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刘帮，中国管理科学研究院学术委员会特约研究员。中建四局贵州投资建设有限公司BIM中心主任，工程师。中国建筑学会工程建设学术委员会青年专家，浙江省建筑信息模型（BIM）服务中心科学技术委员会专家委员，山东省菏泽市BIM技术专家、重庆市BIM专家。发表专业性论文23篇，授权实用专利10项、受理发明专利2项；获得省部级工法2项、局级工法2项；获得局级科技奖2项。参编地方技术规范1项，主持编写省级协会技术规范1项，主持企业技术指南1项。组织参加BIM比赛22项斩获19项BIM大赛奖项。获首届工程建设行业“杰出科技青年”、中建四局“青年岗位能手”、中建四局“BIM能手”、“2019中国科技创新先进个人”等称号。
一、工程简介
该项目为房建项目，位于贵州省贵阳市，由于场地受限，场地地面标高为1051.00m～1079.36m，拟建场地工程环境较为复杂，边坡具有一定的放坡空间，高回填区无法完全放坡，需采用抗滑桩方案。具体支护形式抗滑桩+2道8束锚索+桩间板或挂网喷浆、300×300格构梁+4束锚索，同时1058.200m以上永久边坡采用C25混凝土面层，厚150mm。双层双向钢筋网Φ8@200。1058.200m以下临时边坡采用C20混凝土面层，厚100mm。单层双向钢筋网Φ8@200。
二、建模思路
首先按照创建土建模型的习惯，创建轴网和标高。这里的标高和房建标高有点区别，这里标高是采用不同防护结构类型进行设置。轴网以基坑不开挖基础为边界进行划分。这个边界是以地基最大的基础进行划分。这个主要是为了方便后续创建空心模型。
其次，创建好相关族，比如锚索、锚杆、钢筋网片、钢筋等一系列不方便建模的构件，均要通过族，来提前创建好。创建族后续还可以根据实际情况是否形成企业族库，方便类似项目直接插入使用。
然后，创建山体，确定相关构筑物的位置，从下而上创建。这里需要注意的是，如果基坑体量比较大，可以做段高程区域山体，然后在创建相应的支护结构。可以不将整个山体创建出来。只创建需要进行施工的部分山体。
最后，对结构进行定位，运用陈列、插入等操作将基坑模型完善。
图1 主要技术流程
三、建模操作流程
（1）标高和轴网，按照上述要求进行，轴网可以多设置，也可以在关键节点设置，但是标高这里建议根据支护形式进行设定。特别是辅助线，对于把握不准的距离均应该设置辅助线。在模型创建好后，辅助线是自动消失的，不会对模型产生任何影响，同时，这样到时方便查看和修改，也避免不同构筑物遮挡影响视图调整。
（2）族创建，这里以最复杂的锚索和框格梁进行说明。首先创建锚索，再创建混凝土结构。锚索采用拉伸命令进行创建就可以。这里需要注意的是角度和数量，角度要求在里面创建，数量从平面开始创建。然后对于盖帽、混凝土结构都可以进行拉伸创建，这里有时如果不方便查看，那就可以多创建几个视图。用不同的颜色来区分不同的构筑物。
而对于框格梁，这里就是先创建好混凝土框格梁，然后在创建锚杆，为什么要先创建混凝土框格梁，因为框格梁相交的位置，就是放置锚杆的位置，只要框格梁定位准确，那么锚杆位置也就准确。锚杆采用拉伸进行创建。框格梁混凝土结构是可以直接在项目中进行拉伸创建，而锚杆是需要另外创建公制常规模型才能创建完成。这里分别创建一方面是为了保证模型的准备率，另外一方面也是为了保证后续进行材质赋予的时候，可以保证材质的区别。这一点很重要，因为在出具效果图的时候，如果材质无法进行细分，那么效果图就会很差，看不清楚那个分布构件的装饰材质。所以这里是采用不同的方法进行创建。
图2 锚索平面图
图3 锚杆示意图
（1）附属设施创建，防撞护栏、防护棚等其他附属设施，这里采用两种方法进行创建，一种是在模型库里面查找类似的模型进行修改，不过在网上族库下载的模型会经常遇到参数化管理出现问题。很少能够找到完整一样的模型。这就有时候需要考虑第二种方法，自建族的方式进行模型创建。这里建议采用内建模型的方式进行创建，比较方便和简单。对于防护棚等临建设施建议采用草图大师进行创建，比较方便和快捷。内建族一般是选择常规模型进行创建，用内建族模型创建主要的作用在于模型融合度较好，因为该地基基础构件较多，如果采用外部结构，构件复杂容易造成软件卡顿，所以这里是采用内建模型进行创建。
