对27843 根工程桩的设计深化、生产、物流跟踪、安装进行精细化管控 ——天津滨海森林庄园项目

项目情况

对27843 根工程桩的设计深化、生产、物流跟踪、安装进行精细化管控 ——天津滨海森林庄园项目

一、项目背景

1、项目概述：

天津滨海国际森林庄园项目位于天津市滨海新区塘沽森林公园北侧，是集商业金融、文化娱乐、别墅住宅、商业会所、艺术中心及配套设施为一体的综合性建筑。工程由6个标段、14个地块组成，具有建筑规模庞大，地块扁平化分散，高绿化率，低建筑密度，低容积率的特点。建筑面积：470972.16㎡；

建筑层数：地下1层，地上2～4层；

结构形式：框架剪力墙结构、框架结构；

基础形式：预制桩承台基础

开工日期：2017.07.22

计划竣工日期：2021.12.31

2、重难点分析：

（1）所处岩层复杂：滨海新区地处填海区，地质环境较为复杂，岩层分布深度和性质难以直观体现。浅层和中层存在淤泥质土等软弱土层。蓝图中桩持力层及接桩层设计较为粗糙，虽满足规范要求，但两节桩长的设计依然有优化空间，需对桩的入岩情况及配桩设计进行进一步优化。

（2）信息管理量庞大：本工程桩共27843根，数量庞大，传统方式桩施工组织的计划执行、进出场、存放耗用、质安过程监督、验收等大量信息难以统筹管理。

（3）工期紧，任务重：尽管桩基施工过程并不复杂，但业主对工期要求紧，为快速展开后期土方、基础工程等工作，需压缩桩基施工工期。

（4）质量安全管理严：地方监督机构对桩基施工质量、桩基安全文明施工要求高，且项目占地面积极大，实现高效的质量安全管理有较高难度。

3、BIM应用需求：

由于项目地质环境较为复杂，存在淤泥质土等软弱土层，施工难度大，因此采用预制桩。但由于桩数量庞大、桩长不同，且施工场地条件也受到相应的制约。因此桩的（设计、型号、下单、生产、物流、吊装等）多维度信息要完全与生产计划一致才能保障工期和质量的交付，因现场的实际情况可能和前期设计不符，需快速进行反馈和调整。传统的管理手段很难进行快速反馈，需要高效且准确的桩基施工信息管理平台来达到业务协同管理和项目信息集成管理的目的。对于安全质量过程的管控，由于桩基有安全质量不可逆性，要保证安全进度一次成型。因此也需要用信息化的手段进行管控。

二、项目BIM应用整体方案

1、组织架构

2、岗位职责

项目部组织各部门成员成立BIM工作小组，编制项目BIM实施策划书，有效开展BIM工作，小组由技术部主导工作，BIM负责人协调分工，再由小组成员共同完成BIM成果。

3、软硬件配置

4、实施顺序

本项目施工全过程采用BIM技术，具体实施顺序如下：

①建立桩基模型和地质模型，进行数据提取后，对持力层液化情况和承载力以及接桩层液化情况进行入岩分析，之后进行桩优化方案的匹配。

②基于BIM5D平台对工程桩生产、运输、进场验收、储存、施工、验收的状态信息全周期过程跟踪，所有工程桩单独编号，从每个管控点抓住桩构件各阶段的重点信息，用以事前把控质量、过程按需优化施工计划、精细化管理提质、增效。

③对管桩进行施工进度管控过程，根据进度的超前完成或超期预警，分析进度偏差对工期产生的影响及原因，对紧后、关键路径工作重新评估，采取调整计划时间、劳动力、材料、机械资源投入等方式实时控制项目进度，最终确保桩基工程工期目标，压缩工期，为后续基础及主体结构施工争取更多进度调整空间。

