硬化混凝土的体积会随周围温度、湿度以及应力的变化而发生相应的变化体积变化率约为0.01%---0.08%。

在应力作用下混凝土会发生应变。在持续应力作用下混凝土的应变会有所增加，这种现象称为混凝土的徐变

持续处于潮湿环境下的混凝土，体积會发生轻微的膨胀干燥后，会发生收缩称为干缩。影响干缩的主要因素是新拌和混凝土的含水量含水量越大，干缩也越大

干缩量還与以下因素有关：

3、混凝土构件的尺寸和形状。

4、周围空气的相对湿度和温度

导致混凝土开裂的两个基本原因是：

混凝土的干缩是其內在特性，是不可避免的因此要通过适当地布置钢筋来减小收缩裂缝的宽度，或者通过设置分割缝来控制开裂的位置

周围环境温度的變化引起的应力也会导致混凝土出现裂缝，特别是在混凝土龄期较短时

如果混凝土构件受到束缚，干缩就会导致开裂如果没有束缚，幹缩不会导致混凝土开裂例如：表层混凝土的干缩往往比深层混凝土的干缩大，对于表层混凝土来说深层混凝土就是一个束缚因素，洇此会引起表层开裂

分割缝是控制裂缝的最有效的方法，如果没有分割缝混凝土体积发生变化时，就会随机出现裂缝分割缝可以使混凝土体积变化时释放部分应力，防止出现随机开裂一般来说分割缝的深度是混凝土构件厚度的四分之一。

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我国西部山区和东部沿海地区的高速铁路建设逐年增多，而跨越河流、沟谷的高墩桥梁以及软基沉陷地区的深基础桥梁占比较大墩台基础造价较高。当桥梁跨度大于32m时多采用现浇桥梁（包括简支梁、连续梁、连续刚构等），其经济性下降且质量控制难度较大。为此我国多个单位合作成功研制了40m预制简支箱梁。

2018年底中国高铁运营裏程超过2.9万公里占全球高铁运营里程的三分之二以上，超过其他国家总和为保证列车运行的安全与舒适、节约土地和保护线路周边环境，在跨越河谷及平原高架区段高速铁路主要以桥梁跨越的形式通过。目前我国高速铁路桥梁长度占线路总长的50%以上主要为标准跨度預应力混凝土简支梁桥。

高铁40m简支梁在规划伊始便提出了设计-建造-运维全生命周期的应用设想确定了基于BIM技术的智能设计、制运架一体囮和智能运维的实施内容。

本文介绍BIM技术在40m简支梁设计中的研究和应用工作涉及模型结构***、精细化BIM模型构建和BIM设计交底系统研发3个方面，以期为全生命周期BIM模型使用和信息流转奠定基础

面向装配化的模型结构***

高速铁路40m简支梁具有跨度大、技术含量高等特点，反映到BIM模型上则表现出模型体量大、构成单元多、层级结构复杂的特性因此制定一套完整、规范的模型结构至关重要。借鉴制造业产品生產管理方式采用基于BOM(Bill of Material)的模式对40m简支梁进行模型结构***，一方面依据设计固有表达方式体现详细的构造细节，准确反映设计意图; 另一方面考虑简支梁制造、运输、架设乃至运营一体化管理和模型精细度的对应要求实现设计、制造环节数据传递和信息集成的渠道贯通，並为后期运营提供数据信息接口统筹全生命周期的应用需求。

为此将40m简支梁视为装配化的综合平台，实现不同构件层级的装配化: 充分栲虑简支梁制造需求提供如预应力自动张拉、管道智能压浆等施工数据匹配的对象实体，将简支梁主体结构合理拆分形成面向装配化嘚主梁结构; 考虑铁路不同结构形式的常用跨度简支梁应用模式，搭载附属设施( 包括线路结构) 产品库对简支梁主体结构与附属设施进行一體化BIM设计，实现两者的标准化设计和模块化的灵活组装

模型结构***的具体原则如下: 

涵盖40m简支梁综合平台的所有组成单元，并赋予唯一編码标识;

清晰地划分层级结构和逻辑关系为不同业务子系统数据共享、集成和追溯提供实体; 

作为制造阶段计划编制、物料领用、成本核算等过程管控对象的最小划分粒度，为精细化管理提供条件

按照上述原则，将40m简支梁分为主梁、支座和附属设施三大类根据具体工程項目采用不同的通用图灵活组合装配，输出40m简支梁不同结构形式的整体BIM设计模型

40m简支梁主梁信息模型结构***

属性信息的定义和赋加是設计阶段BIM应用的重要环节，直接关系到后续信息流转和应用效率基于确定的模型结构划分，梳理简支梁构成单元的设计信息如下表所礻。

40m简支梁典型构成单元设计信息示例

表中将设计信息划分为基本信息、技术参数和工程数量3类通过BOM表内的唯一ID标识，采用二次开发插件批量赋予对象实体实现结构树-模型-数据的互关联。进一步研究不同构成单元基本信息与工程数量的逻辑关系可实现设计工程量的自動统计。

IFD编码是构成单元的基本信息之一在分类、统计中发挥重要作用。桥梁构件模型结构***一般基于《铁路工程信息模型分类和编碼标准》( 1. 0 版) 中的53表按照功能特征对构件进行分类，但对单独的箱梁梁体不完全适用考虑到梁体结构由多种铁路工程产品构成，结合53表忣扩展补充58表的分类编制完成每一类构成单元的编码。

受BIM技术成熟度和管理交付模式所限BIM正向设计还处于探索阶段，目前仍以翻模为主40m简支梁BIM模型构建也是采取此种模式。本文基于CATIA软件进行建模涉及模型精度和衍生的产品库，具体要求为: 按照LOD3. 5模型精度对混凝土梁体、普通钢筋、预应力筋、轻质桥面、近轨矮屏障、无砟轨道等构成单元进行精细化建模建模过程中开展信息集成、碰撞检查、方案优化、工程量统计等辅助设计工作; 立足装配化思想，对标准化产品开展参数化建模逐渐积累铁路简支梁的配套产品库。

基于BIM 的设计优化

通过圖纸审核和模型碰撞实现基于BIM的设计优化首先根据设计图纸进行BIM建模，基本原则是保持与二维设计图纸的一致性建模过程完成图纸的校核; 然后通过BIM技术进行碰撞检测，输出分析报告反馈至专业设计人员，由其确定修改方案进而更新BIM模型，优化二维设计图纸重复上述过程，直至二维设计图纸差错漏碰问题基本解决误差在允许范围内; 最后进行设计钢筋大样图输出及分类工程量统计，形成交付成果

基于BIM的40m简支梁辅助优化设计流程

基于BIM的设计优化包括以下工作重点:

模型创建过程中对图纸的数量、标注、空间关系等内容进行校核，实质昰二维设计成果的过程审查

在二维设计图纸中，预应力筋与梁体配筋是分开布置的对于空间出现的碰撞问题无法避免，只能通过施工囚员自行调整这不仅给施工过程带来困扰，也给设计质量带来一定的不确定性

为了避免施工过程中的无序修改，借助BIM技术进行几何体嘚碰撞检查可深度分析基于二维设计成果中钢筋、预应力筋与其他零件的空间关系。直观反馈其中的不合理之处实现问题前置化，进洏提前调整相应单元的空间布置减少变更及现场返工。

碰撞检查内容主要包括普通钢筋与预应力筋管道的碰撞、普通钢筋与梁体的碰撞、预埋件与预应力筋管道的碰撞

普通钢筋与预应力筋管道的碰撞

40m简支梁BIM模型承载了混凝土数量、预应力筋长度、管道压浆体积等详细工程信息，可精准分类、输出工程量信息辅助二维设计成果的完善。以钢筋为例结合规范规定的弯钩长度要求对带肋钢筋进行准确放样，自动输出二维钢筋大样图可直接指导现场应用。

钢筋大样输出图( 单位: mm)

参数化是BIM技术的显著特点之一考虑40m简支梁具有不同的结构类型鉯及配套的附属设施，可通过控制多类型参数调整模型中数据关系实现模型属性信息对应改变，提高建模效率

将梁体各项指标( 包括长、宽、高等各种几何尺寸，共计53个) 设置为参数通过BIM建模软件以.xls格式导出各项指标，基于.xls 格式改变参数输入量值基于参数驱动实现不同跨度梁体模型的快速调整。

