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    三等獎

    BIM技術在土方工程計量上的研究與應用

    作者: 來源: 日期:2022/1/18 17:47:19 人氣:502

    --江蘇仁合中惠工程咨詢有限公司 BIM技術部 徐凱

    摘要:隨著建筑行業中BIM技術的不斷發展,采用BIM技術的工程項目也越來越多,BIM技術與造價相結合的應用逐步深入,對于BIM技術的應用受到越來越多的人的關注。本文對工程項目BIM技術在土方工程計量應用中從模型的創建、土方地形明細表、施工機械的確定、BIM模型工程量與造價計量的結合、BIM工程量對比差異分析五個方面,做了相應的應用和研究,并在此基礎上獲得了相應的成果,BIM技術能在指導施工的同時也可以校核造價的成果。


    關鍵詞:BIM技術;Revit;土方;工程計量


    引言

    目前建筑行業正面臨著數字化轉型的浪潮,國家和政府也正鼓勵企業積極地去做數字化轉型升級,同時各地方政府近期也出臺了一系列相關的支持政策,尤其是對BIM技術的應用與推廣。而對于建筑工程咨詢公司來說,對于新技術的應用和實施更是作為咨詢企業參與市場競爭的動力。

    本案例項目作為蘇州市2021年的重點財政項目,其中采用了不少建筑行業新技術的應用,例如智慧工地、裝配式的應用、BIM技術的應用等。

    針對我公司參與實施的蘇州市太湖新城醫院項目,BIM技術在其中發揮了重要的作用,并且在項目的概預算階段、過程跟蹤階段產生了很多BIM應用的價值。本人就對BIM技術在與工程造價結合的過程中的土方計量上的應用,簡單闡述項目實施的研究過程與應用成果。


    一、模型的分階段創建

    在模型創建階段,地勘地形數據設計院以二維圖紙給出,我們按設計所提供的400多個三維高程坐標點,在軟件中進行數據的導出與整理。然后將導出的地形數據導入Revit軟件,得到太湖醫院項目原始地形模型(如圖1所示)。再按實施情況分階段進行土方模型的調整與創建。

    首先按對土方的處理方案,對模型進行場地平整,將紅線范圍內場地整體平整至-1.400m的相對標高(如圖2所示)。再根據基坑圍護設計圖紙創建基坑支護模型,其中包括階段一的土方放坡、圍護樁、灌注樁、三道混凝土支撐等模型(如圖3所示),階段二的支撐及圍護的拆除、下沉庭院、鍋爐房與相關配套的土方開挖模型(如圖4所示)。根據不同階段細分模型場景,為施工方案模擬、土方工程量的計算打好基礎。同時也能利用模型將項目實施的各階段情況直觀體現給工程設計人員,進行下一步施工方案的決策與技術交底等相關工作。

    二、土方地形明細表

    模型創建完畢后,直接通過土方和基坑支護的模型得到地形明細表,在Revit軟件中設置我們需要的區域、階段名稱、挖方工程量、填方工程量、凈挖填工程量等字段。再將Revit軟件中的表格導出,得到挖填土方的工程量等相關數據(如圖5所示)。通過一系列的數據整理得到不同階段的土方明細表(如圖6所示)。土方明細表一方面可以作為造價預算中計算土方相關工程量的依據,另一方面也可以對項目的不同實施階段的土方成本控制起到指導作用。

    三、施工機械的確定

    基坑土方模型可以用于圍護階段施工方案的模擬、機械設備的進場、大型構件配件設備的吊裝等。例如來判斷確定施工塔吊的規格、數量與位置。在模型中合理布置塔吊的數量與位置,本項目根據模型經過分析判斷最終按塔吊規格臂長30m、數量8臺計入到預算中(如圖7所示)。為工程造價人員編制預算提供施工措施方案的依據。

