BIM技术在工程项目施工成本管理中的运用

　　第 6 章 BIM 技术在施工阶段工程项目成本管理中的应用

　　6.1 建立成本 BIM 模型

　　长春万豪东方广场城市综合体 A 区 D 楼酒店项目利用 Luban soft 建模软件建立成本 BIM 模型，基于国家规范和平法标准图集，采用 CAD 转化建模，绘图建模，辅以表格输入等多种方式，整体考虑构件之间的扣减关系，解决在施工过程钢筋工程量控制和结算阶段钢筋工程量的计算问题。造价人员可以修改内置计算规则，借助其强大的钢筋三维显示，使得计算过程有据可依，便于查看和控制，报表种类齐全，满足各多方面需求。该软件内置了全国各地定额的计算规则，可靠、细致，与定额完全吻合，便于调用。具体建模过程见图 6-1,6-2,6-3,6-4,6-5,6-6.

　　6.2 工程量分析

　　6.2.1 混凝土工程量分析

　　按结构说明图中要求，砼强度等级不同时，梁柱节点混凝土按照高标号代替低标号，图纸设计做法和实际施工做法分别见见图 6-7 和图 6-8.

　　（1）模型中起初梁柱节点未按照结构图纸中绘制，一至四层中实际浇筑的 C45混凝土超过模型量，从五层起对模型梁柱节点进行修改，五层在设计基础上节省14.3m?混凝土，六层节省 18.84m?.

　　（2）剪力墙和柱部位暗柱 C45 混凝土比模型量大，主要原因是现场施工中，暗梁和暗柱无法封堵，浇筑时都采用 C45 混凝土浇筑，具体见图 6-9.

　　（3）由于 C45、C50 采用封堵技术后量比模型少，改用 C35 浇筑 45 度角部分，所使得 C35 混凝土实际比模型量多，见图 6-10.

　　（4）梁柱节点 C35 混凝土用量多于模型量，但是 C35 混凝土总方量节省，主要原因是混凝土浇筑中，板厚规范是允许控制在+8mm,-5mm 范围内，现场浇筑混凝土是按照板厚控制在-5mm 内，这样混凝土的总方量节省，示意如图 6-11.

　　6.2.2 钢筋工程量分析

　　（1）剪力墙竖向钢筋起步距离确定的问题

　　按照图集剪力墙竖向钢筋遇端部为暗柱情况时，墙第一根竖向钢筋离暗柱边纵筋起步距离的问题，图集 12G901-1（混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图）第 3-2 至 3-5 页，见图 6-12:起步距离应为同墙身竖向钢筋间距 S;同样在08G101-11（G101 系列图集施工常见问题答疑图解）第 30 页，第 3.2 说明第 2 条也进行说明：按（竖向钢筋）设计间距或最小间距排布≤S.

　　而现场施工剪力墙竖向钢筋离暗柱边起步距离是按 S/2 排布，无形当中，仅一道剪力墙会增加 2 根墙竖向钢筋（两侧），建筑地上高度 106m+地下室近 10m（加基础插筋），总高度近 116m,还未加每层竖向钢筋搭接长度，全剪力墙结构的楼房，经简单的测算，现场实际可影响钢材用量接近 64t.

　　（2）现场剪力墙转角构造做法与预算设置不一致

　　现场施工中剪力墙“L 型”转角处外侧水平钢筋构造采用 11G101-1 P68 页“转角墙（三）”节点即转角处采用一个搭接方式，具体见图 6-13.

　　在预算过程中，该项目预算采用采用弯折 15D,鲁班采用连续通过，预算量和现场比较起来，实际现场用量都比我们预算量还大，避免预算量比还实际量少的情况，预算量在此处和现场做法统一后，经测算，此处预结算量可上调 60t 左右。

　　该问题是预算人员查看现场绑扎墙柱钢筋时发现，现场施工员应该经常与预算部人员加强沟通，对于预算人员应经常了解现场施工情况，特别是节点构造应明确现场做法，避免现场用量大于预算量导致结算亏损的情况。

　　（3）临空墙与底板连接构造

　　在基础层临空墙内墙与底板连接构造，结算量可考虑增加 2 根三级钢 20mm 压脚钢筋，钢筋量可上调约为 2t.