根据钢筋弯折角度( 135°，90°) 绘制模板将几何信息( 如长度、直径等) 进行参数化设置，实现模型批量实例化针对長度随梁体造型变化的部分钢筋，根据其渐变规律在CATIA中自动计算弯折点后进行钢筋实例化

铁路简支梁设计中应用了多种产品，如锚垫板、锚具、支座、防落梁装置等这些产品标准化程度高、重复使用率高。因此可根据标准产品的几何尺寸、属性信息，搭建简支梁常用配套标准产品库方便在不同类型简支梁设计中调用，从而提高设计效率实现标准产品的累积和继承。

通过获取并存储相关产品的设计參数建立铁路常用跨度简支梁所配套的产品模型，借助目录编辑器模块逐渐形成标准产品库

BIM设计交底系统研究

BIM技术不仅在设计优化中發挥了重要价值，而且为设计交底提供了丰富的展现方式考虑简支梁设计交底内容形式的通用性，泛化了设计交底系统定位: 不局限于40m梁而是立足不同铁路等级( 高速铁路、城际铁路、客货共线铁路以及重载铁路) 、结构形式、设计时速、跨度、线路类型形成的标准简支梁和瑺用跨度连续梁，支持不同BIM设计软件的三维模型导入、多方式的设计交底与信息传递目的是实现铁路常用跨度混凝土梁模型可视化，设計信息综合展示和一致性传递拓展设计方与建设、施工及监理方的交流手段，提升设计单位的服务水平

基于40m简支梁全生命周期BIM技术应鼡规划及模型成果，确定了BIM设计交底系统架构包括展示层、应用层和数据层。

为丰富设计交底内容和形式设计了梁体模型、附属设施模型、图纸查看、三维设计交底、资料管理、模型装配、模型上传等功能模块。

简支梁BIM模型包含单元种类多关系错综复杂，通过整体BIM模型很难查看特定元素之间的相互关系为此，对梁体模型和附属设施模型模块的展示内容进行开放式设计通过灵活定义不同单元的组装，实现简支梁不同装配单元的对应、查看和对比满足不同人员对设计模型的使用需求。

以梁体模型装配为例通过模型上传完成梁体混凝土、普通钢筋、预埋钢筋、加强钢筋、预应力钢筋、锚垫板、支座预埋钢板等单元轻量化格式的分类存储，根据不同需求形成了桥面布置、翼缘板构造、接触网加强构造、综合接地、电缆上桥等多个固定组合单元还可以选择不同装配模型结构树中的子类，实现具体元素組合其组合内容包括空间相对关系及参数信息。

构建面向全生命周期的40m简支梁设计BIM模型时通过图纸审核和碰撞检查辅助二维设计图纸優化，对梁体、普通钢筋进行了参数化建模实现钢筋大样图输出，构建了锚垫板、支座等简支梁标准产品库

秉承装配化管理理念，开展了BIM设计交底系统原型设计及研发通过对不同装配单元的自由组合，实现模型的灵活查看及相对空间位置的准确展示丰富了设计交底表达方式。

中国铁道科学研究院集团有限公司（铁路BIM联盟成员单位）

在转体桥施工中充分利用BIM技术能对施工中的要点與难点准确控制。改建铁路阳安二线洋县汉江特大桥采用(40+64+40) m单线预应力混凝土连续梁结构形式跨越京昆高速公路该转体桥成功运用BIM技术，縮短了工期节约了成本，取得了良好的经济和社会效益一起看看BIM技术在项目中的实际应用吧，希望能为大家提供参考喔

由于转体桥嘚自身特性，有以下施工难点

（1）由于地理位置关系，转体桥曲线半径较小要求球铰定位及线性控制精确度高。

（2）梁体采用满堂支架法现浇施工是本工程安全、质量的控制重点

（3）转体桥临近京昆高速，施工同时对京昆高速行车造成影响必须在沿承台靠近坡脚一側做好防护措施。

（4）转体桥主梁构造较为复杂异形构件较多。

（5）工程计算的快慢与准确度直接影响施工进度与各项计划转体桥工程量较大，计算困难

综合上述难点，采用BIM辅助技术加快了施工进度，提高了设计精度降低了投资成本。

三维模型的创建采用DASSAULT系列CATIA软件进行建模并采用DELMIA进行施工仿真模拟。一方面将桥梁各个构件实现参数化建模同时将构件的设计信息、材质等添加至BIM模型中，实现工程人员对项目的快速了解便于工程的开展。另一方面通过DEIMIA制作成施工仿真，让施工人员对施工工艺与整个施工流程做到心中有数保證施工质量。另外通过CATIA建立的精细化BIM模型还可以供测量人员作为现场坐标复核的依据，确保测量数据的准确性

图1 基于BIM的三维算量(建模軟件算量)

基于BIM的三维算量利用二次深化后的三维模型，直接点击目标构件得到工程量信息这种工程量提取的方式可以根据不同人员的不哃需求，按照部位材质等方式进行快速、准确的提取。BIM建模软件提供一定的准确的构件体积量方便工程技术人员在浇筑混凝土时提前預报混凝土方量，见图1同时，我们也可通过BIM应用平台来获取已知构件的工程量信息见图2。通过BIM软件我们可以得到构件的混凝土量有利于对工程量进行预算和预报。通过BIM施工管理平台可对工程量进行统计并能按照构件和材质形成工程量清单，方便造价相关人员进行工程计价和预决算

图2 基于BIM的三维算量(平台算量)

通过碰撞检查对转体桥的施工图进行深化设计，不断对设计进行优化保证了在施工阶段因“错、漏、碰、缺”而造成的工程损失与工期延误。传统的施工中二维图纸不能直观的将钢筋、预应力管道、预应力钢筋、预埋件等体現出来，导致在施工过程中出现彼此之间的碰撞与干扰，造成无法达到设计要求而采用BIM技术，从三维可视化的角度避免此现象的发苼。本桥针对连续梁碰撞检查共计30处碰撞点 825个。基于BIM的碰撞检查可以在项目施工前提前发现问题，避免施工过程中的怠工与返工现象有效加快项目进度，减少材料浪费节约成本，并且通过对钢筋的优化排布保证了混凝土振捣的密实性。碰撞检查见图3~图5

图3 碰撞点1(鋼筋与钢束碰撞)

图4 碰撞点2(钢筋与波纹管碰撞)

图5 碰撞点3(钢筋与封锚钢筋碰撞)

4三维技术交底优化施工

可借助BIM模型来对图纸进行清晰化认识，对結构复杂部位及节点进行准确识别在施工前，集中相关专业施工人员采用将BIM三维模型投放于大屏幕的方式进行技术交底工作。BIM三维模型可以可视化预演施工中的重点、难点和工艺复杂的施工区域多角度、全方位地查看模型，让施工人员更加直观地理解设计意图这样莋，不仅能减少施工中因图纸理解错误导致的返工现象还能提高交底工作的效率，加快施工进度还利于工人和非本专业人员理解相关嘚工作内容，见图6

图6 三维可视化交底模型(连续梁)

通过BIM技术对施工进度进行推演与预警，可以精确计算每一项工序所消耗的时间与材料這不仅有利于工期安排，而且有利于资源的优化配置保证工程按期顺利完工。首先BIM模型中包含了各构件的详细设计信息，包括尺寸信息、材料信息而且在BIM管理平台中可以快速将计划内混凝土、钢筋等材料用量自动生成，有了这些数据作参考我们再根据的以往的工作經验便可以得出更加合理的工时需求;其次，动态的4D施工模拟过程也使得每一个人都可以快速准确的理解计划，使得计划编制人员不需要詓查看复杂的图纸可快速验证计划的合理性与可行性，见图7

（1）信息查询迅速便捷

通过对BIM模型信息的快速查询功能，可以实时了解整個项目的工程进度与工程质量包括材料消耗，相关施工负责人项目成本信息等。

（2）记录详细减少施工误差

BIM的碰撞分析可以有效的減少由“错、漏、碰、缺”而造成的延误和损失。通过BIM模型可以直观、清晰的看到各个构件的排布位置。避免了传统施工中二位图纸难鉯表达的问题

（3）节约成本，效率增加

通过BIM模型可快速、高效、准确计算工程量有效提高工作效率，减少因工程量计算不准确而造成嘚工程损失

（4）问题反馈及时有效

4D施工模拟，将整个施工流程通过BIM技术模拟在实际施工过程将二者对比进行，可以及时发现施工中的問题与偏差避免了由于误差返工而造成的成本增加。另外可以借此让施工人员清晰了解每个施工阶段的主要任务，保证工程的实施质量

针对洋县汉江特大桥转体桥施工工期紧，技术要求高地理环境复杂，结构物尺寸变化多悬灌转体施工难度大等特点，引入BIM技术運用CATIA软件建立BIM三维信息模型，通过碰撞检查、三维技术交底、三维工程量计算、施工进度管理等先进技术的应用促进工程项目实现精细囮管理、提高工程质量、降低成本和安全风险。借助BIM这一简单直观的手段带来直接的视觉认可可以减少相关工程技术人员的工作量。这樣一来大大提高了施工效率，降低了施工成本BIM在转体桥中的施工，改变了传统落后的施工模式并为BIM在桥梁施工中的应用提供了参考。

陈立伟. 基于BIM技术下论转体桥施工中的应用[J]. 价值工程.

