淺析BIM 技術在土木工程施工中的應用

魯瑤

（福建江夏學院 福建 福州 350100）

0 引言

為了保證施工效率，在土木工程中引入了光纖傳感技術。為了研究其實際應用策略，相關人員應通過各種管理手段提高對建模技術的理解和掌握，為土木工程施工管理提供有效的服務。基于光纖光柵技術在土木工程建設中的應用，國內相關領域的研究還不夠深入，在土木工程報告中的應用也較少。與以往光纖光柵技術的研究方向相比，光纖光柵技術主要集中在建筑工程領域，在其他土木工程領域的應用較少?？紤]到BIM 在可視化、仿真和協同方面的優勢，工程設計和施工信息管理是保證施工進度的重要環節。在BIM 建模中，不僅要考慮建筑的數字信息，還要考慮與項目相關的非幾何特征。因此，它將使環境生物標記的集成和協作設計成為可能，并確保所有項目參與者在項目的不同階段共同工作。同時，利用建模技術建立工程信息模型，對于建模技術的推廣、工程項目的引進和推廣，乃至土木工程建設的指導和優化都具有重要意義。

1 BIM 技術特點

目前，設計單位一般采用cad 軟件繪制工程平面圖、結構圖、工藝圖等圖形，并不真正涉及使用BIM 軟件進行設計或軟件輔助設計。因此，在設計和工程中應用BIM 技術勢在必行。在cad 設計時代，人們通過繪制不同的視圖來表達建筑。在BIM 設計時代，基于相同的模型很容易得到自己想要的設計，大大縮短了設計時間。即使設計改變了，我們也只需要改變模型中相應的組件，而不是逐個地改變每個計劃。本設計并沒有完全放棄之前的設計過程，但仍然需要做一些原創的工作，如虛擬現實做結構計算。但是使用BIM 更容易得到一個統一的模型。通過引入相應的結構計算和工程計算軟件，可以得到各項指標，并對運輸模型進行改進。傳統的送紙方式迫使收件人根據軟件需求在下一步導入數據。當產品被重復使用時，錯誤是不可避免的。生物打印技術是減少打印誤差和避免不必要損失的有效方法。

2 BIM 技術的可視化應用

2.1 三維幾何建模

BIM 技術在三維幾何中的應用是為一個項目或一個項目建立一個反映其實際情況的三維模型。建模結果可作為后續分析的依據，在建模過程中利用其元素組件，不同的軟件平臺被稱為不同的。例，Revit 平臺被稱為家庭文件，并被廣泛使用。元素組件的一般情況是內置的當然也可以建立自己需要的。在使用過程中，可以設計，包括尺寸、材料、數量等，一些較新的建筑外觀獨特，形狀不規則，大大增加了施工難度。此時，BIM 技術可以利用其三維建模技術來顯示建筑的詳細形狀，為未來的施工提供參考。

2.2 虛擬搭建

基于三維模型，用戶自行設置各項參數，以虛擬可視化的方式展示搭建過程。在一定程度上為后續研究和實際施工過程提供了理論支持。BIM 的應用非常廣泛，有時它只能在一個軟件上工作，所以有不同的軟件來做虛擬的工作。Revit 平臺應用廣泛，是一個常用的BIM 軟件平臺。

2.3 BIM 技術在運維階段的應用

運維階段建模技術的應用與維護管理主要包括基于模型的工程造價、施工進度計劃、綜合資源成本規劃與控制、施工過程可視化兩個系統。土木工程運維階段多通信的概念：利用IFC 文件實現運維階段各單元之間的通信，實現數據的集成、交換和共享。本文探討了建筑生命周期不同階段與應用系統之間的信息失效問題。對于管理者來說：一方面，BIM 技術對傳統的組織管理系統產生了積極的影響。管理者不再需要與不同專業領域的參與者反復溝通。只有運用BIM 模型，才能獲得整個項目的信息。通過這種方式，您可以改變其傳統的溝通方式，讓真正的消息更加多樣化，建筑設計圖紙完成整個生命周期的施工資源配置更容易，更準確，精確的資源配置，材料采購、計費，在整個生命周期中，其他有效的管理和控制是刪除。另一方面，管理者發送的信息也可以提供及時、可靠的信息，避免之前的延誤造成的損失。同時，運用BIM 技術實現4D/5D，管理模式趨于細化和微型化。