　　该问题是与本项目预算部人员核对工程量时发现的，问题在于预算人员对图集规范的熟悉及掌握能力，通常有些规范强制规定的内容，而图纸总说明仅告知按某图集施工，那么就需要熟悉这些图集，注意其中强制要求的措施做法，虽然有些构造做法因客观或主观原因而现场没处理，但预算还是应算到，这方面的工作该项目还有提升的空间，需要加强。

　　（4）楼板板筋优化项目

　　本项目地上部分楼板钢筋并未考虑抗温度措施，则楼板内的分布钢筋与板受力主筋搭接长度应为 150mm,而现场实则搭接 200~500 不等，普遍存在搭接长度过长的问题。现场下料过长的原因可能是：1）减少下料尺寸，取大值统一下料，方便现场绑扎人员分料绑扎；2）在保护措施不到的情况下，支座钢筋上翘，实际浇筑砼时成型效果不好。无论何种原因，实际都是在浪费现场钢材，况且预算也算不回来，无疑是损失，不应妥协班组，应采取规范要求做法，加强成品的保护，增强施工班组对成品保护的意识。

　　（5）注意事项

　　1）钢筋的节约所遵循的原则不是偷工减料，而是要在施工的过程中进行过程控制。

　　2）在国家定额中有明确的规定，钢筋下料的浪费是钢筋总量的 2%.所以我们要节约钢筋，就要在这个 2%中下工夫，让浪费的钢筋远远小于这个数。

　　3）建立料表审核制度。下料是一个很有学问的工作，是用经验和细心换来的。本工程采用 9m 或者 12m 长的钢筋，尽量分别在不同的部位做到一次用完，而不要有剩余，一旦剩下就没有再利用的可能性，只有当作废品卖掉，所以在钢筋下料过程中控制使用部位的长度极其重要。

　　4）把好进料关，建立过磅制度。工地上所进物资材料全部进行过磅，避免在钢筋潜规则上直径小于 12 的有 5%的正公差。这要求我们的材料管理员认真把好进料的每一关。多次抽查钢筋进场的数量和种类，及时进行检验，看钢筋是否合格。这样可以控制钢筋的数量和重量。

　　5）根据钢筋工提供下料单计划量，从模型中提取每层钢筋计划量，进行总量审核，把好进料关，严格控制进料的浪费和多余。

　　6.3 成本动态跟踪

　　该项目应用以 BIM 技术为依托的工程投资数据平台，将包含投资信息（工程量数据、造价数据）的 BIM 模型上传到系统服务器， 系统就会自动对文件进行解析，同时将海量的投资数据进行分类和整理，形成一个多维度的、多层次的，包含可视化三维图形的多维结构化工程基础数据数据库。

　　相关人员可远程调用、协同，对项目快速准确按区域（根据区域划分投资主体）、按时间段（月、季度、特定时间等）进行分析统计工程量或者造价，使得项目的成本在可控范围内[41].

　　6.3.1 工程量计划

　　（1）应用说明

　　项目开工前，根据施工图纸快速建立预算 BIM 模型，建模标准按照委托方确定的要求（清单或定额）。建模完成后可以获得整个项目的预算工程量。所有预算工程量可以按照楼层、按照构件、按照区域等进行快速划分统计。并把预算模型上传 Luban PDS 系统进行内部共享，相关人员可以利用 MC 和 BE 客户端对所需要的数据进行查询。

　　（2）应用价值

　　利用工程量数据，结合鲁班造价软件，成本部门可以测算出整个项目的施工图预算，作为整个项目总造价控制的关键。

　　工程部可以根据项目各层工作量结合项目总节点要求制定详细的施工进度计划，例如制定基础层的施工计划，相关人员就可以在 BE 中查询土方工程量，承台砼、钢筋和模板工程量，基础梁砼、钢筋和模板工程量等等，并以这些数据为依据结合施工经验就可以制定比较详细和准确的施工进度计划。

　　施工图预算BIM模型获得的工程量今后可以与施工过程中的施工BIM模型进行核对，对各层各构件工程总量进行核对，对于工程量发生较大变化情况及时检查发现问题。

　　（3）相关部门岗位

　　工程部和项目部：项目经理、技术主管、核算员。

　　1）要确保建模的准确性；2）对图纸中未注明、矛盾或错误地方及时提出并进行沟通；3）建模完成后需配套相关建模说明，以便项目双方沟通与核对；4）混凝土工程量中未扣除钢筋所占体积；5）本项目只涉及量数据，造价中相关人材机价格以及取费等由项目组人员完成，鲁班只是通过造价软件分析出人工、材料计划消耗量。