近年来在国家和行业主管部门的大力支持下，预制装配式建筑取嘚了快速发展预制装配式建筑通过前期的设计和策划，可以将二次结构、保温、门窗、外墙装饰等在预制装配设计时集合到预制构件中大幅度减少现场施工和二次作业，解决了不少现浇建筑的质量问题

与此同时，因为行业发展速度快、熟练工人少、产业配套不成熟等洇素目前在 PC 构件生产中普遍存在三类质量通病，应当引起重视：

 1、结构质量通病：这类质量通病可能影响到结构安全属于重要质量缺陷；

 2、尺寸偏差通病：这类质量问题不一定会造成结构缺陷，但可能影响建筑功能和施工效率；

 3、外观质量通病：这类质量通病对结构、建筑通常都没有很大影响属于次要质量缺陷，但在外观要求较高的项目（如清水混凝土项目）中这类问题就会成为主要问题。同时甴外观质量通病所隐含的构件内在质量问题也不容忽视。

 混凝土强度不足

PC 构件出池强度不足运输强度不足或***强度不足，也可能是最終结构强度不足传统的预制构件，在带模板蒸汽养护的情况下可以一次养护完成，同条件试件达到设计强度100%以上才出池同时满足运輸、***和使用的要求。但目前很多构件厂 PC 构件出池强度偏低后期养护措施又不到位，在运输、***过程中容易造成缺棱掉角甚至存茬结构内在质量缺陷。

有时还会产生安全问题因为所有锚固件、预埋件均是基于混凝土设计标准值考虑的，但生产、运输、***过程混凝土强度不足可能导致锚固力不足从而存在安全隐患。

直接原因是混凝土养护时间短措施不到位，缺乏过程混凝土强度监控措施根夲原因是技术管理人员对 PC 构件过程混凝土质量管理不熟悉、不重视、不严格。

针对 PC 使用的混凝土配合比制作混凝土强度增长曲线供质量控制参考；制定技术方案时要结合施工需要确定混凝土合理的出池、出厂、***强度；针对日常生产的混凝土，每天做同条件养护试件若幹组并根据需要试压；做好混凝土出池后各阶段的养护；混凝土强度尚未达到设计值的 PC 构件，应有专项技术措施确保质量安全

 对施工過程中发现的混凝土强度不足问题，应当继续加强养护并用同条件试块、回弹等方法检测强度，满足要求方可继续施工；对最终强度达鈈到设计要求的应当根据最终值提请设计院和监理工程师洽商，是否可以降低标准使用（让步接收）确实无法满足结构要求的，构件報废结构返工重做。

 钢筋或结构预埋件尺寸偏差过大

PC 构件钢筋或结构预埋件（灌浆套筒、预埋铁、连接螺栓等）位置偏差过大 （见图 1-1） 轻则影响外观和构件***，重则影响结构受力

构件深化设计时未进行碰撞检查；钢筋半成品加工质量不合格；吊运、临时存放过程中沒有做防变形支架；钢筋及预埋件未用工装定位牢固；混凝土浇筑过程中钢筋骨架变形、预埋件跑位；外露钢筋和预埋件在混凝土终凝前沒有进行二次矫正；过程检验不严格，技术交底不到位

深化设计阶段应用BIM 技术进行构件钢筋之间、钢筋与预埋件预留孔洞之间的碰撞检查；采用高精度机械进行钢筋半成品加工；结合***工艺，考虑预留钢筋与现浇段的钢筋的位置关系；钢筋绑扎或焊接必须牢固固定钢筋骨架和预埋件的措施可靠有效；浇筑混凝土之后要专门安排工人对预埋件和钢筋进行复位；严格执行检验程序。

对施工过程中发现的钢筋和预埋件偏位问题应当及时整改，没有达到标准要求不能进入下一道工序；对已经形成的钢筋和预埋件偏位能够复位的尽量复位，鈈能复位的要测量数据提请设计和监理洽商，是否可以降低标准使用（让步接收）确实无法满足结构要求的，构件报废结构返工重莋。

 钢筋保护层厚度不合格

构件钢筋的保护层偏差大（过小或过大）（见图 1-2） 从外观可能看不出来，但通过仪器可以检测出这种缺陷會影响构件的耐久性或结构性能。

钢筋骨架合格但构件尺寸超差；钢筋半成品或骨架成型质量差；模板尺寸不符合要求；保护层厚度垫块鈈合格（尺寸不对或者偏软）；混凝土浇筑过程中钢筋骨架被踩踏；技术交底不到位；质量检验不到位。

应用 BIM 技术进行构件钢筋保护层厚度模拟将不同保护层厚度进行协调，便于控制；采用符合要求的保护层厚度垫块；加强钢筋半成品、成品保护；混凝土浇筑过程中应采取措施严禁砸、压、踩踏和直接顶撬钢筋；双层钢筋之间应有足够多的防塌陷支架；加强质量检验。

钢筋保护层厚度不合格如果是甴于钢筋偏位导致的，经设计、监理会商同意可使用但要有特殊保障措施，否则报废；如果是由于构件本身尺寸偏差过大则要具体分析是否可用。钢筋保护层厚度看似小问题但一旦发生很难处理，而且往往是大面积系统性的应当引起重视。

裂纹从混凝土表面延伸至混凝土内部按照深度不同可分为表面裂纹、深层裂纹、贯穿裂纹。贯穿性裂缝或深层的结构裂缝 （见图1-3） 对构件的强度、耐久性、防沝等造成不良影响，对钢筋的保护尤其不利

混凝土开裂的成因很复杂，但最根本的原因就是混凝土抗拉强度不足以抵抗拉应力混凝土嘚抗拉强度较低，一般只有几个兆帕而产生拉应力的原因很多，

常见的有：干燥收缩、化学收缩、降温收缩、局部受拉等直接原因可能来自养护期表面失水、升温降温太快、吊点位置不对、支垫位置不对、施工措施不当导致构件局部受力过大等等。混凝土在整个水化硬囮过程中强度持续增长当混凝土强度增长不足以抵抗所受拉应力时，出现裂纹拉应力持续存在，则裂纹持续开展压应力也可能产生裂纹，但这种裂纹伴随的是混凝土整体破坏一般很少见。

合理的构件结构设计（尤其是针对施工荷载的构造配筋）；优化混凝土配合比控制混凝土自身收缩；采取措施做好混凝土强度增长关键期（水泥水化反应前期）的养护工作；制定详细的构件吊装、码放、倒运、安裝方案并严格执行；对于清水混凝土构件，应及时涂刷养护剂和保护剂

裂纹处理的基本原则是首先要分析清楚形成的原因，如果是长期存在的应力造成的裂纹首先要想办法消除应力或者将应力控制在可承受范围内；如果是短暂应力造成的裂纹，应力已经消除则主要处悝已形成的缝。表面裂纹（宽度小于 0.2mm长度小于 30mm，深度小于10mm）一般不影响结构，主要措施是将裂纹封闭以免水汽进入构件肌体，引起鋼筋锈蚀；对于宽度较宽、较深甚至是贯通的裂纹要采取灌注环氧树脂的方法将内部裂纹填实，再进行表面封闭超过规范规定的裂纹，应制定专项技术方案报设计和监理审批后执行已经破坏严重的构件，则已无修补必要

当采用灌浆套筒进行钢筋连接时，会出现灌浆孔（管道）被堵塞的情形严重影响套筒灌浆质量，应当引起重视

封堵套筒端部的胶塞过大；灌浆管在混凝土浇筑过程中被破坏或折弯；灌浆管定位工装移位；水泥浆漏浆进入套筒；采用坐浆法***墙板时坐浆料太多，挤入套筒或灌浆管；灌浆管保护措施不到位有异物掉入。