3 BIM 技術對于土木工程的重要性

BIM 實際上是一個知識庫和資源。它是建筑工程和功能特點的數字化表達。該設施從概念階段開始，直至拆除為止。這一期間所作的所有決定都可以為其提供基礎。隨著項目進展到不同的階段，參與者可以直接修改或插入相關信息，以反映他們不同的角色和任務，使檢查人員能夠一起工作。隨著我國經濟和科技的快速發展，對城市土木工程的需求達到了前所未有的水平。在我國傳統的土木工程施工隊伍中，由于受教育程度相對較低，管理模式相對粗放。隨著競爭的日益激烈，如何提高企業管理水平，有效利用高新技術已成為企業管理的重要組成部分。面板技術是在這一要求下產生的一種現代民用建筑技術。它可以有效地幫助企業提高自身的核心競爭力。BIM 技術改變了過去土木工程的發展趨勢。它可以給施工單位更多的幫助，減少人力資源的產出，提高工作效率，包括組成、檢查、調整等，以達到最佳的工程效果。BIM 技術的出現，對土木工程上的新變化，會導致一些建筑工作的調整，并出現一些新的專業人士?？傊?，為了提高企業的競爭力，促進企業的發展，有必要對BIM 技術進行深入的研究，并在后續的施工中推廣應用。

4 BIM 技術在土木工程施工管理中的應用分析

4.1 基于BIM 模型的工程量的統計

基于BIM 模型的工程量統計是項目預算計算的基礎，但計算過程復雜，成本工程師容易因人為疏忽而出錯，影響后續計算的準確性?；贐IM 模型的快速統計可以代替原來的成本工程師進行復雜的計算，從而在更短的時間內產生更準確的預算。同時，基于該模型的工程量清單快速統計方法克服了人為因素的影響，比傳統的計算方法更加準確、客觀。在計算速度方面，基于該模型的數量統計可以更快地計算數量，更好地處理設計變化。

4.2 綠色施工理念的實現

減少對環境的負面影響。傳統的施工方法或多或少是一種資源的浪費和環境的污染，大部分的施工都是基于以往的施工經驗，這種傳統的施工方法顯然不是一種綠色的施工方法。如何利用光纖光柵技術實現綠色建筑是土木工程中的一個關鍵問題。一方面，利用BIM 軟件完成各種施工方案，然后根據實際情況選擇施工方案指導施工，避免因施工方法不當或材料工期延誤而造成的浪費和冗余。另一方面，運用BIM 技術模擬實際施工情況，模擬各種施工應急情況，制定相應的施工應急方案。

4.3 施工進度管理的應用

所謂進度控制是計算整個項目所需時間或支持的合理方法，包括原材料采購和風險評估的理論數據。對于民用建筑，特別是大型建筑，由于建設周期長，工程調整和突發事件是不可避免的，所以需要調整建設周期并不是一個獨立的偶然現象。雖然在傳統的施工過程中，施工進度也可以手工調整，但它往往耗費大量的人工成本，存在隱患和誤區。在BIM技術的支持下，我們可以更好的對擬進行改造項目的關鍵點和難點進行調查分析，根據施工模式制定更有針對性的調整方案，合理安排和開發新的工作流程，使改造項目有序進行。BIM 技術只需要技術人員和計算機設備。此外，對于室外施工項目，除了項目本身的調整，包括氣候條件、設備條件、人員調整等問題，正常施工也會有不同程度的負面影響，特別是在大型施工隊伍中，大量人員需要調整。當需要大量的時間來報告和發布信息時，不僅耽誤了原有的施工進度，而且施工人員也不接受調整指令，往往會導致固定建筑物的安全隱患和施工延誤，容易造成無法彌補的損失。BIM 技術是基于良好的計算機網絡系統，具有良好的可操作性。技術人員完成施工調整后，只有專業的監理人員進行維護，才能快速完成調整任務。施工隊也可以通過網絡渠道快速將新的工程量清單傳遞到施工圖上，從而更好的指導施工，避免不必要的溝通錯誤和工程延誤。

4.4 施工控制的應用

首先，在BIM 技術的支持下，施工團隊對施工進度和技術優化有很好的把握。在傳統的土木工程設計圖紙中，由于技術限制，只能顯示二維圖像。因此，該項目至少需要仰角視圖、仰角視圖和側視圖的支持。在調整的過程中，也比較復雜，需要很多步驟。利用三維可視化仿真技術，可以在圖紙上顯示不同的圖像結構，有效地加快了施工進度，從根本上避免了錯誤。其次，BIM 技術可以實現高度的仿真。為了得到一個相對安全的結論，傳統的計算方法往往需要對一些困難的工程進行兩次計算。通過BIM，所有的模擬過程都可以在計算機上完成，提高了項目的效率。此外，計算機應用的成本相對較低，可以進行多次仿真以獲得最佳的施工效果。建設項目施工組織階段是建設活動科學管理的重要階段。根據工程的具體情況，制定施工計劃，確定施工順序、施工方法和技術措施，合理布置施工現場。網格光刻技術由于其三維特性，在總體規劃和過程模擬方面具有明顯的優勢。BIM 技術不僅可以控制整個施工過程，還可以控制施工過程的一小部分，如具體的施工節點，準確模擬施工過程。為了實現局部控制，在建模過程中要注意參數的確定，包括幾何參數和時間參數。邊界元技術還可以模擬工程不同階段不同節點的局部結構，特別是施工難度，可以對其進行詳細的分析，為實際施工提供幫助。