④基于BIM5D平台的质量、安全管理过程，由各地块相关负责人日常上传质量安全问题、推送处理人、整改问题、问题复核，并汇总。

⑤基于项目级BIM5D管理平台，利用三端一云（PC端、手机端、网页端和关联云）与BIM模型相关联进行项目进度、质量、安全等管理，实现信息化管理。

三、BIM实施过程

1、人员培训

（1）项目BIM小组多次举办BIM应用培训及交底。对产品的应用功能进行普及培训，保证后期BIM技术在项目的落地应用。

（2）各参与方应按照BIM实施策划要求，预先制定其所负责模型的内容、详细程度。模型和应用质量应依照实施规划要求，明确落实到个人。

2、BIM实施应用

（1）桩基深化设计

模型创建

设计优化

本工程设计桩型ZH1～ZH8共8种，桩长18～22m，单桩长度7～12m共6种，结合C3D入岩分析中接桩层和持力层位置信息，对配桩长度进行优化，尽量统一各节桩长，以求在桩的生产、运输、堆放、施工过程中带来效益。

通过地质模型对桩长需求的分析计算，在接桩位置、持力层满足设计要求的前提下，经过计算和比较，筛选出可进行优化的桩，占总数的27.05%。经与设计、勘察单位协同商议，确定了桩长优化方案，并形成洽商文件。

（2）桩构件跟踪应用

基于广联达数字项目平台BIM5D技术管理系统与GIS的桩构件跟踪：

项目实施对工程桩生产、运输、进场验收、储存、施工、验收的状态信息全周期过程跟踪，所有工程桩单独编号，从每个管控点抓住桩构件各阶段的重点信息，用以事前把控质量、过程按需优化施工计划、精细化管理提质、增效。

从第一批桩生产启动前，进行PHC管桩的施工全过程跟踪计划。覆盖生产、运输、进场验收、储存、施工、验收六个主要阶段，时间、质量、位置信息等管控点。

项目根据构件的实施阶段、完成时间、所处位置信息、阶段完成成果情况，实时调整施工计划安排，对劳动力、材料、机械等施工资源作出合理调整，最终提升项目精细化管理程度和收益。

生产管理

通过模型导入数字项目平台，提取各流水段物资数量，形成物资计划表，并发送至桩厂，厂家按表生产，并粘贴二维码。模型传递的物资计划信息具有准确、快速、信息全面等优势，利于厂家与项目的协同作业。

通过在数字平台设置PHC管桩生产负责人，并提供数据上传接口，由供应商材料员兼职，提供生产、出厂、合格证等相关信息。生产信息的追踪帮助项目实时掌握厂家生产状态、供应能力、生产质量状况，并根据信息作出相应生产计划调整。

运输管理

运输过程采用基于GIS的车辆位置跟踪，首先是运输基本信息，供应厂家通过运输车辆信息、司机信息、路线信息、时间信息的录入，通知项目进行材料进场验收工作，项目根据信息做好物资进场验收准备。

通过联合运输司机完成GIS地理点位信息的录入，在出厂与到场分别记录一次地理信息，有助于实时把控桩的运输状态。若遇堵车、暴雨、限流等意外情况时，司机将进行额外的地理信息录入，并说明情况。

进场验收、储存管理

桩的进场验收由项目质量及材料部门联合进行，严格把控进场质量，对桩的外观、尺寸、强度、桩径、管壁厚度、桩尖中心线、桩体弯曲、桩顶平整度等按规范要求在移动端填报验收信息和验收过程照片，不合格品直接作退场处理。

各地块责任工程师负责跟踪桩的堆放料场位置以及相关储存信息，储存信息包含存入时间、所在料场、所用流水段、损耗信息、堆放形式、堆放高度、料场存储空间，用以判断下批次桩进场合理时间、规划各流水段取料，减少场内二次搬运情况。

施工、检测及验收管理

施工信息跟踪包含当日施工的桩批次、数量，施工时间、天气情况；沉桩信息包含桩的入土深度、桩顶标高、压载信息、焊接质量等内容。当日施工完毕后，将记录的施工信息形成施工日志，可以辅助后续进度计划安排，而沉桩参数可在后续的技术管理应用中提取使用。

各标段桩施工完毕后，对其桩身完整性、单桩竖向承载力等关键验收报告进行录入管理。方便资料轻量化管理，提高了各部门调用验收资料的效率。

（3）计划管理

基于广联达BIM5D数字项目平台的进度管理系统，设置了五个关键管控点，分别是人、材、机三项主要资源，超前与滞后两项主要状态。

管桩5D施工进度管控过程，主要是根据进度的超前完成或超期预警，分析进度偏差对工期产生的影响及原因，对紧后、关键路径工作重新评估，采取调整计划时间、劳动力、材料、机械资源投入等方式实时控制项目进度，最终确保桩基工程工期目标，压缩工期，为后续基础及主体结构施工争取更多进度调整空间。