    7 在模型中合理布置塔吊數量及位置

    同樣根據之前獲得的土方明細表中不同階段的土方工程量明細,去合理調配裝載機、挖掘機、渣土運輸車等土方大型機械設備。計算出不同階段需要的機械設備數量。減少人員窩工,機械設備的閑置等各種施工不利情況。從而控制施工成本,為項目創造最大收益。

    通過BIM模型也能論證施工方案的可行性,例如大型樁基設備的進場方案,醫院某些專用大型設備的吊裝方案等,通過模型以動畫形式表現出來。工程技術人員能直觀了解到方案的情況,可以直接在模型上進行方案的模擬,為方案技術交底等創造條件。

    四、BIM模型工程量同造價的結合

    由于該項目的造價咨詢工作是由多家單位合作進行,不同咨詢單位之間是需要互相復核對方的造價成果,在與其他造價咨詢公司核對預算成果的過程中,通過BIM技術發現了一些各自在土方工程計量過程中所存在的一些問題,并得以解決。

    1、從原始地面平整土方階段,參與編制預算的造價人員按傳統土方工程量計算方法計算到平均標高-1.400m。但根據地勘實際原始數據,實際場地地面存在高低不平,有挖有填的情況。不能簡單的通過平均高程點得到土方工程量,且得到的工程量僅為完成后的凈挖土方量,體現不出挖填土方的工程量分別是多少。但通過三維坐標點得出BIM模型數據土方工程量卻更為準確。通過數據核對最終采用了BIM模型工程量為最終預算工程量(如圖8、圖9所示)。


    9 從原始地形平整-1.4m土方挖填工程量

    2、而在對底板厚度的定義中造價相關人員未考慮底板保溫的厚度,故而漏算了保溫厚度部分的實際挖土體積,而BIM土方模型中可以對保溫厚度進行設置,BIM模型中實際體現了該部分工程量,避免預算中該部分挖土量的漏缺。起到了校核預算工程量的作用(如圖10所示)。

    10 模型底板厚度設置

    3、在土方量核對過程中,BIM模型所出的土方工程量同傳統算量軟件的土方量基本一致(廣聯達模型如圖11所示)。工程量差異率控制在3%以內,說明Revit模型不僅僅在實體項目上能與廣聯達等傳統計量軟件進行對比分析,部分非實體工程量也能與算量軟件相互檢驗。

    11 廣聯達土方模型

    五、BIM工程量對比差異分析

    通過BIM技術校核預算工程量,客觀上還是會存在一定差異,通過差異對比總結如下,計算規則的差異,傳統算量模型會按照國內清單規范計算規則自動扣減,而BIM清單明細表采用的是內置工程量統計方法,得到的工程量是凈量,按單個構件統計,并且BIM軟件本身只包含一個剪切功能(構件A和構件B的相互剪切關系,可隨時切換)。

    建模精度、構件分類不同,BIM模型的精度在設計階段一般只做到LOD300,但在工程量比對的過程中發現要滿足造價上工程量的計算在大部分專業上需要做到LOD400的模型,為此對模型上也進行了大量的補充調整以滿足工程量的比對。這塊偏差目前難以量化分析。

    人員專業素質,計算工程量的準確與否與軟件本身有關,同時還與算量人員的專業水平密不可分,建模人員的專業知識,識圖能力、軟件應用熟練程度,對計算工程量影響很大。

    六、結論

    通過對BIM模型在土方工程量計算上的應用,盡管目前在實際應用中還存在一定程度的差異與不足,但還是解決了實際土方工程量計算中可能會存在的一系列問題,協助了造價工程師各階段對土方工程量的復核工作,并驗算各指標數據滿足各項設計要求。為項目各參與方在工程土方上的決策提供指導性建議。也為后續BIM技術在工程建設的其他應用領域打下基礎。

    隨著BIM技術的不斷發展,在工程建設領域的不斷深入,越來越多的項目都采用到了BIM技術。同時項目各參與方對BIM技術解決項目實際問題也提出了更高的要求,需要我們去更深層次地去挖掘BIM技術在項目上的價值應用點,相信BIM技術在未來的發展會越來越好。


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