　　6.3.2 人工和材料计划

　　（1）应用说明

　　算量 BIM 模型建立完成后，导入鲁班造价软件，根据定额分析出所需要的各专业人工和主要材料数量。所有数据导入到 BIM 系统中，作为材料部采购上限控制。

　　需要组织的是根据定额分析出来的人工和材料是定额消耗量，与实际消耗量存在差距，通常情况下偏大。因此可以分两步来解决这个问题：一是定额分析出来的人工和材料根据施工经验先乘以特定系数后作为材料上限控制；二是根据现场实际施工测算情况对定额中的消耗量进行修改，形成企业定额，从中分析出来的人工和材料做为准确数量进行上限控制。

　　（2）应用价值

　　材料部门根据分析得到的材料数量进行总体计划，并且设置材料采购上限。如果项目上累计采购已经超出限制则进行预警。材料管控需同邦永项目管理软件相结合，根据公司和管理要求对材料进行分层分节点统计。

　　工程部门可以根据分析得到的具体人工用量，提前预计施工高峰和低谷期，合理安排好施工班组。

　　（3）相关部门岗位

　　工程部和项目部：项目经理、技术主管、核算员。

　　材料部：材料员

　　（4）注意事项

　　机械使用量情况不进行分析，主要考虑大型机械不按台班计费，另外小型机械有分包班组自行准备。对项目管控的价值不大，因此不做考虑。

　　预算 BIM 模型分析出来的材料数量可以作为材料采购总体计划，每一阶段详细计划可以根据施工 BIM 模型来制定，一方面施工 BIM 模型跟贴近于实际施工，另外施工 BIM 模型是根据设计变更或图纸改版随时进行调整，比预算 BIM 模型的数据更可靠。

　　6.3.3 模板摊销制定

　　（1）应用说明

　　根据已经建立的算量 BIM 模型，可以按接触面积测算出模板面积。使用 BE和 MC 客户端选择相应楼层，输入相应构件名称就可以快速查询到所需要的模板量。

　　（2）应用价值

　　工程部根据这些数据，按照模板摊销要求，可以测算出清水模板、库存模板、钢模等的需求量，并对项目部制定相应考核方案。

　　（3）相关部门岗位

　　工程部与项目部：项目经理、技术主管、施工员、核算员。

　　材料部：材料员。

　　（4）注意事项

　　1）系统只提供模板接触面积工程量，并未考虑模板配模情况；2）建议单体工程项目使用 BE 客户端查询，多单体工程项目使用 MC 客户端进行查询。

　　6.3.4 施工交底

　　（1）应用说明

　　施工交底应用主要基于施工 BIM 模型进行，施工 BIM 模型是在预算 BIM 模型的基础上，根据施工方案以及现场实际情况进行编制。因此施工 BIM 模型用于日常交底工作将更准确。

　　（2）应用价值

　　工程部在日常与施工班组交底过程中选择需要交底的部位，进行三维显示，并且可以直接对交底部位进行打印，相关人员签字确认，并交给具体施工人员，以保证交底工作不是流于形式。

　　（3）注意事项

　　钢筋施工 BIM 模型是在预算模型的基础上修改，因此三维显示钢筋与现场布置可能存在一定差异。

　　为了保证施工交底的准确性，最新 BIM 模型可以从 Luban PDS 系统中调用。

　　6.3.5 材料用量计划

　　（1）应用说明

　　施工 BIM 模型导入鲁班造价后，可以分析出所需要的材料需求量。例如浇筑混凝土，根据施工 BIM 预算模型统计混凝土需求量应该为 120m?,根据现场支模情况并且考虑扣除钢筋体积，估计 110m?可以满足需求，确定后就可以要求混凝土厂进行准备。同时这个量还可以作为最后的核对依据，如果实际浇筑超过了 120m?,这个时候就要查原因，是量不足还是其他情况。

　　（2）应用价值

　　工程现场管理人员原来是需要提前手工计算并进行统计，现在可以直接在系统中进行查询。一方面避免手工计算不准确或者人为低级错误，另一方面避免因时间紧导致手工无法计算。同时有设计变更调整也能及时共享到最新数据。