进度管理策划

设计流水段划分、并关联模型
进度计划编制由斑马进度完成，直接导入BIM5D
根据进度计划，进行任务派分，制定各施工节点责任人，推送至移动端。
现场责任人按实际施工进度，填报信息。
在网页端进行任务查验。
根据进度关联的人、材、机等资源数据，结合计划工期与实际工期偏差，进行进度管控。

随着施工进行，每日填报的施工任务信息逐渐积累，超前与滞后两个管控点逐渐在计划网络中显现出来。对于超期预警情况，综合分析进度与资源曲线，想要拉直前锋线，就要向关键线路要时间，向非关键路线要资源。

结合总进度布局的大流水施工以及甲方对个别主体的节点要求，对基础桩施工进行了进度优化，确定关键线路，采取由非关键路径调配资源至关键路径的优化原则，加大劳动力及挖土机械投入，抢出“九段桩基施工”后续关键路径上“开挖及桩偏位处理”工期，非关键路线3段及6段的总时差较长，不影响总工期目标，第九流水段通过资源计划管控，最终确保了桩基工程计划验收时间。

5D的进度管控方式，也提供了状态对比、投入资源分析等更为直观高效的进度分析方法：

通过“未开始”、“正常开始”等工期的状态类型与所占比例的数据实现总进度把控。
根据时间范围、进度计划、楼层、流水段、构件类型、规格型号快速的统计出施工工程量，提升材料清单编制效率。
直观对比计划工期与实际工期关联的模型及工程量曲线，根据偏差值评估当前资源投入情况，并作出相应调整。

（4）质量安全管理

基于广联达BIM5D质量、安全管理系统，由各地块相关负责人日常上传质量问题、推送处理人、整改问题、问题复核，并汇总于云平台。在平台对桩的“焊接质量、桩偏位、填芯质量、桩头防水、接桩质量、截桩质量”等问题进行浏览、预警、分析。

通过数据的统计分析，早期施工时频繁出现桩焊接质量不佳、标高偏差超出规范值等问题，项目针对性对此类质量问题召开专项整改会议，对专业分包及劳务人员重新交底施工要点、操作规范等内容。

桩基施工安全管理主要针对“文明施工”、“施工用电”、“施工机具”、“安全防护”四类问题进行检查，同样由相关负责人发现问题后推送给整改人，整改人安排并监督专业分包及劳务人员定时整改，整改完毕后由安全负责人进行复查，全过程数据均同步上传云平台。

通过平台集成数据并对各类安全问题的发生、整改情况进行对比分析，根据问题发生频率针对性加强安全管理力度，达到减少、杜绝安全隐患的目的。

四、应用效果总结

1、效益总结

（1）桩基深化设计：桩基入岩分析确保工程结构质量，相关变更利润1.8w元。配桩优化过程使得资料数据轻量化，施工效率提升，生产及运输成本降低，施工间接效益预估42w元。

（2）构件跟踪与GPS应用，构件跟踪提升精细化管理程度，无纸化跟踪流程使得资料轻量化，节省8w～12w元管理成本。GPS应用提升桩位测放及复核效率9%～15%，且数据化资料易集成分析。

（3）计划管控：项目资源调配决策、进度趋势分析控制能力提升。计划管控最终使得桩基工程相比计划提前10天完成，工期压缩18%。

（4）质量安全管理：针对性抓住了高频质量问题，提升管桩施工整体质量。辅助项目做好桩基工程阶段的安全文明施工。

（5）在2021年取得北京市工程建设BIM大赛Ⅰ类成果。

2、方法总结

（1）BIM技术综合应用创效：针对天津滨海国际森林庄园项目工程桩特点，通过BIM技术的基础应用及创新应用相结合，解决了该工程桩的质量、安全、进度、信息等协同和集成问题，不仅提前了工期还满足了质量安全施工要求高的问题；

（2）BIM技术人才的培养：公司组建有专门的BIM技术团队，均为公司技术骨干人员。项目组建有专门的BIM技术团队5人，并通过多次专门的BIM应用培训培养了数名BIM施工应用人员，为后续项目BIM推广和建设储蓄了坚实力量。