实现工程BIM信息的有效传递与过度。通过后期相互配合与方案讨论,施工方在原有静态模型的基础上,预演了整个工程的施工动态模拟并合理安排好实施工期,保证施工进度可控。

本研究与生产实践紧密结合,总结了BIM设计和施工模拟方法,具有可实施性和可操作性,做到了产研用一体化。