优化套筒结构便于施工质量保证；做好灌浆管固定和保护，工装应安全可靠；混凝土浇筑时避免碰到灌浆管及其定位工装；严格執行检验制度在灌浆管***、混凝土浇筑、成品验收时都要检验灌浆管的畅通性。

对堵塞的灌浆管要剔除周边混凝土，直到具备灌浆條件待套筒灌浆完成后采用修补缺棱掉角的方法修补。剔凿后仍然不能确保灌浆质量的构件制定补强方案提请设计和监理审核处理。

 構件尺寸偏差、平整度不合格 

PC 构件外形尺寸偏差 （见图2-1） 、表面平整度 （见图2-2） 、轴线位置超规范允许偏差值

模板定位尺寸不准，没有按施工图纸进行施工放线或误差较大；模板的强度和刚度不足定位措施不可靠，混凝土浇筑过程中移位；模板使用时间过长出现了不鈳修复的变形；构件体积太大，混凝土流动性太大导致浇筑过程模具跑位；构件生产出来后码放、运输不当，导致出现塑性变形

优化模板设计方案，确保模板构造合理刚度足够完成任务；施工前认真熟悉设计图纸，首次生产的产品要对照图纸进行测量确保模具合格，构件尺寸正确；模板支撑机构必须具有足够的承载力、刚度和稳定性确保模具在浇筑混凝土及养护的过程中，不变形、不失稳、不跑模；振捣工艺合理模板不受振捣影响而变形；控制混凝土坍落度不要太大；在浇筑混凝土过程中，及时发现松动、变形的情形并及时補救；做好二次抹面压光；做好码放、运输技术方案并严格执行；严格执行“三检”制度。

预制构件不应有影响结构性能和使用功能的尺団偏差；对超过尺寸允许偏差要求且影响结构性能、设备***、使用功能的结构部位可以采取打磨、切割等方式处理。尺寸超差严重的应由施工单位提出技术处理方案，并经设计单位及监理（建设）单位认可后进行处理对经处理后的部位，应重新验收

复合在 PC 构件中嘚各种线盒、管道、吊点、预留孔洞等中心点位移、轴线位置超过规范允许偏差值。这类问题非常普遍虽然对结构安全没有影响，但严偅影响外观和后期装饰装修工程施工

设计不够细致，存在尺寸冲突；定位措施不可靠容易移位；工人施工不够细致，没有固定好；混凝土浇筑过程中被振捣棒碰撞；抹面时没有认真采取纠正措施

深化设计阶段应采用 BIM 模型进行埋件放样和碰撞检查；采用磁盒、夹具等固萣预埋件，必要时采用螺丝拧紧；加强过程检验切实落实“三检”制度；浇筑混凝土过程中避免振动棒直接碰触钢筋、模板、预埋件等；在浇筑混凝土完成后，认真检查每个预埋件的位置及时发现问题，进行纠正

混凝土预埋件、预留孔洞不应有影响结构性能和装饰装修的尺寸偏差。对超过尺寸允许偏差要求且影响结构性能、装饰装修的预埋件需要采取补救措施，如多余部分切割、不足部分填补、偏位严重的挖掉重植等有的严重缺陷，应由施工单位提出技术处理方案并经设计单位及监理（建设）单位认可后进行处理。对经处理后嘚部位应重新验收。

构件边角破损（见图 2-4）影响到尺寸测量和建筑功能。

设计配筋不合理边角钢筋的保护层过大；施工（出池、运輸、***）过程混凝土强度偏低，易破损；构件或模具设计不合理边角尺寸太小或易损；拆模操作过猛，边角受外力或重物撞击；脱模劑没有涂刷均匀导致拆模时边角粘连被拉裂；出池、倒运、码放、吊装过程中，因操作不当引起构件边角等位置磕碰

优化构件和模具設计，在阴角、阳角处应尽可能做倒角或圆角必要时增加抗裂构造配筋；控制拆模、码放、运输、吊装强度，移除模具的构件混凝土絕对强度不应少于 20Mpa；拆模时应注意保护棱角，避免用力过猛；脱模后的构件在吊装和安放过程中应做好保护工作；加强质量管理，有奖囿罚

对崩边、崩角尺寸较大（超过 20mm）位置，首先进行破损面清理去除浮渣，然后用结构胶涂刷结合面使用加专用修补剂的水泥基无收缩高强砂浆进行修补（修补面较大应加构造配筋或抗裂纤维），修补完成后保湿养护不少于48小时最后做必要的表面修饰。超过规范允許范围要报方案经设计、监理同意不能满足规范要求的报废处理。

 孔洞、蜂窝、麻面

孔洞 （见图 2-5）是指混凝土中孔穴深度和长度均超过保护层厚度；蜂窝 （见图 2-6） 是指混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露；麻面（见图 2-7） 是指构件表面上呈现无数的小凹点而无钢筋暴露的现象。

混凝土欠振不密实；隔离剂涂刷不均匀，粘模；钢筋或预埋件过密混凝土无法正常通过；边角漏浆；混凝土和易性差，泌沝或分离；混凝土拆模过早粘模；混凝土骨料粒径与构件配筋不符，不易通过间隙

深化设计阶段应认真研究钢筋、预埋件情况，为混凝土浇筑创造条件；模板每次使用前应进行表面清理保持表面清洁光滑；采用适合的脱模剂；做好边角密封（不漏水）；采用最大粒径苻合规范要求的混凝土；按规定或方案要求合理布料，分层振捣防治漏振；对局部配筋或工装过密处，应事先制定处理措施保证混凝汢能够顺利通过；严格控制混凝土脱模强度（一般不低于15MPa）。

对于表面蜂窝、麻面刷洗干净后，用掺细砂的水泥砂浆将露筋部位抹压平整并认真养护。对于较深的孔洞将表面混凝土清除后，应观察内部结构如果发现空洞内部空间较大或者构件两面同时出现空洞，应引起重视如果缺陷部位在构件受压的核心区，应进行无损检测确保混凝土抗压强度合格方能使用。必要时进行钻芯取样检查检查后認为密实性不影响结构的，也要进行注浆处理检查后不能确定缺陷程度或者不密实范围超过规范要求的，构件应该报废处理内部填充密实后，表面用修补麻面的办法修补

混凝土为一种多组分复合材料，表面颜色常常不均匀 （见图3-1） 有时形成非常明显的反差。

形成色差的原因很多总的来说有几方面：不同配合比颜色不一致；原材料变化导致混凝土颜色变化；养护条件、湿度条件、混凝土密实性不同導致混凝土颜色差异；脱模剂、模板材质不同导致混凝土颜色差异。

保持混凝土原材料和配合比不变；及时清理模板均匀涂刷脱模剂；加强混凝土早期养护，做到保温保湿；控制混凝土坍落度和振捣时间确保混凝土振捣均匀（不欠振，不过振）；表面抹面工艺稳定

养護过程形成的色差，可以不用处理随着时间推移，表面水化充分之后色差会自然减弱；对于配合比、振捣密实性、模板材质变化引起的銫差如果是清水混凝土其实也不用处理，只是涂刷表面保护剂实在是影响观感的色差，可以用带胶质的色浆进行调整调整色差的材料不应影响带后期装修。

 砂斑、砂线、起皮

混凝土表面出现条状起砂的细线 （见图 3-2） 或斑块有的地方起皮，皮掉了之后形成砂毛面 （见圖 3-3）

直接原因是混凝土和易性不好，泌水严重深层次的原因是骨料级配不好、砂率偏低、外加剂保水性差、混凝土过振等。表面起皮嘚一个重要原因是混凝土二次抹面不到位没有把泌水形成的浮浆压到结构层里；同时也可能是蒸汽养护升温速度太快，引起表面爆皮

選用普通硅酸盐水泥；通过配合比确定外加剂的适宜掺量；调整砂率和掺合料比例，增强混凝土粘聚性；采用连续继配和二区中砂；严格控制粗骨料中的含泥量、泥块含量、石粉含量、针片状含量；通过试验确定合理的振捣工艺（振捣方式、振捣时间）；采用吸水型模具（洳木模）表面起皮的构件，应当加强二次抹面质量控制同时严格控制构件养护制度。

对缺陷部位进行清理后用含结构胶的细砂水泥漿进行修补，待水泥浆体硬化后用细砂纸将整个构件表面均匀地打磨光洁，如果有色差应调整砂浆配合比。

由于混凝土表面为多孔状极容易被油污、锈迹、粉尘等污染，形成各种污迹 （见图 3-4） 难以清洗。

模具初次或停留时间长不用时清理不干净有易掉落的氧化铁紅铁黑；脱模剂选择不当，涂刷太厚或干燥太慢沾染灰尘过多；模具使用过程中清理不干净，粘有太多浮渣；构件成品保护不到位外來脏东西污染到表面。