　　（3）注意事项

　　针对设计变更和施工调整的情况，需及时更新施工 BIM 模型。

　　软件中分析得到的是预算消耗量，实际用量或采购申请需根据经验做调整。

　　6.3.6 进度款审核申报

　　（1）应用说明

　　对于分包单位进度款的申报与审核，核算员可以通过算量软件调取各家分包单位的工作量，项目经理和工程部相关人员可以进入 Luban PDS 中进行审核确认。

　　（2）应用价值

　　提高核算人员填报分包工作量的准确性和及时性，避免因工作量误差引起矛盾，增加沟通成本。

　　项目经理和工程部人员在签字时可以快速调取系统中的数据进行核对，做到管理决策有据可依，有据可查。

　　（3）相关部门岗位

　　项目部：项目经理、核算员。

　　如果表单在系统中流转，可以考虑增加一系列 Luban PDS 系统中调取的数据作为参考。

　　6.3.7 施工过程中多算对比（工程量）

　　（1）应用说明

　　目前的条件可以满足项目的二算对比，即项目前期预算量和施工过程中实际量的对比。

　　（2）应用价值

　　施工过程中多算对比主要便于项目经理和总部进行管控，通过数据对比和分析，及时了解项目进展情况。对于数据变化大的项目及时查找并解决问题。

　　（3）相关部门岗位

　　项目部：项目经理。

　　6.3.8 设计变更调整

　　（1）应用说明

　　资料员拿到设计变更后进行扫描并提交给核算员。并由核算员根据变更情况直接在 BIM 模型中进行修改，并把相关设计变更单扫描文件连接到模型变更部位。

　　完成后上传到 Luban PDS 中进行共享查询。

　　（2）应用价值

　　保证相关部门查询到的数据是最新最准确的，包括材料采购申请以及月工作量审核等。

　　调整后数据可以在 MC 客户端中与项目前期预算进行对比，可以快速了解到设计变更后工程量变化情况。

　　施工完成后的 BIM 模型可以作为分包结算的依据，并包含所有涉及到的变更单。这样有效加快结算速度和准确性，避免扯皮事情发生。

　　（3）相关部门岗位

　　项目部：资料员、核算员。

　　（4）注意事项

　　预算 BIM 模型和施工 BIM 模型都会根据设计变更进行调整。

　　所有模型调整的历史版本都会保存在 Luban PDS 系统中，方便今后查询和调用。

　　6.3.9 电子资料数据库建立

　　（1）应用说明

　　为了便于后期的运营维护，施工阶段需把主要材料的供应商信息、设计变更单等相关资料加入到模型中。通过算量软件 BIM 功能可以添加供应商信息，其他图片或者文件可以通过连接模式关联到具体构件中。例如大理石地面，可以注明供应商、尺寸、规格、型号、联系方式等。与之相关的设计变更单可以扫描后作为连接进行关联。

　　（2）应用价值

　　运营维护阶段相关资料就可以得到有效利用，例如地面大理石损坏，这时候就可以查询到大理石的相关厂家信息，便于查询，避免浪费时间去翻阅竣工图纸、变更单等情况。

　　项目结算时，有相关变更和签证直接在模型中进行查询，避免结算时候漏项。

　　（3）相关部门岗位

　　项目部：资料员、核算员。

　　（4）注意事项

　　由现场资料员积累到一定量后定期完善和更新，设计变更和签证由核算员更新模型时完成。

　　对于资料的规范和要求需制定相应的规章制度。

　　6.4 对策建议

　　（1）在制作分析报告的过程中，部分人员不能够及时提供数据，导致报告一拖再拖，不能及时分析出原因，找不到自身存在的不足，在后面的施工中就不能够及时的发现问题和整改，希望领导引起足够重视，进行监督和督促，在今后的报告分析中各部门有专门人员负责和配合，做到及时准确的提供所需数据。

　　（2）混凝土浇筑前，严格控制模板底模标高，在大跨度的情况下，应当起拱，同时加强对支模尺寸、模板加固及脚手架支撑系统的检查，防止在浇筑过程中出现胀模泡模现象，浇筑过程中，施工部检查混凝土面标高，施工班组拉线控制混凝土面标高，做到提前预防混凝土的浪费。

　　（3）施工员在施工过程中，混凝土浇筑需要记录详细的浇筑时间、浇筑混凝土强度、浇筑部位；钢筋下料单要经过施工负责人审核并提出现场钢筋用料计划，核算员提取模型量进行比对，控制钢筋材料采购计划。钢筋下料一定要由了解规范，熟悉图集，现场经验丰富的人员进行审核把关，才能起到真正控制和节约材料的作用，期待领导可以重视和安排专人进行落实。

　　（4）建议该项目部各部门根据工程分析报表，针对各部门的实际情况进行总结分析，查找自身工作不足，以及在后期工作中的改进方法。

　　6.5 本章小结

　　本章通过BIM技术在长春万豪东方广场城市综合体A区D楼酒店项目建立成本 BIM 模型、工程量分析和成本动态跟踪这三个方面进行应用，解决了施工过程中的成本问题，提出了相应的对策建议，加强了项目管理人员对成本实时跟踪和管控的能力，提高了成本管理效率，促进了工程项目信息化、过程化、精细化的成本管理。