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基于BIM5D技术的现场整体布置优化设计刘昆

发表时间：2020/4/30 来源：《基层建设》2019年第33期作者：刘昆

[导读] 摘要：运用BIM5D技术，建立施工现场主体结构以及各种材料和机械的数字模型。

        中铁十四局集团建筑工程有限公司山东省济南市历下区 250000
        摘要：运用BIM5D技术，建立施工现场主体结构以及各种材料和机械的数字模型。实现了施工现场与虚拟化的数字模型相对应的施工过程。通过BIM5D软件调节各个关键节点的完成时间，达到施工计划与现场施工过程实时可视化。同时实现了材料和机械的数量及进场时间的控制，达到了资金的错峰使用的目的。
        关键词：BIM5D；数字模型；整体布置
        1. 工程概况
        本工程位于菏泽市北外环路与牡丹路交叉口西南位置。共有8栋住宅楼，均为钢筋混凝土剪力墙结构，1个地下车库，框架结构，总建筑面积316171.4㎡。其中1#、2#、3#、4#楼地上32层；5#、6#、7#、8#楼地上31层；主楼均地下2层；地下车库地下1层。
        2. 运用BIM5D软件模拟群塔方案
        本工程共有8栋住宅楼，每栋楼楼顶距离车库底106米，都有一台QTZ60塔吊配合施工，8台大臂长50米的塔吊同时运转，需要准确计算出每台塔吊之间的安装距离，以及每台塔吊的安装高度，避免塔吊之间相互碰撞。
        运用BIM5D软件为主楼和塔吊建立数字模型，可以清晰的模拟出施工现场主楼的施工进度，同时模拟每栋主楼的塔吊安装先后顺序，以及塔吊升节的时间。从而准确的模拟出群塔的进场时间，安装高度和拆除顺序，为现场提供了可视化的群塔方案。提前在BIM5D软件中预演群塔方案，也为后续塔吊的施工排除了安全隐患。

        3. 运用BIM5D技术合理布置现场道路与预埋管线
        进场道路需要提前考虑路面以下线管预埋的问题。主要是水管和电管，这些管道的管路与场区内道路容易发生各种冲突，往往解决的办法就是重新破开道路。预埋穿线管如果布置不当，容易造成水管被车辆碾压破损，以及电缆管压烂，造成漏电，严重时会造成施工现场大面积停电。影响现场施工和车辆的通行。如果降水管破裂，水流量较大，冲刷基坑边坡，会造成很大的经济损失，边坡不稳将会造成很大的安全隐患。
        因此在现场道路施工之前，应先将预埋管道和现场道路在BIM5D软件中建立数字模型，进行规划设计，不仅要考虑管线的平面位置，同时也要考虑到管线的高程，达到最优化的方案。既利于电缆线从场区道路下的预埋管穿出，以及降水管内的降水顺利流出，也不会影响车辆在场区内通行。
        4. 用BIM5D软件对降水井和沉淀池位置的优化设计
        在设计图纸《基坑边坡支护施工图》中降水井间距只有文字描述，具体位置还需要通过BIM5D软件布置，降水井沿基坑开口线外至少1米远。这样边坡挂网喷浆和降水管道支设互不冲突，同时工人对降水管路的维护也很方便。
        在BIM5D软件中建立降水井和沉淀池以及基坑边坡的数字模型。合理布置集水井沉淀池的位置和开挖顺序，避开道路和已有建筑。尽量避免离开口线太近，防止集水井漏水，致使基坑边坡失稳。沉淀池大小应通过BIM5D软件计算出集水井的单位时间排水量，合理选择降水管径，已最近的距离接入市政管网，减少大管径管道材料的浪费。
        5. 用BIM5D软件对边坡支护优化设计
        基坑边坡旁有一座2米高的小土地庙，因各种原因无法拆除或者迁走。这时需要改变开口线的位置避开土地庙，在开挖底口线不变的情况下只能调整边坡的坡度。通过测量仪器采集现有小土地庙周围的数据，并在BIM5D模型中建立土地庙以及车库外墙和支护边坡的数字模型。
        通过现有土地庙与边坡底口线之间的关系，模拟车库外墙的施工过程，避免因边坡坡度变化影响车库外墙的施工。以留出最小的施工空间为前提，重新计算出开口线的位置。及时反馈给施工人员指导现场机械施工。即保证了边坡支护的安全，又不耽误工期。

        6. 运用BIM5D软件模拟塔吊扶墙安装位置以及爬模预留孔位置
        塔吊是施工场地最为繁忙的大型机械，所以塔吊的安装位置非常重要，直接关系到进场材料装卸位置和堆放场地。在楼层间铝模以及爬摸外架的吊装过程中，如果超出塔吊吊装半径，会增加工人的劳动强度，也会影响工期。
        在BIM5D软件中建立爬架和塔吊的数字模型。爬架安装不能影响塔吊扶墙的安装，这就要求爬架的外架和塔吊中心的距离保持在3～4.5米。塔吊基础的中心位置和塔吊螺栓的预埋位置就需要提前计算出来，将来爬架的安装就不会受到影响。塔吊扶墙的安装也影响着爬架的升降。应在BIM5D软件中提前计算出塔吊扶墙的安装高度和安装位置，有利于预留出爬架的开孔位置，便于爬架的爬升和拆除。避免了塔吊和爬架安装时的冲突。减少了对主体结构不必要的破坏。

        7. 运用BIM5D软件模拟铝模和爬架进场时间和堆场位置
        由于主楼三层以上开始进入标准层，铝模开始组装。外爬架也是在三层以上开始安装，铝模进场时间早于爬架，而且进场之后组装比较慢，堆场面积较大，铝模和爬架先后进场，应提前规划好堆场位置，以免发生零件错乱摆放，对后期组装零部件造成不不必要的困难。
        运用BIM5D软件提前规划好铝模和爬架的进场时间以及堆场位置，铝模和爬架进场之后，按照各自的堆场位置摆放整齐，避免零件错乱摆放，为铝膜和爬架的组装做好了准备。与材料无序进场，零部件摆放混乱，相对比至少节约出一周至两周的时间。大大的提高了工作效率。
        8. 结束语
        施工现场的整体布置非常重要，需要综合考虑各种施工机具的运转，材料堆放以及使用的方便，施工现场的布置不是单一的某个大型机械或者道路的布置，而是整体布局，需要反复的优化设计。
        在BIM5D软件中，为现场主体结构以及各种机械、管线建立数字模型。同时进行综合布置，整体考虑，达到牵一发而动全身的效果，从而避免了场区内重复建设，以及各种机械相互干扰等不合理现象，甚至避免了许多安全隐患的发生。并且预先判断出机械和材料用量的高峰期，缓解了企业的资金压力。