0 引言

　　目前在建筑业施工过程中，存在生产方式粗放、消耗高、污染高等问题，绿色施工在我国发展中存在缺乏信息沟通和施工管理模式单一等难题。因此，深入研究BIM技术在绿色施工中的应用对实现“四节一环保”具有重要意义。本文在现有技术的基础上，结合实际桩基础工程，总结经验，重点分析BIM技术在绿色施工中的应用价值。

　　1 BIM及绿色施工技术概况

　　1.1 BIM技术

　　BIM技术可共享有关设施信息，并为设施从概念到退役的整个生命周期所有决策提供可靠基础。在项目各阶段，信息由不同参与者插入、提取、更新、修订，以支持和反映其协作责任。

　　BIM技术是信息和模型的共同体，BIM的使命包含市场需求、可视化、系统调试、有限元分析、法规要求、CFD、日照分析、能耗模拟、声学计算、视线模拟、碰撞检查、成本预算、施工计划、设施管理、运营评估、社区互动等。

　　1.2 绿色施工

　　绿色施工的定义如图1所示，即在满足建筑结构质量安全的前提下，通过现有技术手段，在施工过程中减少对环境产生的负面影响，实现绿色目标。绿色施工的前提是质量安全得到保障，最终目的是节约资源，而要实现绿色施工，必须先实现管理手段的科学性、技术手段的先进行，两者相互配合，缺一不可。绿色施工的水平会随着管理水平和技术水平的提升而不断提升。

　　2 绿色施工中BIM技术的应用体现

　　2.1 可视化

　　在建设项目的实施阶段，采用BIM技术使整个施工过程可视化，用于检查任务间的重叠和冲突，还可优化距离，优化放置计划，以可视化的角度指导整个施工过程。

　　图1 绿色施工定义  

　　2.2 冲突检查

　　可利用BIM技术检查模型执行冲突，在冲突检查过程中，技术人员可使用BIM技术直观找到冲突原因，并根据实际情况给出解决方案，从而大大提高工作效率。

　　2.3 优化能源使用

　　BIM技术可实现能源优化。BIM创建的信息模型包括各种能量控制元素，结合结构设计和构造，该内容的协调可实现节能和优化。将BIM技术应用于现有建筑物时，BIM技术可在能源使用和优化性能等方面有效帮助参与者。

　　2.4 节约资源

　　1)节约用地通过利用现有建筑物，建设废弃场所，详细规划地下空间，对受污染和废弃场所进行特殊处理，当满足所有指标后进行有效开发和利用。

　　2)节约用水BIM技术可用于水资源的使用和调节，通过模拟各种设备的正常使用和损耗合理控制用水量。综合考虑各部件和设备用水量后，将总用水量分为几类，并使用专业软件调节施工期间的给排水和用水量，避免浪费水资源。

　　3)节约材料在设计阶段，通过BIM技术设计直观可视、准确无误的模型后，转换相关数据，计算出所需的材料和组件数量。根据信息模型结果，供应商可准确供应材料，减少生产和运输材料组件所需的劳动力与材料投入，并控制数量和质量误差。

　　3 绿色施工在桩基工程中的应用

　　3.1 工程概况

　　演马庄西站位于济南市槐荫区，是济南市轨道交通1号线的地铁站，为单柱双跨地下2层岛式车站。车站总长约360m，共设4个出入口，另设1个安全出口、3组风亭，最大开挖深度约18.2m。

　　车站采用明挖法，车站北段采用预制复合桩+内支撑结构形式，施工流程如图2所示。

　　图2 复合桩施工流程  

　　经地质勘察，车站地层主要由黄土、粉土、粉质黏土及卵石组成，土层参数如表1所示，项目区域地下水为孔隙潜水、承压水。

　　表1 土层参数 

　　表1 土层参数

　　3.2 基于BIM技术的施工模型构建

　　BIM技术需依靠较先进的软件平台实现施工可视化，主要包括建模软件及后续分析软件。本文采用Revit软件对整体工程进行建模，然后通过软件自带功能导入Navisworks Manage进行分析，复合桩整体BIM模型如图3所示。

　　图3 整体BIM模型  

　　3.3 基于BIM技术的施工模拟

　　利用BIM技术将该车站的复合桩施工过程进行可视化，使用大扭矩长螺旋钻机模拟钻井和成桩施工过程，以确保预制桩的准确性。复合桩的主要施工过程包括钻孔、注浆、吊桩、打桩等。

　　相比传统桩的施工方法，采用BIM技术模拟施工工艺过程，具有如下优势。

　　1)无泥钻孔可减少钻孔桩产生的废泥，并减少泥浆对环境的污染。

　　2)水泥浆的预混合浆优于现有水泥浆，因为施工过程中不产生废浆，水泥用量仅为传统工艺的3/4。

　　3)通过起重机将桩下放后，利用自重和振动锤将桩降低到设计高度，可减少桩头混凝土用量、建筑废料及噪声污染。

　　采用BIM技术模拟灌注桩施工工艺，可减小对环境的污染，同时节约材料，实现绿色施工。

　　3.4 基于BIM技术的施工进度模拟

　　4D进度配置模拟是在可视化环境中演示通过链接开发的计划文件与BIM 3D模型，并通过合理的装配顺序完成该过程。

　　传统优化调度过程中，配置时出现问题后才更新计划目标，因此实际计划与目标计划不一致。根据BIM计划管理中的4D可视化，可深入检查初步进度表，通过工作面优化和调整施工进度表，确保闲置工作面得到最大程度利用，并预见可能出现的问题，合理准备专业材料和设备供应，物资和施工时间应严格按图纸进行配置，避免返工和进度延误，并有效控制实际进度，必要时可调整施工进度方案。

　　3.5 基于BIM技术的绿色施工效益分析

　　1)减少事故发生采用BIM技术进行可视化交底、施工模拟后，大大降低事故发生率，复合桩经质量检测，合格率约达到100%。

　　2)节省材料对比传统施工工艺，本工程共减少混凝土用量1 000余m³，同时还减少约3万元的桩头破除费用。

　　3)缩短工期通过BIM技术，采用绿色施工工艺，该复合桩施工工期约为传统工艺工期的2/3。

　　4 结语

　　1) BIM技术在绿色施工中的应用价值主要体现在可视化、冲突检查、优化能源使用及节约资源方面。

　　2)桩基础施工中，通过BIM技术模拟施工，可以节约资源、减少污染，同时优化施工方案、加快实际进度。