基于bim的3d-gcp软件在三维施工场地布置中的应用

基于BIM的3D-GCP软件在三维施工场地布置中的应用

李静1 陈选民2

（1.延安职业技术学院，陕西 延安 716000；2.河南工程咨询监理有限公司，河南 郑州 450000 ）

摘 要：施工场地布置应随施工的推进而动态变化，以往传统的二维平面布置方法无法满足这一要求，而BIM技术将会使得现场实现动态管理。以西安某商业综合楼项目为案例，全面介绍基于BIM的3D-GCP软件技术，以及在项目中的具体应用和应用过程中的运用体会，为推动BIM技术在三维施工场地布置中的应用提供参考依据。

关键词：BIM；3D-GCP软件；三维；施工场地布置

1 引言

传统的施工场地布置是基于对拟建项目的特点以及施工现场周边环境等情况的初步了解，利用CAD软件，即在二维模式下，以静态的方式，对施工现场场地内的各种生产生活设施、道路、管线等进行的布置设计。二维的施工场地布置方法，已经不适应新的需求。

近年来BIM技术由于具备可视化、全过程、动态控制等优点，正在被建筑行业大力推广。基于BIM技术可以进行三维施工现场场地的布置，即通过建立施工现场的3D模型，合理地布置现场内的各类生产操作区、临时设施、大型设备及道路管线等，以动态方式对其分析并确定最佳方案；并且可以在投标阶段提供漫游展示、施工阶段提供虚拟交底，不仅实现了绿色施工、节能减排，还提高施工效率，节省工程成本。本文将以广联达公司的3D-GCP软件为建模工具，深入探讨三维施工场地布置的应用。

2 基于BIM的3D-GCP软件技术

基于BIM理念的3D-GCP软件，即广联达BIM三维施工平面布置软件，是一款针对施工现场平面布置，而研发的三维参数化BIM建模软件。这款软件拥有智能的CAD文件识别功能，可以通过导入CAD软件的DWG格式文件、广联达的BIM图形算量软件的GCL格式文件，实现二维与三维的相互便捷转换。软件内嵌

大量的图元库，无需用户单独地、频繁地建立族库，用户通过鼠标的简单拖曳动作，以及参数的修改，即可完成临时设施的布置。临时设施、道路、机械设备等布置入场地内后，软件可以进行合法性碰撞检查和临设工程量一键计算，将大大提高相关工作人员的工作效率。另外，软件的内置图元构件，均为高清模型或矢量模型，图元逼真，因此所生成的场地模型及图纸更加真实美观。最后，当BIM模型建立完成后，软件可以实现三维旋转和3D漫游、全过程动画演示，来动态展示施工现场内基于施工全过程的布置效果。

3 3D-GCP软件技术在项目中的应用3.1 项目案例概况

西安市某商业综合楼，建筑面积23134㎡，占地面积2087㎡，室外设计标高为-0.6m，地上11层，一层层高5m，其他层高4m，建筑总高度为45.6m。结构形式为钢筋混凝土剪力墙结构。拟定工期总日历天数为590天，其中主体结构330日历天。

3.2 3D-GCP软件技术在项目中的具体应用对于该项目，首先分析施工现场场地的基本信息，进行综合的全面考虑。本工程的周围环境较为特殊，场地的南侧是居民区，西侧为学校，因此对噪声、环保等方面的要求较高。那么，在进行现场布置时，常见的噪声比较大的加工场，如钢筋加工场、木工加工场等，应尽量远离西侧的学校。

本工程为钢筋混凝土剪力墙结构，其主体结构的施工主要工序为绑扎钢筋、支护模板、浇筑混凝土

[基金项目] 延安职业技术学院教学质量与教学改革工程顶目（课题编号：2019KCJG25）。

[作者简介] 李静(1982- )，女，硕士，副教授。 陈选民（1981- ），男，注册一级建造师，注册监理工程师，注册造价工程师。 – 172 –

以及砌筑砌体。因此，选择合理的垂直运输设备，将对工程的顺利进行影响巨大。另外，在进行道路的设计时，需要考虑满足输运商品混凝土的大型运输车的

图1 3D-GCP软件的三维施工场地布置模型

图2 项目案例三维施工场地布置模型

图3 项目案例三维施工场地布置模型（二）

图4 项目案例三维施工场地布置模型（三）

Modern Property Management

现代物业

表1 主要材料需求计划表

序号材料名称规格单位数量1水泥P32.5t4013.172水泥P42.5

t2512.823生石灰t

324.0

钢筋

Ⅰ级钢筋Φ10以内t

312.14

5钢筋Ⅱ级钢筋Φ12以上t1566.386

碎石0.5-1cmm³113.757碎石1-2cm

m³9473.298中砂m³

6367.209加气混凝土砌块

综合m³3728.4610模板m²

46285.6711面砖600*240*8千块422.1212缸砖150*150*10千块75.13花瓷砖300*200

千块409.7414

轻质墙板

m²

7535.07

表2 主要机械设备计划表序号机械设备名称型号规格1

混凝土搅拌机JS5002*18.522混凝土搅拌机JS7503013混凝土配料机PL8002*6.624混凝土输送泵HBT603*6535钢筋对焊机UN100100KVA16钢筋切断机GQ40A2*5.527钢筋弯曲机GW40