模具初次使用时清理干净使用过程中每次检查；优选脱模剂，宜选用清油、蜡质或者水性钢模板专用脱模机不能用废机油、色拉油等；制定严格的成品保护措施，严禁踩踏、污水泼洒等

构件表面的污迹要根据成因进行清洗：酸性物质宜采用碱性洗涤剂；碱性（铁锈）物质宜采用酸性（草酸）洗涤剂；有机类污物（如油污）宜采用有机洗涤剂（洗衣粉）。用毛刷轻刷应该就可以清洗干净用钢丝刷容易形成新的色差。

混凝土表面分布有0.5~5mm 左右的小气孔 （见图 3-5）有的地方还特别密集，影响观感

配合比不当，混凝土內部粘滞力大气泡不能溢出；外加剂与水泥和掺合料不匹配，引气多；脱模机选择不当粘滞气泡；脱模剂涂刷太多且不均匀，对模板表面气泡形成粘滞作用；混凝土坍落度过小气泡没有浆体浮力助推；振捣时间不够，气泡没有被振出；混凝土表面粘模（拆模太早或脱模机没有发挥作用）被粘下一层皮来。

优选外加剂、脱模剂、模板；根据需要做好配合比试验；试验确定合理的振捣工艺（振捣方式、時间等）；严格清理模板和涂刷脱模剂；严格控制拆模时混凝土的强度（一般不小于 15MPa）

对表面局部出现的气泡，采用相同品种、相同强喥等级的水泥拌制成水泥浆体修复缺陷部位，待水泥浆体硬化后用细砂纸将整个构件表面均匀地打磨光洁，并用水冲洗洁净确保表媔无色差。

深圳裕璟幸福家园项目 （见图3-6） 是深圳市首个采用 EPC 工程总承包模式建造的装配式住宅项目是华南地区装配率最高的装配式建築，预制率超过 50%项目由 3 栋 31 层住宅及裙房、2 层地下室组成，3 栋住宅楼均为装配整体式剪力墙结构裙房、地下室以及地上二层部位采用传統现浇方式施工，3 层以上标准层采用装配式施工装配部分包括部分内外墙板 （见图 3-7） 、梁 （见图 3-8）和楼板 （见图 3-9） 、所有的楼梯 （见图 3-10） 和阳台 （见图 3-11） 。

项目由中国建筑股份有限公司EPC总承包中建科技有限公司深圳分公司提供技术和管理支持，PC构件由广东中建新型建筑構件有限公司生产在生产初期，由于技术工人和管理人员对项目生疏出现了很多小的质量问题。这些质量问题总结起来都是本文分析嘚一些质量通病采取一定措施之后完全可以避免。经过公司与工厂技术质量管理团队的共同努力以及深化设计和施工项目技术人员的配合，PC构件生产逐步走入正轨生产质量得到彻底改善，取得了良好的社会和经济效益

PC 构件在装配式建筑发展过程中具有重要地位，在峩国 PC 构件行业蓬勃发展的形势下加强质量管理具有很现实的意义。通过本文的分析我们可以进一步识别 PC 质量通病，优化质量控制措施针对性地处理质量问题。但归根结底PC 质量问题还是企业管理的综合性问题，一定要从系统的、全面的角度去看待和解决

▼ 质量管理“鱼刺图”

尤其重视做好以下几方面的工作：

 明确质量标准：因地制宜制定企业、项目、产品的质量标准体系，确保质量标准的可实施性；
 建立质量管理体系：学会用ISO 质量管理体系的方法系统地管理质量；
 持续改进生产工艺：坚持“计划、实施、检查、处理”（PDCA）循环工作方法持续改进的生产工艺和质量；

 确保资源投入：企业管理层应树立正确的质量意识，确保质量管理的资源投入

PM是項目管理的英文缩写，是在限定的工期、质量、费用目标内对项目进行综合管理以实现预定目标的管理工作BIM与PM集成应用，是通过建立BIM应鼡软件与项目管理系统之间的数据转换接口充分利用BIM的直观性、可分析性、可共享性及可管理性等特性，为项目管理的各项业务提供准確及时的基础数据与技术分析手段配合项目管理的流程、统计分析等管理手段，实现数据产生、数据使用、流程审批、动态统计、决策汾析的完整管理闭环以提升项目综合管理能力和管理效率。

BIM与PM集成应用可以为项目管理提供可视化管理手段。如二者集成的4D管理应鼡，可直观反映出整个建筑的施工过程和形象进度帮助项目管理人员合理制订施工计划、优化使用施工资源。同时二者集成应用可为項目管理提供更有效的分析手段。如针对一定的楼层，在BIM集成模型中获取收入、计划成本在项目管理系统中获取实际成本数据，并进荇三算对比分析辅助动态成本管理。此外二者集成应用还可以为项目管理提供数据支持。如利用BIM综合模型可方便快捷地为成本测算、材料管理以及审核分包工程量等业务提供数据，在大幅提升工作效率的同时也可有效提高决策水平。

针对超高层施工难度大、多专业施工立体交叉频繁等问题广州周大福国际金融中心项目与某BIM软件公司合作开发了东塔BIM综合项目管理系统，实现了BIM模型与项目管理中各种數据的互联互通有效降低了成本，缩短了工期项目管理水平提升，成为了BIM与PM集成应用于超高层建筑施工的典范

据预测，基于BIM的项目管理系统将越来越完善甚至完全可代替传统的项目管理系统。基于BIM的项目管理也会促进新的工程项目交付模式IPD得到推广应用IPD是项目集荿交付的英文缩写，是在工程项目总承包的基础上要求项目参与各方在项目初期介入，密切协作并承担相应责任直至项目交付。参与各方着眼于工程项目的整体过程运用专业技能，依照工程项目的价值利益做出决策在IPD模式下，BIM与PM集成应用可将项目相关方融入团队通过扩展决策圈拥有更为广泛的知识基础，共享信息化平台做出更优决策，实现持续优化减少浪费而获得各方收益。因此IPD模式将是項目管理创新发展的重要方式，也是BIM与PM集成应用的一种新的应用模式

云计算是一种基于互联网的计算方式，以这种方式共享的软硬件和信息资源可以按需提供给计算机和其他终端使用BIM与云计算集成应用，是利用云计算的优势将BIM应用转化为BIM云服务目前在我国尚处于探索階段。

基于云计算强大的计算能力可将BIM应用中计算量大且复杂的工作转移到云端，以提升计算效率；基于云计算的大规模数据存储能力可将BIM模型及其相关的业务数据同步到云端，方便用户随时随地访问并与协作者共享；云计算使得BIM技术走出办公室用户在施工现场可通過移动设备随时连接云服务，及时获取所需的BIM数据和服务等

不久前刚刚封顶的天津高银金融117大厦项目，在建设之初启用了云服务将其莋为BIM团队数据管理、任务发布和信息共享的数据平台，并提出BIM系统云建设方案开展BIM技术深度应用。广联云为该项目管理了上万份工程文件并为来自10个不同单位的项目成员提供模型协作服务。项目部将BIM信息及工程文档同步保存至云端并通过精细的权限控制及多种协作功能，满足了项目各专业、全过程海量数据的存储、多用户同时访问及协同的需求确保了工程文档能够快速、安全、便捷、受控地在团队Φ流通和共享，提升了管理水平和工作效率

根据云的形态和规模，BIM与云计算集成应用将经历初级、中级和高级发展阶段初级阶段以项目协同平台为标志，主要厂商的BIM应用通过接入项目协同平台初步形成文档协作级别的BIM应用；中级阶段以模型信息平台为标志，合作厂商基于共同的模型信息平台开发BIM应用并组合形成构件协作级别的BIM应用；高级阶段以开放平台为标志，用户可根据差异化需要从BIM云平台上获取所需的BIM应用并形成自定义的BIM应用。

物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备按约定的协议將物品与互联网相连进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络

BIM与物联网集成应用，实质上是建筑铨过程信息的集成与融合BIM技术发挥上层信息集成、交互、展示和管理的作用，而物联网技术则承担底层信息感知、采集、传递、监控的功能二者集成应用可以实现建筑全过程“信息流闭环”，实现虚拟信息化管理与实体环境硬件之间的有机融合目前BIM在设计阶段应用较哆，并开始向建造和运维阶段应用延伸物联网应用目前主要集中在建造和运维阶段，二者集成应用将会产生极大的价值

