1

项目概况

1、项目基本信息

天投国际商务中心二期项目位于国家级新区天府新区秦皇寺中央商务区的核心区域，成都市天府新区天府大道南二段与广州路东段交汇处。

建设地南侧为鹿溪河湿地公园，西侧为公园绿地，东侧为西博城，北侧为商业服务设施用地。项目包括两栋超高层建筑、裙楼商业以及公园绿地,净用地面积约为47375.84㎡，总建筑面积约31万平方米，主要功能为商业、餐饮及办公。

B栋超高层地下4层，地上55层，建筑总高度268.4米；C栋超高层地下4层、地上38层，建筑总高度197.6米，塔楼结构形式采用钢管混凝土柱-型钢梁-钢筋混凝土核心筒。项目开工时间为2017年3月20日，计划竣工时间为2021年5月28日，总工期1530日历天，由中建一局集团第五建筑有限公司承建。

天投国际商务中心二期项目效果图

2、项目难点

本项目体量大，预计产生垃圾量较多，每万平方米预计产生274吨垃圾，当地环保要求很高。

科技部“十三五” 国家重点专项《绿色建筑及建筑工业化》（研究领域：“建筑信息化”）的研究，其中有一个重点项目，研究任务是“绿色施工与智慧建造关键技术研究与示范”，具体规定的研究内容：

施工现场固废减排、回收与循环利用技术研究与示范” 课题，由中建一局牵头开展研究工作，天投项目作为此研究的落地示范工程之一。

3、应用目标

项目通过BIM手段辅助进行垃圾源头减量化处理，从源头减少垃圾的产生，并必须取得显著的效果。

2

BIM应用方案

1、应用内容

基于BIM技术的施工现场固体废弃物源头减量化，从设计优化、设计深化、精准投料、永临结合、精细化管理等方面入手以BIM技术为辅助手段，在建筑固废产生的源头上将其最大限度地减量化，确保工程项目的内部循环，减少需要进入垃圾处理系统的建筑固体废弃物。

2、应用方案的确定

（1）设计优化：在设计阶段结构形式未确定之前，提前开展减量化备选结构方案的BIM建模和算量，辅助业主确定方案。

（2）设计深化：在设计阶段，运用BIM软件提前建立直观的虚拟模型，提前发现并给出解决方案，避免施工时的拆改。同时在深化过程中优化资源配置，最大限度避免资源的浪费和固体废弃物的产生。

（3）精准投料：BIM辅助土方平衡、混凝土用量控制、钢筋用量控制、钢结构用量控制、砌块用量控制、机电管线损耗控制、周转材料损耗控制。

（4）永临结合：工程施工中临时设施的安拆过程不仅浪费施工资源，也会产生施工废弃物。永临结合是节约能源、减少现场垃圾固废、提高生产资源利用率的有效措施。

本工程的永临结合规划的方向是在成品得以保护的基础上，最大限度地利用永久设施作为临时设施。

（5）精细化管理：通过基础BIM技术应用、智慧工地平台、固废管控平台等管理手段结合在一起，推动绿色施工、节能减排、精细化施工管理等目的。

3

BIM实施过程

1、实施准备

（1）组建BIM部分专项工作组：组建固废减量化专项工作组，以保证管理效果,达到BIM辅助固废减排的最终目的。

固废减量化专项工作组

（2）相关示范策划方案的论证：该工程编制了BIM实施方案，其中对BIM辅助固废减排的相关技术研究进行了内容规划。

BIM辅助固废减排相关技术研究内容规划

2、实施过程

（1）设计优化：项目前期积极参与到结构选型的工作中，经过提前开展BIM建模和算量，最终确定本工程结构形式为钢管混凝土柱-混凝土核心筒-钢梁与压型钢板组合楼盖。

BIM配合设计优化：结构选型方案

此方案外框钢结构各构件不需要设置模板及支撑体系，相对于常规结构形式节省了大量模板、木方、钢管等措施材料投入，同时节约了相应模板及支撑体系的搭拆人工，而且该结构形式施工简单，节约工期。

（2）设计深化

设计深化出图流程

①依据初版设计方案，创建BIM模型，进行管线综合，调整各专业之间碰撞问题，进一步提出图纸及模型问题，形成问题报告，联合设计会审解决问题。

标准层按区域进行楼层划分，各区域的控高对业主进行报审，对重点区域进行图文说明及控高分析。对局部突破控高要求的地方，先与设计进行沟通，在依然无法满足控高要求的情况下对业主进行局部点位控高说明。