3*338钢筋螺纹加工机械5.519钢筋冷拉设备5.5110木工电锯2*4.5211木工电刨2*4.5212直流电焊机AX5002*26213交流电焊机BX5004*26

414

挖掘机215自卸车816

装载机

1

正常通行。最后，本工程中在现场内需要布置的临时设施是常见的主体施工中必不可少的作业区与作业设施，比如钢筋加工区、模板堆场、钢筋堆场、水泥仓库、砌块堆场等，还有满足项目部日常办公与生活需要的办公室、宿舍、厕浴间等。

3.2.1 垂直运输机械布置

基于BIM的施工现场布置建模的流程，首先应进行主体结构模型的建立。如上所述，通过导入CAD软件的DWG格式文件，即可建立主体结构模型，以

及施工现场的红线范围区域。然后，根据工程的外部轮廓，并综合考虑施工作业区段划分、材料运输

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工程施工 Engineering Construction

方式等，进行垂直运输机械的组合选择。本建筑高为45.6m,需采用塔吊作为主要的垂直运输工具。根据施工场地的大小、作业区的距离、拟建工程的平面尺寸等，选择合适臂长的塔吊，使得所选取的塔吊，既能够最大范围地覆盖施工现场区域，又能与周边的建筑保持安全距离。在放置塔吊时，3D-GCP软件的二维绘图界面中，显示的是以塔吊臂长为半径的圆形。这种方式能够非常直观地观察所选塔吊是否符合覆盖范围的要求。然后，结合工程量以及塔吊的运输能力数据，进行垂直运输机械的搭配选择。通过统计汇总出的该工程主体结构的主要材料用量(表1)，经过运输能力的核算后，选择一台施工电梯来配合塔吊进行垂直运输作业。

通过实践应用（图2），发现运用BIM技术，能够在塔吊、施工电梯布置过程中，直观地展现这些垂直运输机械与施工顺序的配合，并可适当减少塔吊、施工电梯等机械的投入数量，从而节省工程成本及资源。

3.2.2 材料堆场与加工棚布置

在利用3D-GCP软件进行施工现场布置前，应先从施工组织设计中的机械需求计划以及自有施工机械情况中，汇总出本工程施工阶段的主要机械设备使用计划。根据表2中所罗列的施工所需机械计划，再明确规划本工程需要布置的加工棚和材料堆放场地。如前所述，基于对周边环境降低影响的考虑，在布置木料加工棚、钢筋加工棚时，应当尽量靠近施工场地的北侧。另外，从尽量减少二次搬运量的角度出发，材料的堆放场地应当尽量靠近相应的加工场。同时应当尽量在塔吊的覆盖范围之内，从而保证垂直运输的便捷性。

通过实践应用（图3），发现运用BIM技术，能够快速高效地利用图元库，便捷地布置加工棚及堆场。初步完毕后，还可利用3D-GCP软件的碰撞检查功能，检查布置的合法性，再进行优化布置。

3.2.3 现场运输道路布置

现场运输道路布置时，先考虑基坑外边线的位置、防火间距的要求以及现场内材料运输的需求等，并结合永久道路来综合设计。本工程开工后，施工现场内主要车辆有挖掘机、土方车等。通过BIM技术，利用3D-GCP软件，在设置好道路的材质、宽度等参数后，便可通过点画拖拽的方式，快捷地进行道路的布设。运用BIM技术，可以在现场内模拟各类型车辆在临时道路上的进出场、行进路线、卸货位置以及检验不同车辆的会车过程。然后又通过在现场道路的交叉路口处，设置醒目的交通警示牌和分流指示牌，使得进场车辆能够合理分流。

通过实践应用（图1），发现运用BIM技术，减少了临时道路的施工量，节约了工程投入，充分体现了该工程施工现场绿色施工的特点。

3.2.4 临时设施布置

根据劳动力计划，并综合考虑办公区、生活区与作业区的布置原则，进行门卫室、办公区、宿舍、食堂、卫生间等布置。通过BIM技术，利用3D-GCP软件，可直接通过点画拖拽的方式，快捷地进行临时设施的布设。单个临时设施的位置布设好后，还可以进行高度、层数、材质、颜色、标语等个性化参数设置，使得施工现场布置更加协调与美观。

通过实践应用（图4），发现运用BIM技术，可根据方位，更加方便合理地布置办公生活区的朝向与间距，不仅保证日照充足，而且绿色节能。另外，初步布设后，也可利用3D-GCP软件的碰撞检查功能，检查布置的合法性，再进行优化布置。

4 结束语

施工现场的平面布置应随着施工过程中的现场情况进行动态调整。以往利用CAD绘图软件进行施工现场平面布置图绘制时，不仅绘制过程繁琐，而且二维图纸不直观形象，方案调整时也较为麻烦。而利用基于BIM的3D-GCP软件，不仅可以将施工现场的布置情况三维立体化地进行漫游展示，而且可以模拟实时工况，对不合理布置和安全隐患进行排查与分析，从而不断地优化平面布置方案，使方案更加完善、经济、节能。

参考文献：

[1]王廷魁，郑娇等.基于B1M的施工场地动态布置方案评选[J].施工技术，2014 (3).

[2]毛志兵.建筑工程施工B1M应用指南[M].中国建筑工业出版社，2014.

[3]黄锰钢.广联达BIM解决方案[J].中国建设信息，2012(20):38-39.

[4]郑娇.建筑施工场地动态布置方案评选研究[D].重庆大学，2014:26-28.

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