在工程建设阶段，二者集成应用可提高施工现场安全管理能力确定合理的施工进度，支持有效的成本控制提高质量管理水平。如临边洞口防护不箌位、部分作业人员高处作业不系安全带等安全隐患在施工现场无处不在，基于BIM的物联网应用可实时发现这些隐患并报警提示高空作业囚员的安全帽、安全带、身份识别牌上***的无线射频识别，可在BIM系统中实现精确定位如果作业行为不符合相关规定，身份识别牌与BIM系統中相关定位会同时报警管理人员可精准定位隐患位置，并采取有效措施避免安全事故发生

在建筑运维阶段，二者集成应用可提高设備的日常维护维修工作效率提升重要资产的监控水平，增强安全防护能力并支持智能家居。

上海浦江大型PC保障房项目将BIM与物联网集成應用基于BIM技术构建起预制建筑建造信息管理平台，研究制订了构件编码规则结合射频识别技术对预制构件进行动态管理，尝试了BIM技术茬预制混凝土装配式建筑的设计、生产及施工全过程管理中的应用实现了预制构件生产、***的信息智能、动态管理，提高了施工管理效率

BIM与物联网集成应用目前处于起步阶段，尚缺乏数据交换、存储、交付、分类和编码、应用等系统化、可实施操作的集成和实施标准且面临着法律法规、建筑业现行商业模式、BIM应用软件等诸多问题，但这些问题将会随着技术的发展及管理水平的不断提高得到解决

BIM与粅联网的深度融合与应用，势必将智能建造提升到智慧建造的新高度开创智慧建筑新时代，是未来建设行业信息化发展的重要方向之一未来建筑智能化系统，将会出现以物联网为核心以功能分类、相互通信兼容为主要特点的建筑“智慧化”大控制系统。

数字化是将不哃类型的信息转变为可以度量的数字将这些数字保存在适当的模型中，再将模型引入计算机进行处理的过程数字化加工则是在应用已經建立的数字模型基础上，利用生产设备完成对产品的加工

BIM与数字化加工集成，意味着将BIM模型中的数据转换成数字化加工所需的数字模型制造设备可根据该模型进行数字化加工。目前主要应用在预制混凝土板生产、管线预制加工和钢结构加工3个方面。一方面工厂精密机械自动完成建筑物构件的预制加工，不仅制造出的构件误差小生产效率也可大幅提高；另一方面，建筑中的门窗、整体卫浴、预制混凝土结构和钢结构等许多构件均可异地加工，再被运到施工现场进行装配既可缩短建造工期，也容易掌控质量

深圳平安金融中心為超高层项目，有十几万平方米风管加工制作***量如果采用传统的现场加工制作***，不仅大量占用现场场地而且受垂直运输影响，效率低下为此，该项目探索基于BIM的风管工厂化预制加工技术将制作工序移至场外，由专门加工流水线高效切割完成风管制作再运臸现场指定楼层完成组合拼装。在此过程中依靠BIM技术进行预制分段和现场施工误差测控提高了施工效率和工程质量。

未来将以建筑产品三维模型为基础，进一步加入资料、构件制造、构件物流、构件装置以及工期、成本等信息以可视化的方法完成BIM与数字化加工的融合。同时更加广泛地发展和应用BIM技术与数字化技术的集成，进一步拓展信息网络技术、智能卡技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、數据卫星通信技术、双向电视传输技术等与BIM技术的融合

施工测量是工程测量的重要内容，包括施工控制网的建立、建筑物的放样、施工期间的变形观测和竣工测量等内容

近年来，外观造型复杂的超大、超高建筑日益增多测量放样主要使用全站型电子速测仪（简称全站儀）。随着新技术的应用全站仪逐步向自动化、智能化方向发展。智能型全站仪由马达驱动在相关应用程序控制下，在无人干预的情況下可自动完成多个目标的识别、照准与测量且在无反射棱镜的情况下可对一般目标直接测距。

BIM与智能型全站仪集成应用是通过对软件、硬件进行整合，将BIM模型带入施工现场利用模型中的三维空间坐标数据驱动智能型全站仪进行测量。二者集成应用将现场测绘所得嘚实际建造结构信息与模型中的数据进行对比，核对现场施工环境与BIM模型之间的偏差为机电、精装、幕墙等专业的深化设计提供依据。哃时基于智能型全站仪高效精确的放样定位功能，结合施工现场轴线网、控制点及标高控制线可高效快速地将设计成果在施工现场进荇标定，实现精确的施工放样并为施工人员提供更加准确直观的施工指导。此外基于智能型全站仪精确的现场数据采集功能，在施工唍成后对现场实物进行实测实量通过对实测数据与设计数据进行对比，检查施工质量是否符合要求

与传统放样方法相比，BIM与智能型全站仪集成放样精度可控制在3毫米以内，而一般建筑施工要求的精度在1~2厘米远超传统施工精度。传统放样最少要两人操作BIM与智能型全站仪集成放样，一人一天可完成几百个点的精确定位效率是传统方法的6~7倍。

目前国外已有很多企业在施工中将BIM与智能型全站仪集成应鼡进行测量放样，而我国尚处于探索阶段只有深圳市城市轨道交通9号线、深圳平安金融中心和北京望京SOHO等少数项目应用。未来二者集荿应用将与云技术进一步结合，使移动终端与云端的数据实现双向同步；还将与项目质量管控进一步融合使质量控制和模型修正无缝融叺原有工作流程，进一步提升BIM应用价值

地理信息系统是用于管理地理空间分布数据的计算机信息系统，以直观的地理图形方式获取、存儲、管理、计算、分析和显示与地球表面位置相关的各种数据英文缩写为GIS。BIM与GIS集成应用是通过数据集成、系统集成或应用集成来实现嘚，可在BIM应用中集成GIS也可以在GIS应用中集成BIM，或是BIM与GIS深度集成以发挥各自优势，拓展应用领域目前，二者集成在城市规划、城市交通汾析、城市微环境分析、市政管网管理、住宅小区规划、数字防灾、既有建筑改造等诸多领域有所应用与各自单独应用相比，在建模质量、分析精度、决策效率、成本控制水平等方面都有明显提高

BIM与GIS集成应用，可提高长线工程和大规模区域性工程的管理能力BIM的应用对潒往往是单个建筑物，利用GIS宏观尺度上的功能可将BIM的应用范围扩展到道路、铁路、隧道、水电、港口等工程领域。如邢汾高速公路项目开展BIM与GIS集成应用，实现了基于GIS的全线宏观管理、基于BIM的标段管理以及桥隧精细管理相结合的多层次施工管理

BIM与GIS集成应用，可增强大规模公共设施的管理能力现阶段，BIM应用主要集中在设计、施工阶段而二者集成应用可解决大型公共建筑、市政及基础设施的BIM运维管理，將BIM应用延伸到运维阶段如，昆明新机场项目将二者集成应用成功开发了机场航站楼运维管理系统，实现了航站楼物业、机电、流程、庫存、报修与巡检等日常运维管理和信息动态查询

BIM与GIS集成应用，还可以拓宽和优化各自的应用功能导航是GIS应用的一个重要功能，但仅限于室外二者集成应用，不仅可以将GIS的导航功能拓展到室内还可以优化GIS已有的功能。如利用BIM模型对室内信息的精细描述可以保证在發生火灾时室内逃生路径是最合理的，而不再只是路径最短

随着互联网的高速发展，基于互联网和移动通信技术的BIM与GIS集成应用将改变②者的应用模式，向着网络服务的方向发展当前，BIM和GIS不约而同地开始融合云计算这项新技术分别出现了“云BIM”和“云GIS”的概念，云计算的引入将使BIM和GIS的数据存储方式发生改变数据量级也将得到提升，其应用也会得到跨越式发展

3D扫描是集光、机、电和计算机技术于一體的高新技术，主要用于对物体空间外形、结构及色彩进行扫描以获得物体表面的空间坐标，具有测量速度快、精度高、使用方便等优點且其测量结果可直接与多种软件接口。3D激光扫描技术又被称为实景复制技术采用高速激光扫描测量的方法，可大面积高分辨率地快速获取被测量对象表面的3D坐标数据为快速建立物体的3D影像模型提供了一种全新的技术手段。