（2）最后即是组装、放置结构模型，这里就需要从多个平面进行放置，放置完成后，还需要在三维视图里面查看该模型是否满足要求。如果不满足要求，则需要更进一步调整。在组装软件的时候需要注意，因为Revit无法对碰撞模型进行显示，所以在进行模型组合时只有通过不同的立面进行检查，这就对高程、尺寸标注要求特别高，特别要注意锚索插入土体长度和预应力张拉设备的尺寸，因为模型是针对施工阶段的模型，创建的BIM模型也是能够直接指导施工。
组装应先从正立面设置高程辅助线，然后从左到右设置高程辅助线，在三个界面检查完后，对于钢筋和内部锚索应采用创建剖面名单方式进行细部调整。在通过以上方法调整后，最后在三维模式进行调整，Revit提供几种显示样式进行查看，这里建议从外部到内部，一层一层的进行隐藏查看，每个查看的模型均设置为隐藏，方便查看后续模型，务必保证该模型准确。
图4 整体模型示意图
四、BIM技术应用
（1）三维交底
针对复杂节点模型，进行深入交底，可以从多个维度多个方面进行交底，同时，还可以导入现场APP，实时查看。相对于传统的施工技术交底，第一个就是不用采用传统的二维手段进行交底。第二个就是实时查看，比较方便，不在乎时间和地点在哪里都可以观看。第三个较少沟通存在的误处，不会出现词不达意，也不会出现指示不明的情况。
三维交底应用在施工阶段应用较多，也最贴切现场实际情况，特别在房建施工领域，涉及构件和结构较多，而且图纸比较复杂，通过三维技术交底大大减轻了工程技术人员识图看图存在的困难。
（2）材料
在项目实际施工中，材料是一个大问题，因为材料是时刻影响进度的，对于一名资深物资负责人，肯定会优先考虑材料进度。而通过BIM模型，则可以事先导出材料清单，知道基坑开挖有哪些材料，材料的数量是多少。这样能够给物资负责人一个比较实际的大局观，而不用在看图纸一遍一遍的进行计算。BIM模型创建好，材质也出来了。这就是非常方便的。
还有一个重点就是BIM模型都是含有数据的模型，鼠标点击模型就可以查看当前材料的种类和数量，在检查或者计划的时候军科院在电脑上查看，Revit可以根据工程实际情况出具各种材料单和领料单，完全可以满足现场实际施工情况。
（3）效果展示
Revit模型导入到Lumion中可以开展各项渲染、动画制作。通过FBX格式，信息丢失率比较低，而且还能对单独区域进行材质赋予。已经设计好的场景，可以制作为照片和动画，这里动画是可以放置车辆和行人，Lumion有一个十分强大的功能就是里面的动画都是可以进行运动的。在制作动画的时候，不仅仅是窗口在变化，而且里面的车辆和行人都可以按照设置好的运动轨迹进行运动。
通过Lumion可以对已经创建好的BIM模型进行多角度展示，在出具效果图和概念图时较好，而在施工阶段主要是用于建成效果图展示，通过改图可以直观的看出建成后的实际样子，在进行汇报、宣传时候很有作用。Revit和Lumion进行互导的时候，数据丢失很少且两者之间有多种格式可以互导，大大降低数据流失率，这也进一步的保障效果图质量。
图5 基坑模型Lumion展示
五、总结
本文以实际施工图纸进行模型创建和模型应用，整理出建模步骤和实际应用点。对每个建模注意事项和流程进行详细说明，基本上可以满足所有房建基坑建模要求，对建模后的施工应用点也进行详细的说明，该应用点均结合现场实际应用情况进行说明，是可以真正落实的应用，当然后面将会继续研究BIM技术在实际施工中具有与之特点相匹配的功能。也会根据项目的特点和业主要求进一步研究BIM技术在房建主体、机电等应用。
作者：刘帮、许敦悦、王璠、陶余兵、陈宽、王守钱
本文只代表作者观点，不代表中管院学术委观点
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