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中国勘察设计协会主管主办

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​“创新杯”12载系列报道之十五 | 中埃携手,筑梦“海市蜃楼”

发布时间:2022/2/25 16:47:48 浏览次数: 作者: 杨慧椋 刘典昆 王晶 来源: 《中国勘察设计》杂志

核心看点


埃及新首都CBD项目位于埃及首都开罗与苏伊士运河之间的沙漠地带,合同额30亿美元,总建筑面积170万m2,包括20个高层建筑单体及配套市政工程,是“一带一路”沿线上最大的房建项目。作为埃及国家战略工程,在中埃两国领导人共同见证下签订。本文以该项目P1标段(包含两栋对称布置的总建筑面积23万m2、高174m超高层建筑)为背景,以BIM管理为主线,以国内外各专业高效联动为手段,以BIM思维为革新,通过多专业协同化建模,基于C8BIM平台式管理,搭配VR、AR、HoloLens MR、3D打印等BIM集成化应用,实现项目各层级的高效联动,通过对人工挖孔桩的创新应用,提供一种基于BIM的成套实施管理思路。


项目概况及重难点


埃及新首都CBD项目为国际EPC项目,采用美标,外加国外监理、数十家分包,整体协调管理难度大。项目实施现场埃及工人占比80%以上,其专业技能水平低,交流交底难度大。此外,该项目地处海外欠发达地区,各项设备资源严重不足,尤其桩基施工,20栋高层同时开工,旋挖转机急缺,极大影响工期。该项目多数物资供应需从中国进口,运输周期长达45天。为保障物资的充足供应,对现场条件要具备较强的前瞻性。



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埃及新首都CBD项目效果图


BIM组织与应用环境


埃及新首都CBD项目以中国BIM标准为基础,制定详细的BIM实施方案,获得业主、监理采纳,在全美标实施的项目,迈出中国标准的第一步。根据公司海外BIM管理办法,在项目前方设置现场BIM管理组,同时在国内设置各专业BIM工作组,配置先进的BIM设备,搭配多款专业软件,由公司进行统筹协调管理,实现国内外BIM管理的高效联动。


BIM集成化应用


集成化建模


建模前,依据BIM实施方案,统一BIM模型标准,实现参建各方数据共享,提高沟通效率,保障BIM应用的连贯性以标准化为基础根据各专业特点Revit为主建模软件完成项目主体结构机电结构二次结构建模搭配Tekla创建钢结构模型Rhino创建幕墙模型等基于Navisworks对各专业模型进行碰撞检查整合优化深化过程基于Revit同步Fuzor实时渲染功能Fuzor的三维效果指导Revit的二维设计快速配景添加并通过Fuzor对模型进行漫游检查净空分析


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BIM实施组织架构



BIM+PM


基于深化完成的BIM模型上传至公司自主研发的C8BIM云平台对模型进行轻量化处理通过设置角色权限满足不同责任人的使用需求所有人均可通过移动端PC网页端实时查看BIM模型并进行相关权限操作施工过程中对发现的质量安全问题可随时拍照录像并关联BIM模型实施各方相关人员基于C8BIM提出问题解决问题并在BIM模型直观展示项目问题解决进度数量此外通过图钉可快速查看问题详情方便管理者获取问题信息整个过程都能追溯并永久保留减少扯皮现象大幅提升沟通效率


基于C8BIM海量的储存空间施工方案施工日志施工影像等各项资料均可得到永久保存并可通过二维码链接共享资源支持微信QQ等任何平台不限速下载查阅与此同时可以通过拍照录视频等形式发布工程动态记录美好瞬间实现各参建方施工全生命周期的协同管理


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BIM+3D打印


基于Revit模型,采用Formlabs 3D光固化打印机制作复杂节点结构模型,搭配AR增强现实,辅助交底埃及工人,便于更加直观地进行技术交流。


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BIM+MR


基于SketchUp采用HoloLens MR技术,将已有建筑与待建建筑有机结合,切身感知成型效果,比对优化。


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BIM+VR


基于Fuzor,并借助VR设备,对项目进行沉浸式检查,对施工队伍进行安全交底,激发大家的学习兴趣。


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基于BIM的人工挖孔桩设计推广优化



优化前后概况


项目桩基原设计为200根旋挖钻孔灌注摩擦桩,桩径1.2m,入微风化玄武岩5m10m。通过设计推广,优化为74根人工挖孔端承桩,桩端持力层为中风化玄武岩层。


可实施性分析


优化过程通过查看地勘报告,基于Maya超高精度曲面拟合处理能力,构建地质模型。经分析,-16m以下为中风化玄武岩,-16m以上为坚硬土,综合考虑CBD项目20栋高层同时施工,旋挖转机严重不足,拟采用人工挖孔桩。


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持力层受力分析


运用Midas对中风化玄武岩持力层进行验算,经过反复计算模拟,初步验算通过桩端持力层受力可行性,并确定最优设计参数。


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Midas结构计算分析



人工挖孔桩优化设计


基于设计荷载及Midas提供的参数,运用Revit协同Fuzor对挖孔桩设计排布,对柱子等重点部位挖孔桩进行全覆盖设计,对其他部位进行设计优化排布,最终优化的人工挖孔端承桩含2m桩径20根、2.5m桩径54根。


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桩基承载力检测


优化后的端承桩单桩承载力达5600t,由于当地缺乏大型桩基检验设备,检测成本极高,我们通过改进传统平板荷载试验方法及装置,采用较小直径传力柱检验桩底小范围内持力层承载力,以此来等效换算2.5m直径单桩承载力5600t的持力层。验算过程通过Midas分别等效换算1.8m/1.5m/1.2m桩端承载力,间接检验超大直径端承桩承载力,最终确定1.2m直径传力柱换算承载力仅为1300t。



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桩基承载力检测方法



“传力柱”设计


基于Revit对传力柱各个节点进行设计,创新使用钢管混凝土传立柱,外包镀锌铁皮(最大限度减少桩身摩擦力),并通过3D MAX对施工全过程进行模拟交底。基于BIM成套桩基承载力检测方法,荣获发明专利1项,形成工法1项、QC成果1项。



结语



埃及新首都CBD项目BIM应用立足于解决各施工重点难点,基于公司自主研发BIM云平台,实现了全员、全专业、全过程及国内外BIM工作的高效联动。项目BIM的顺利实施多次获得埃及高层领导的一致称赞,兄弟单位多次参观学习。未来,我们将继续利用BIM技术,助力“一带一路”工程建设,为推进中国标准国际化贡献力量。(本文作者为中国建筑第八工程局有限公司杨慧椋 刘典昆 王晶)