4.5 施工成本管理的應用

在土木工程施工過程中，所謂的施工成本包括原材料成本、機械施工成本和施工人員工資成本。在過去，這需要一個專門的財務部門來做會計、分析等工作。在施工區域，技術人員首先在BIM 系統中將所需的建筑材料和設備作為一個整體進行記錄，并為每個項目設置周期時間和人力。BIM 系統可以通過快速處理，自動計算并反饋哪些組合是最劃算的。BIM 聰明地篩選了相對冗余的項目以優化成本。此外，BIM 技術可以對當前的施工進度進行動態監控。一旦發現問題或成本過高，可及時調整，保證施工單位的經濟效益。此外，專業的技術人員還可以將原料制作網站列表轉化成特殊的二維碼等信息。施工技術人員只需從BIM 系統中獲取最新信息，即可降低成本，節約資源。計算建模技術成本有三種方法：①通過預算軟件連接；②直接訪問建模數據庫，通過開放數據庫連接；③從軟件中提取數據，導出到excel1。您可以嘗試應用一個特定的專業模型，然后計算出整個模型的成本。對于項目成本管理，市場上有很多成熟的軟件，使用方便，成本低。目前，建模技術不能直接應用于成本管理，因為項目的組件和材料不能完全分類和核算

4.6 信息化平臺的應用

BIM 主要用于建筑信息的處理。在這方面，它在一定程度上對傳統的工作方法進行了改革。建模技術的應用使項目實體的實際結構可視化，形象地反映了知識管理的具體過程，包括信息獲取、檢索和重用三個階段。

5 BIM 技術在施工中的應用方式

傳統的工程方法主要是在二維模式下設計和實現的。當一個項目需要一個三維模型結構來輔助設計時，技術人員需要手動將大腦中現有的二維圖形信息轉換成三維模型，然后使用相應的三維建模軟件來設計模型。在傳統的項目實施中，三維模型直接在BIM 模型下進行設計，而在實際工程應用中忽略了傳統的轉換模型。建筑工程圖紙信息非常豐富，包括建筑結構、水電、消防等施工信息，所以有很多工作要做。在實踐中，工人們常常把大量的圖紙信息分包出去。但也存在一些問題，首先，這些畫被分成不同的類別。專業分包商之間沒有一定的溝通，很難順利完成相應的項目任務。其次，當項目規模較大時，分包的數量會越來越多，專業分工也會越來越細化。因此，從實際應用的角度來看，傳統的專業分包工作具有工作量大、效率低、易受攻擊、易出錯等特點。在BIM 模型中，BIM技術可以創建一個中心模型文檔，專門的分包商可以直接訪問該文檔，以確保工程采購環境。當出現問題時，專業分包商也可以直接與相關單位溝通解決問題。BIM 技術還可以與項目的其他方面相結合，適用性強，應用市場廣，前景廣闊。BIM 豐富了傳統的工程工作模式，有效提高了項目實施的效率和質量，解決了傳統工作模式下無法解決的技術問題。

6 BIM 技術在土木工程施工中的應用展望

BIM 標準的建立和完善是一個優先級BIM 技術應用相關部分寫，積極改善相關規范指導文件，只有建立了相應的規范和標準，指導本技術應用和推廣，同時，可以明確規定本技術建筑工程項目中發揮關鍵作用的主要責任。BIM 技術在工程項目成本估算和管理中的應用并不多，主要是因為軟件是在計算復雜結構的工程量和隨機的先進技術手段來消除安全風險和質量問題?？萍嫉陌l展意味著人力資源的解放，建設周期可以得到更有效的控制。

智能化是未來社會的主要發展趨勢，目前智能技術在一些行業中得到了廣泛的應用。充分利用智能化技術，使施工過程更加簡單。土木工程施工技術的智能化發展方向主要體現在高層建筑施工中對起重機運輸參數的控制，可以提高材料運輸的準確性，有效降低高空施工安全事故發生的概率。此外，智力的發展方向也反映在土木工程設備的管理，實現統一管理的機械設備，及時發現施工設備性能問題，確保土木工程的施工質量最大。

土木工程本質上是一項自然改造工程。在土木工程建設過程中，不僅要注意建設單位的經濟效益，還要注意社會效益和自然生態效益。生態建設技術在工程建設中的應用，可以減少建設給自然環境帶來的生態問題，實現人與自然的和諧發展，促進現代社會的可持續發展。良好的生態環境是我們所向往的，因此土木工程建設的發展必須以生態為發展目標。日本土木工程的未來發展離不開生態環境的支持。未來土木工程建設應采用綠色施工技術和綠色建筑材料，采用節能施工設備，避免對生態環境產生負面影響。

7 結束語

綜上所述，隨著土木工程的快速發展，土木工程項目的數量和規模顯著擴大，施工技術的應用越來越明顯，鋼筋混凝土施工技術在土木工程施工中的應用越來越廣泛。建筑技術創新是土木工程發展的必然趨勢。施工企業應充分認識到施工技術對土木工程發展的重要性，加大資金和人力投入，不斷推動施工技術朝著科學、智能、生態的方向發展。