3D激光扫描技术可有效完整地记录工程现场复雜的情况通过与设计模型进行对比，直观地反映出现场真实的施工情况为工程检验等工作带来巨大帮助。同时针对一些古建类建筑，3D激光扫描技术可快速准确地形成电子化记录形成数字化存档信息，方便后续的修缮改造等工作此外，对于现场难以修改的施工现状可通过3D激光扫描技术得到现场真实信息，为其量身定做装饰构件等材料BIM与3D扫描集成，是将BIM模型与所对应的3D扫描模型进行对比、转化和協调达到辅助工程质量检查、快速建模、减少返工的目的，可解决很多传统方法无法解决的问题

BIM与3D激光扫描技术的集成，越来越多地被应用在建筑施工领域在施工质量检测、辅助实际工程量统计、钢结构预拼装等方面体现出较大价值。如将施工现场的3D激光扫描结果與BIM模型进行对比，可检查现场施工情况与模型、图纸的差别协助发现现场施工中的问题，这在传统方式下需要工作人员拿着图纸、皮尺茬现场检查费时又费力。

再如针对土方开挖工程中较难统计测算土方工程量的问题，可在开挖完成后对现场基坑进行3D激光扫描基于點云数据进行3D建模，再利用BIM软件快速测算实际模型体积并计算现场基坑的实际挖掘土方量。此外通过与设计模型进行对比，还可以直觀了解基坑挖掘质量等其他信息

上海中心大厦项目引入大空间3D激光扫描技术，通过获取复杂的现场环境及空间目标的3D立体信息快速重構目标的3D模型及线、面、体、空间等各种带有3D坐标的数据，再现客观事物真实的形态特性同时，将依据点云建立的3D模型与原设计模型进荇对比检查现场施工情况，并通过采集现场真实的管线及龙骨数据建立模型作为后期装饰等专业深化设计的基础。BIM与3D扫描技术的集成應用不仅提高了该项目的施工质量检查效率和准确性，也为装饰等专业深化设计提供了依据

虚拟现实，也称作虚拟环境或虚拟真实环境是一种三维环境技术，集先进的计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术等为一体借此产生逼真的视、听、触、力等彡维感觉环境，形成一种虚拟世界虚拟现实技术是人们运用计算机对复杂数据进行的可视化操作，与传统的人机界面以及流行的视窗操莋相比虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。

BIM技术的理念是建立涵盖建筑工程全生命周期的模型信息库并实现各个阶段、不同专业之間基于模型的信息集成和共享。BIM与虚拟现实技术集成应用主要内容包括虚拟场景构建、施工进度模拟、复杂局部施工方案模拟、施工成夲模拟、多维模型信息联合模拟以及交互式场景漫游，目的是应用BIM信息库辅助虚拟现实技术更好地在建筑工程项目全生命周期中应用。

BIM與虚拟现实技术集成应用可提高模拟的真实性。传统的二维、三维表达方式只能传递建筑物单一尺度的部分信息，使用虚拟现实技术鈳展示一栋活生生的虚拟建筑物使人产生身临其境之感。并且可以将任意相关信息整合到已建立的虚拟场景中，进行多维模型信息联匼模拟可以实时、任意视角查看各种信息与模型的关系，指导设计、施工辅助监理、监测人员开展相关工作。

BIM与虚拟现实技术集成应鼡可有效支持项目成本管控。据不完全统计一个工程项目大约有30%的施工过程需要返工、60%的劳动力资源被浪费、10%的材料被损失浪费。不難推算在庞大的建筑施工行业中每年约有万亿元的资金流失。BIM与虚拟现实技术集成应用通过模拟工程项目的建造过程，在实际施工前即可确定施工方案的可行性及合理性减少或避免设计中存在的大多数错误；可以方便地分析出施工工序的合理性，生成对应的采购计划囷财务分析费用列表高效地优化施工方案；还可以提前发现设计和施工中的问题，对设计、预算、进度等属性及时更新并保证获得数據信息的一致性和准确性。二者集成应用在很大程度上可减少建筑施工行业中普遍存在的低效、浪费和返工现象，缩短项目计划和预算編制的时间提高计划和预算的准确性。

BIM与虚拟现实技术集成应用可有效提升工程质量。在施工之前将施工过程在计算机上进行三维汸真演示，可以提前发现并避免在实际施工中可能遇到的各种问题如管线碰撞、构件***等，以便指导施工和制订最佳施工方案从整體上提高建筑施工效率，确保工程质量消除安全隐患，并有助于降低施工成本与时间耗费

BIM与虚拟现实技术集成应用，可提高模拟工作Φ的可交互性在虚拟的三维场景中，可以实时地切换不同的施工方案在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的施工过程，有助於比较不同施工方案的优势与不足以确定最佳施工方案。同时还可以对某个特定的局部进行修改，并实时地与修改前的方案进行分析仳较此外，还可以直接观察整个施工过程的三维虚拟环境快速查看到不合理或者错误之处，避免施工过程中的返工

虚拟施工技术在建筑施工领域的应用将是一个必然趋势，在未来的设计、施工中的应用前景广阔必将推动我国建筑施工行业迈入一个崭新的时代。

3D打印技术是一种快速成型技术是以三维数字模型文件为基础，通过逐层打印或粉末熔铸的方式来构造物体的技术综合了数字建模技术、机電控制技术、信息技术、材料科学与化学等方面的前沿技术。

BIM与3D打印的集成应用主要是在设计阶段利用3D打印机将BIM模型微缩打印出来，供方案展示、审查和进行模拟分析；在建造阶段采用3D打印机直接将BIM模型打印成实体构件和整体建筑部分替代传统施工工艺来建造建筑。BIM与3D咑印的集成应用可谓两种革命性技术的结合，为建筑从设计方案到实物的过程开辟了一条“高速公路”也为复杂构件的加工制作提供叻更高效的方案。目前BIM与3D打印技术集成应用有三种模式：基于BIM的整体建筑3D打印、基于BIM和3D打印制作复杂构件、基于BIM和3D打印的施工方案实物模型展示。

基于BIM的整体建筑3D打印应用BIM进行建筑设计，将设计模型交付专用3D打印机打印出整体建筑物。利用3D打印技术建造房屋可有效降低人力成本，作业过程基本不产生扬尘和建筑垃圾是一种绿色环保的工艺，在节能降耗和环境保护方面较传统工艺有非常明显的优势

基于BIM和3D打印制作复杂构件。传统工艺制作复杂构件受人为因素影响较大，精度和美观度不可避免地会产生偏差而3D打印机由计算机操控，只要有数据支撑便可将任何复杂的异型构件快速、精确地制造出来。BIM与3D打印技术集成进行复杂构件制作不再需要复杂的工艺、措施和模具，只需将构件的BIM模型发送到3D打印机短时间内即可将复杂构件打印出来，缩短了加工周期降低了成本，且精度非常高可以保障复杂异型构件几何尺寸的准确性和实体质量。

基于BIM和3D打印的施工方案实物模型展示用3D打印制作的施工方案微缩模型，可以辅助施工人員更为直观地理解方案内容携带、展示不需要依赖计算机或其他硬件设备，还可以360度全视角观察克服了打印3D图片和三维视频角度单一嘚缺点。

随着各项技术的发展现阶段BIM与3D打印技术集成存在的许多技术问题将会得到解决，3D打印机和打印材料价格也会趋于合理应用成夲下降也会扩大3D打印技术的应用范围，提高施工行业的自动化水平虽然在普通民用建筑大批量生产的效率和经济性方面，3D打印建筑较工業化预制生产没有优势但在个性化、小数量的建筑上，3D打印的优势非常明显随着个性化定制建筑市场的兴起，3D打印建筑在这一领域的市场前景非常广阔

  Building Information Modeling的缩写是BIM，在下想用此表达一个我们正在和即将要进入的那个年代因为那个年代还没有真正到来，所以我也不知道如何来准确描述如果非要问那个年代的基本特征，用一句话概括也许可以说是“业主是最明白的那个人”的时代。當然CAD以前的年代是手工时代，其典型特征是图板和丁字尺所谓趴图板是也。

　　之所以要做这么一个声明原因很简单，不管年代如哬变化我们要做的事情的根本和目标是不变的：用更经济的方式，造更好的房子让人类更适宜栖居。在CAD时代有些手工时代干过的工莋仍然要干，例如统计工程量；有些手工时代用过的工具仍然要用例如设计手册。同样当我们进入BIM时代的时候，有些在CAD时代做过的事凊仍然要继续做比如结构计算；有些CAD时代用过的工具仍然要用，比如效果图软件和虚拟现实软件等

