中医院项目基坑工程数字化管理应用实践

1 建筑业数字化转型趋势

近年来，我国数字经济规模占GDP比重持续攀升，2025年有望突破55%，数字经济已成为我国实现“变道超车”的关键举措。在技术层面上，互联网、5G等技术成熟与发展，促使建筑企业融合数字化基因，逐渐摆脱粗放式标签，实现数字化转型。建筑业数字化魅力无限：从设计到施工，从建造到运营，从维修到拆除，从材料到结构，从BIM到3D打印，从“无人机”到建筑机器人，数字技术用最简单的0和1，重新解构着“建筑”这门复杂的社会艺术和工程技术，建筑业正从快速增长期走向高质量可持续发展期。数字化转型是推动建筑业可持续高质量发展的必由之路，能够助力智造强国梦的实现。

2 项目管理数字化应用优势

工程项目管理是一个复杂而系统性的工作。项目周期长，产业链条长，施工环节多，管理难度大，需要业主方、设计方、施工方和监理方等众多责任主体之间的配合协调。在工程管理中，很多问题是由工程信息模糊、参建单位协作不到位、施工过程问题无法预见、管理数据更新不及时等因素引起的。引入以BIM技术为代表的数字化技术，会有区别于传统管理手段的技术优势，能实现更高效的管理效率，存在以下几个比较突出的优势。

2.1 建筑可视化

传统的施工采用以CAD为主的二维技术，空间形态需要通过平立剖图纸多项对照，才能更好理解。BIM技术可以提供多形式、多视角、可剖切的三维模型，突破了传统二维设计的限制，以直观形象的方式与各参建方交流，提前展示项目成果，呈现项目细节，让各方能更好地理解设计意图，减少工程管理中的信息模糊，确保设计意图的正确实现。可视化手段大大提升了工程管理的目标正确性。

2.2 专业协同化

以统一标准建立的BIM模型，可以把各专业的设计成果并列在一起，把参建各工种的进度状态呈现在一起，把各单位遇到的问题排放在一起。这就为各方协同管理搭建了良好的平台，为精细化管理提供了依据，如项目的进度管理和综合管线布置等。可以针对工程管理中遇到的问题，逐一梳理，分清主次，弄懂难易，避免因信息不完整而引起的工程误判，最终合理确定工程解决方案。信息透明是协同工作的基础。

2.3 过程模拟化

工程施工方案的实施过程比较漫长，一般经验占据了很重要的地位，施工人员能力的高低决定了项目管理的难易程度。利用BIM技术参与施工方案的制定，可以让施工过程提前预演，实现电子施工＋实际施工的二次施工管理；通过对重大施工工艺的电子模拟，可以预判施工问题，优化施工方案，梳理施工工序，调配设备材料，减少工程浪费，更直观地进行技术交底。数字化技术为工程路演提供了简单可行的方法。

2.4 管理动态化

BIM技术优势之一是模型信息的参数化。它可以导出各项与工程管理相关的数据，如各分部分项的工程量、装配构件的数量、装饰的排布方案等信息，以辅助工程项目的管理。及时动态更新这些建筑模型中的数据，可以让管理模型与工程状态保持同步，为管理过程的动态决策提供可靠依据。

3 中医院项目基坑工程数字化管理实践

3.1 基坑工程概况

嘉兴市中医医院医疗综合楼工程（以下简称“本工程”），建设地点位于浙江省嘉兴市新兴街道中医院内部，总建筑面积57 270 m²，其中地上15层38 970 m²，地下3层18 300 m²，主体为框剪结构，抗震7度，建筑物总高度为73.10 m。基坑开挖面积为7 395 m²，周长395 m，开挖深度分别为15.2 m（地下3层）、10.90 m（地下2层）和4.80 m（地下1层）。周边环境复杂，东侧为其单位17层的高层办公楼，距离为15 m；南侧紧临竹桥港河，距离为7.4 m；西侧为医院住院楼，距离为20 m；北侧为污水处理房，距离为6.3 m。基坑安全等级为一级。根据业主要求，本工程应用BIM技术，笔者公司作为全过程工程咨询单位采用BIM技术进行管理。本文将就基坑工程的数字化管理实践进行分享。

3.2 设计深化

基坑工程施工前，通过图纸会审和专家论证，会发现许多问题；施工单位在编制预算和施工方案时，发现很多施工图不够明确的地方，需要在施工图基础上进行二次深化设计。借助数字化技术，可以更便捷地发现问题，更形象地反馈问题，以降低工程返工概率和质量风险，减少无效成本。为本工程建立基坑三维模型，对照基坑围护施工图进行审查，发现了一些问题，对二次深化设计提出了要求。

3.3 专业检查

由于基坑围护单位与土建设计单位不一定是同一单位，因此图纸工程冲突的情况也时有发生。利用基坑数字化模型，可以进行技术性比对，通过对桩基模型、地下室基础模型和基坑支护模型的碰撞检查，发现了土建桩基标高与基坑支护梁标高碰撞问题，地下室坡度与围护桩冲突问题，地下室外墙与管线冲突问题，等等，及时向基坑设单位提出了整改意见，优化了基坑设计方案。