控高说明

②机电深化经过多次审核，最终实现可指导施工的高精度模型。

一次深化：保证管综排布在控高范围内，排布美观，保证功能。

二次深化：优化各系统的排版，考虑综合支吊架深化，保温间距，冷桥木间距。

三次深化：合理的排布优化队伍施工顺序，避免窝工；配合精装修考虑吊顶及灯具安装。确保深化图纸精准下料实现“零返工”。

对深化完成的模型进行二维CAD出控高图、平面图、剖面图，送审。

地下一层深化展示

③深化电子版图纸，经过三方进行确认，最终出具具有施工依据的签字蓝图。

④深化设计的应用：机电深化模型定位预留洞口，利用剖面进行表达，导出模型墙体预留孔洞图，进行构造柱深化和复核。

机电深化模型定位预留洞口

⑤深化设计的应用：技术部根据机电孔洞位置与原设计图纸构造柱点位进行深化，调整位置，最终出发放分包的二次结构施工图。

根据机电孔洞位置与原设计图纸构造柱点位

进行深化调整

（3）精准投料：

①土方平衡：利用各阶段场地BIM模型，策划绿地公园区域和商业办公区域土方填挖平衡。绿地公园区开挖的土方，通过方量的匹配计算，与施工进度的合理安排，用于商业区的肥槽回填中，在实际进度中，土方开挖后直接用于肥槽回填，精简了原进度计划中土方外运、专用场地存储、土方外购等环节，减少土方损耗7%左右。

BIM配合土方平衡：不同区域土方填挖平衡

②混凝土用量控制：利用广联达算量软件建立了混凝土、钢筋结构模型。每次混凝土浇筑前，依托计量模型分层或分流水段对混凝土和钢筋的工程量进行提取，在原有混凝土工程量基础上扣减钢筋所占体积得到混凝土净量。

钢筋和混凝土模型

③钢筋用量控制：首先根据施工图纸进行精细化建模，将模型导入到软件后，软件通过分析后可提供多种钢筋优化方案，项目可根据实际原材定尺尺寸等情况选取更加适合工程的下料方案，下料过程中产生的剩余短料软件可智能分配到其他可以使用的部位，极大程度上地减少废料的产生。

第一步：先把云翻样做好的建模文件导入现场管理软件。

第二步：软件会根据钢筋定尺长度组合，生成3种方案供我们选择

第三步：选择好原材使用方案之后，软件会自动优化剩余短料的合理使用部位。

④钢结构控制：钢结构通过X-STEEL建模、展开放样、导入Auto-CAD、数控排版、沿重合圆弧线切割钢板，将原始整板切割浪费边角余料改进为放样连续切割，有效减少废料，降低原材料损耗。

钢柱变径部位使用X-STEEL建模圆锥台，导出独立构件细部构件图，再展开平面放样得到制作下料的尺寸图纸，指导制作施工。

⑤砌块用量控制：砌体施工在二次结构阶段产生大量碎砖、废砖，为了实现对砌筑工程源头的节能减排，本项目在二次结构施工之前利用BIM三维软件进行深化设计。通过BIM软件将砌筑模型建立后，软件自带的排砖功能可智能生成最优排砖方案，现场操作人员可根据方案进行精准投料，合理切砖与排布，控制二次结构砌筑材料的损耗,减少了废料的产生。

砌块用量控制

⑥机电管线损耗控制：机电管线施工损耗现状：技术方案本身造成的设计、施工损耗：2%~35%；非设计变更导致的缺漏整改：5%~15%。

在施工图确认后，采用基于Revit的机电管件的加工组合优选插件，将正负许可误差与废料误差输入到三维模型中，该插件可根据施工流水段，快速、多维度（按系统、按区域）选定精细化切割内容；可根据工艺要求、标准规范限定、材料定尺情况，通过参数设置，进行更匹配现场实际的基于项目特异性的定制化切割；可对切割余料，进行智能重组并优化已有切割方案，从源头减少机电管线余废料。

管件精细化切割

⑦模架用量控制：

配模优化：根据工程施工部署，按照施工流水段，选择最优配模方案。从整板使用率最高，精细化切割等方面进行优化，完成模板加工的智能放样，直接生产配模图及模板切割图。尽可能减少不能周转的细碎模板，减少施工现场模板废弃物产生。

模板支撑优化：按模板支撑的种类和施工工艺，提供多种支撑形式、支撑材料、参数、地区的选项，模板支撑施工设计与排布时，可以按工程实际情况进行选择，符合相关规范要求，按照施工流水段进行施工设计与自动排布，以产生切割量最少，选择最优方案。