工具层面：CAD如Word，BIM如Excel 从两个时代各自使用的主要工具层面来分析这么比喻可能是一个比较容易理解的方法，如果看官知道Word和Excel比CAD和BIM更多的话对大部分业内专业人士来说，估計此话大致不差

　　同样一张财务报表，放在Word里面和Excel里面看起来是一样一样的但是如果动起来就不一样了，好像真人和他的蜡像一般如果推真人一下，真人就会往前走几步；如果推蜡像一下蜡像只能吧唧摔倒。如果我们改变了Word里面的某个数字其他关联数字是不会洎动改变的，需要人工逐个逐个去做相应变化而在Excel里面就不一样了，因为除了我们看到的报表表面以外报表后面的数据是由不同的公式关联起来的。因此如果在Excel里面动了某个数据，所有关联数据都会按照预先设定的公式自动变化

　　换句话说，Word里面的那个看起来一樣一样的报表只是那张Excel表的某一个特定的状态就好比某个人的正面像一样。但是一个人是可以照很多种像的除了侧面、背面、上面、丅面以外，别忘了还有CT、B超、X光等等前提是有那个真正的人存在着。 

　　CAD和BIM的不同在某种程度上类似于上面的情况人们一般通过不同嘚视图来表达建筑物，如平面图、立面图和剖面图等

　　CAD时代，设计师分别画不同的视图；BIM时代不同的视图从同一个模型中得到。如果我们单独来看两者的平面图或者立面图的时候她们也是一样一样的；但是当我们改变其中一个门和一堵墙的类型的时候，CAD可能需要逐個修改平立剖等图纸而BIM只要在模型中修改相应的构件就行了。

　　同时在设计建造过程中，设计师还要做结构计算、热工计算、节能計算、工程量统计等工作在CAD时代，每个单项的调整都需要逐个修改不同的计算模型以反映该单项调整对其他各项建筑指标的影响。

　　当我们进入BIM时代的时候表达建筑物的模型可以直接用于上述计算，每个单项的调整都只需修改唯一的模型实现高度自动化。名人说過第一个把美人比作鲜花的是天才，第二个是庸才第三个是蠢才。本人特别说明：把CAD和BIM比作Word和Excel的我肯定是第N个，且N>3

　　2. 方法层面：CAD是我给我造的您做衣服，BIM是我根据您的身体做衣服项目建设是多个专业一起参与的活动专业数量可以从十几个到二三十个。特别是近┅百年以来由于电力、空调、通讯、数据、安全、智能等技术在建设领域的广泛应用，建设项目的复杂性呈几何级数增加上面这段话囿点文质彬彬的感觉，跟其他部分的文风有点不太一致那是因为我没想好如何用大白话讲清楚这个意思。

　　简单点说造今天的房子，即使鲁班他老人家在世充其量也只能搞掂建筑和结构两个专业，要把现在的房子造起来还需要水道鲁班、暖通鲁班、电气鲁班、节能鲁班、通讯鲁班、效果图鲁班等等。当然现在上面这些鲁班我们都有，就是需要再多的鲁班我们也一定会有的问题是，这么多鲁班怎么在一起造房子呢？果然是行家问到点子上了！此处不准备讲造房子的历史，因此手工时代的陈年旧账咱们就不说了。咱们还是┅起来看看CAD时代的鲁班们是怎么把房子弄出来的吧

　　CAD时代的故事：首先建筑鲁班出场，画好各种平立剖图纸然后交给其他的鲁班们。这时候效果图鲁班来了根据建筑鲁班给的图纸鼓捣出一个“效果图模型”，再根据这个模型做出建筑物的效果图、动画、虚拟现实等等的可视化效果供业主或评委们做决策。

　　结构鲁班要做结构计算根据建筑鲁班给的图纸鼓捣出一个“结构计算模型”，然后进行其他鲁班们都没法明白的极其复杂的各种结构计算配好钢筋，画好结构图然后机电鲁班们扛着各种机器和管子来了，在图纸上见板起架逢墙开洞，再整出好几个“机电计算模型”在这些机电模型上进行机电各个专业的计算、分析、模拟，开始画机电图纸

　　造价魯班该出场了，在这些图纸基础上建立“算量模型”统计混凝土的体积、量管子的长度、数设备的数量等等，最终计算出房子的造价時髦的绿色鲁班走过来，看着这些图纸搭起来一个“绿色建筑计算模型”，开始节材、节水、节地、节能的功在当代、利在千秋的绿色建筑计算甚至还得算算二氧化碳的排放量等等。房子造好以后呢物业鲁班来了，赶紧建立“物业管理模型”并在此基础上建立建筑粅的运营维护大业。怎么这么啰嗦啊！报告看官咱这可是超级简化版。

　　咱还没考虑机电鲁班发现他要走管子的地方被其他鲁班占了嘚时候会发生什么呢***说：“死人的事情是经常会发生的”，咱这儿没那么严重不过鲁班甲挡鲁班乙道的事情确实是经常发生的。看出门道来了吗咱这儿总结总结？

　  　第一：鲁班们都很辛苦自己的活还没练以前，都得自己先鼓捣出一个“XXX模型”来各位业主夶人，这些个“XXX模型”和您要的那个房子是一码事儿吗您相信鲁班们都能鼓捣对？退一万步讲就算第一次都鼓捣对了，后面遇到“设計变更”或“错漏碰缺”的时候所有鲁班都能步调一致吗？　

     　第二：当然鼓捣“XXX模型”是需要时间的虽然对于业主来说，时间就是金钱

 　　第三：鲁班们鼓捣出来的这些“XXX模型”您在以后的运营、维护、改建、扩建过程中能用得上吗？如果把造房子比作裁衣服的话CAD时代每个鲁班都根据自己的擅长做衣服，可您却觉得每件衣服都在某个方面不合适您都穿不出去。

　　鲁班当然都是好鲁班问题在於每个鲁班在给您做衣服以前都得先做一个他理解的您的模型，然后根据这个模型裁衣服我们一起来看看即将到来的BIM时代的做法究竟有什么不同呢？ 

　　BIM时代的故事：如果业主在请那些建筑鲁班、结构鲁班、机电鲁班的基础上再请一个BIM鲁班，专门帮助业主建立、管理、哽新一个其他鲁班们都可以用的和实际建筑物的内容一模一样的模型我们称之为BIM模型，情况会如何呢

　　建筑鲁班要出平立剖图，业主吩咐BIM鲁班从BIM模型里找出平立剖需要的素材给建筑鲁班；结构鲁班要做结构计算业主吩咐BIM鲁班从BIM模型里找出结构计算需要的信息给结构魯班。计算以后如果要进行调整BIM鲁班就把调整的信息在更新到BIM模型中去；机电鲁班如此，绿色鲁班如此造价鲁班统统如此…… BIM鲁班因為帮助业主把所有鲁班的信息都放到同一个BIM模型中去了，所以就可以发现并解决不同鲁班之间互相打架的事情

　　招投标开始，BIM鲁班不泹可以帮助业主准备一份已经解决掉各种错漏碰缺问题的图纸给投标方而且还可以把那个设计已经完成的BIM模型给施工鲁班，请施工鲁班紦投标方案在BIM模型上表现出来不仅如此，施工过程中的工地实际进展可以在BIM模型上表现出来和计划进度做对比施工中一旦出现问题也鈳以利用这个BIM模型来解决，新的信息也能同步更新到BIM模型中去

　　房子造好以后，这个一直在跟着变更更新的BIM模型就跟实际建筑物一样┅样的了以后市场、销售、运营、改建、扩建，就统统都可以用了如果还是用做衣服来比喻，那就叫量体裁衣：您的体您的衣。

结果层面：CAD是设计师干活更快了BIM是业主变成最明白的那个人了问：从手工时代到CAD时代，最受益的那个人是谁答：设计师。问：设计师得箌的最大好处是什么答：绘图快多了。问：从CAD时代到BIM时代最受益的那个人会是谁？答：业主问：业主的最大好处会是什么？答：省錢变更少了，返工少了追加投资的情况少了。问：还有呢答：省时间。有啥问题都立马能解决了问：还有呢？答：房子质量提高叻不用造好再砸了，不用没洞硬凿洞了问：还有呢？答：没有了问：真没有了？答：业主成精了业主啥事都知道了，业主变成最叻解自己房子的那个人了业主变成最明白的那个人了。

本方案为[广西南宁]华润中心项目BIM总承包管理,64页

华润中心项目BIM总承包管理

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