3.4 场地布置

现状医院中的改建工程往往受到诸多场地条件的限制，施工场地布置方案需要仔细研究各种因素，如周边交通、邻近建筑、原有管线、临时道路、塔吊位置、材料堆放、水电接入、消防设施、施工降噪、防尘措施及水源保护等。在场地狭窄的老医院，这些问题更加突出，需要综合性解决。借助BIM场地模型，就可以直观形象地分析施工布置方案，也可以进行多方案比选，为科学确定施工场地提供技术支撑。本工程的基坑场地布置，如图1所示。

图 1 基坑场地布置图

3.5 挖土策划

基坑阶段与其他分项工程最大的区别在于土方开挖。受周边环境、场地、竖向和水平支撑体系的限制，土方开挖方案需要在施工方案中认真采取切实可行的措施，如出土口、车道的设计、土方开挖顺序、安全防护设施等问题，必须仔细研究。针对施工单位的施工方案，利用基坑三维模型审查出土方案，进行土方开挖流程模拟。分析了土方分区、挖土走向、车辆行驶路线、临时道路布置、支撑杆件保护及机械作业面可达等因素，对各阶段工况进行模拟，充分预演施工方案的实施过程。对出土口不安全、挖土顺序不合理、挖机臂长不足及设备位置不科学等问题提出了优化意见，有效地改进了施工方案，保证了施工工期，节约了费用。

3.6 施工模拟

为了更好地了解基坑工程各部位的工程状况，为项目制作了施工漫游动画，对基地鸟瞰、工地环绕、坑内漫游、桩基模拟、挖土模拟等施工工艺和场地视角进行了模拟，可以比较全面地了解各层支护梁体系下净空尺寸、基坑边的安全距离、挖土机械的工作面等情况，为基坑的项目管理提供了比较全面的工程信息。

3.7 进度管理

传统的工程进度管理以甘特图为主。在BIM技术下，实现三维形象进度变得比较简单，借助于软件的隐藏功能，可以把未建造的建筑部件隐藏，显示已建设的工程构件，这样就能动态反映工程的建设进度，也能导出对应的工程量，为工程例会讨论和编制工程周计划提供很好的资料。

3.8 安全预警

借助三维模型，对基坑工程中可能出现的危险源进行分析，拟定合理的应对措施，预控施工风险。

3.9 质量监督

图纸会审阶段，借助BIM模型可以直观地发现图纸中客观存在的“错、漏、碰、缺”等问题，形成设计质量问题汇总表，由设计修改确认，在施工前解决隐藏问题，降低返工成本。在施工方案审查阶段，借助数字化技术可以开展施工工艺的电子模拟，可以将各施工单位步骤、施工展出工序之间的逻辑关系直观地加以展示，了解管线预埋的正确度，分析施工工艺的合理性，制定工种衔接的流水节拍等。

BIM技术的出现丰富了项目质量检查和管理方式，将质量信息链接到BIM模型上，通过模型浏览，让质量问题能在各个层面上协同监督。这种方式与传统的文档记录相比，可以摆脱文字的抽象，促进质量问题协调工作的开展。同时，将BIM技术与现代化新技术相结合，可以进一步优化质量检查和控制手段。

4 基坑工程数字化应用价值

通过基坑工程BIM实践，笔者认为数字化工程管理的主要价值有以下几点。

（1）提升设计质量。建立数字化项目模型，在设计阶段可以检查专业间的碰撞，提高校对审核效果；在施工前采用三维模型审查施工图和施工方案，可以提前发现设计中遗漏的问题和施工中无法实施的困难，有效促进设计质量的提升。

（2）优化施工方案。通过三维模型的分析，可以更深入地理解施工方案，补充完善技术细节，对重大危险源进行预案，及时调整不合理的工序，实现施工方案的优化。

（3）强化预控能力。通过项目的电子化预演，可以使管理工作前置，更早发现问题和困难，强化工程管理的预控能力。

（4）控制工程造价。三维模型可以导出物料清单，使得工程造价透明，也便于项目的造价控制。

5 结 语

结合在工程管理数字化应用上的实践体会，下面笔者将谈一下对建筑业数字化转型的个人观点。

（1）建筑业数字化必须符合行业特点。BIM技术的推进，必须注意行业特点，兼顾各参建单位的工作习惯。少向各方要表格，多向各方供数据；同一份数据应可以用不同形式来呈现，以满足工程验收时各参建方做资料的需要；目前工程验收资料有固有的格式要求。

（2）数字化行为应融入到传统管理中去。BIM技术的应用，需要主动接轨传统管理内容，充分发挥新技术优势，提升传统管理的工作效率，而不是停留在表面形式上；应该高效融入项目的工程管理流程，而不是“另起炉灶，再搭班子”，增加重复劳动。

（3）数字化的中心是做好信息协同共享。数字化转型的目标是更好地进行项目协同，提高建筑业的生产效率。项目协同的关键是实现信息的共享，因此数字化的中心工作就是要让项目的数据信息让各参建方共享，而建立统一标准的项目模型是必要条件。

（4）工程数字预演是促进项目管理的良方。借助数字化技术手段，可以实现工程的数字化预演。这种电子模拟的方式，可以让各参建方提前了解工程建设的各个环节，从而做好施工预案，优化进度计划，实现精细化管理，是促进提高项目管理水平的良方。

（5）信息化模型可服务建筑全生命周期。信息化模型的另一个优势是工程信息的传导，保存了竣工信息的工程模型，为物业管理后期改建装饰装修等工作的开展提供了清晰的数据包，可以大大减少误判，避免不当使用和危险装修，服务建筑项目的全生命周期。