智能快速建模：图纸导入软件后，软件可自动识别标注，完成快速建模，局部仍可进行手动修改。

流水段配模配架：软件可按预定的流水段进行配模，并按要求进行智能周转。

自动分类提料：软件中可输入实际使用架管规格尺寸，软件可智能组合生成各类规格材料用量，精确输出需求计划。

经过公园区域地下室的试点应用，模板实际损耗率控制在了7.3%左右，虽然与深化设计理论值5.3%尚存差距，但项目经过精心设计优化以及现场严格控制已远低于行业施工中平均损耗率15%。显著减少了周转材料的损耗，减少了固体废弃物的产生。

支撑体系三维图

（4）永临结合：为节约成本，利用BIM模型策划部分正式工程消防管道用作临时工程消防和施工生产用水管道，利用正式工程消防水箱用作临时工程临时消防水箱，同时设置临时用消防水泵及临时用消火栓，达到永临结合的目的，最终避免资源浪费。

（5）精细化管理：

①基础BIM技术应用：广联达BIM5D平台移动端、PC端应用，斑马梦龙进度计划管理、质量工艺样板、安全交底等BIM可视化过程管理应用；

②智慧工地平台：精细化的施工管理也需要智慧化的协同管理工具，项目引入广联达智慧工地平台系统，致力于打造智慧工地。该系统包含数字工地、质安管理、环境监测、BIM数据等内容，同时为企业提供了项目远程管控看板功能。

进度管理：实时动态更新项目生产进度管理目标执行情况，网络计划、形象进度、产值进度等，辅助管理人员科学决策。

经营管理：集成项目管理主要经营数据，动态展示项目二次经营情况、资金收付情况以及项目盈亏状况，并以图表形式直观呈现。管理人员可清晰掌握项目经营情况，做好过程管控，提高项目利润。

环境监测：监测现场的扬尘、气象、噪声情况，以报表、图标的方式检索查看响应历史记录。

5D生产：根据项目里程碑、形象进度、总体劳动力、材料、设备、每周派发任务完成情况的统计，进行5D生产协同管理。

数字工地：针对现场塔吊、视频监控、地磅进行实时监控和数据分析。

质量管理：通过手机端现场检查、整改、通知、回复和复查，同时掌握项目部各关键部位实测实量情况。

安全管理：针对安全检查、整改、复查管理，并进行数据统计分析。

物料管理：通过软硬结合，借助互联网手段，实现物料现场验收环节全方位管控。更实现了固体废弃物的承重统计。

③固废管控平台：利用研发的BIM固废综合管控平台，以电子报表的形式，进行实时固废数据上传，联动BIM模型产生的设计工程量快速统计，进行固废分析，预测最终固废产生量，为固废管控提供数据支撑。

4

BIM应用效果总结

1、效果总结

对设计深化措施的落实让本工程在高效利用施工资源方面和从施工源头控制固体废弃物的产生方面取得了良好的效果。

高深度模型的建立让本工程提前发现并解决了很多问题，工程开工三年来未出现因节点或控高等原因产生的变更，通过采用基于Revit的机电管件的加工组合优选插件，管道废料损耗率由传统设计施工中的5%的损耗率控制到了1%以内，固体废弃物减少26.4吨，与传统切割方式相比，很好地达到节约材料、减少固体废弃物的产生、降低成本的目的。

本工程对以上几个方面施工组织优化措施的使用取得了良好的效果，共减少施工废弃物2339.58吨，其中钢筋的优化措施节约材料642吨，减少钢筋废料约50%，混凝土损耗率降低至0.6%，减少废料1420.53吨，铝膜爬模的使用，提高了施工效率和结构成型质量，模板废弃物产生量减少60.05吨，实际损耗率仅为8.2%，远低于行业15%左右的损耗率；废砖、碎砖等砌块类废弃物产生量减少了217吨，实际综合损耗率仅为1.8%。

2、方法总结

本项目通过固废减量化的BIM应用，总结了一些方法。

（1）方案先行：在固废减量化课题方案中，我们做了详细的BIM应用策划以保证应用点顺利、有序、高效进行。

（2）组织保障：人员、分工、软硬件等缺一不可，本项目BIM工作站不同专业人员齐备，软硬件配备合理，给后续的BIM应用提供扎实的技术基础和条件。

（3）开放思路：本项目以固废减排为目标，明确BIM应用方向，灵活运用模型，开放思路，使传统应用真正贴近项目实际，为项目所用。

（编辑：奚雅青）