BIM技術(shù)在土木工程施工中的應用分析

陶力

摘要：BIM技術(shù)在土木工程施工中的應用是當前建筑市場創(chuàng)新發(fā)展和實現(xiàn)工程高效施工的重要趨勢之一。通過BIM技術(shù)在土木工程中的應用，實現(xiàn)對工程建設全過程的監(jiān)控和管理，及時反饋實際問題，提高整個土木工程施工水平，控制施工成本，滿足工程建設質(zhì)量。本文通過對BIM技術(shù)在土木工程施工中應用現(xiàn)狀的分析，旨在對實際工作中實現(xiàn)建筑創(chuàng)新起到一定的參考意義。

關鍵詞：BIM技術(shù);土木工程;施工應用

1 引言

在建筑業(yè)數(shù)字化、信息化的發(fā)展中，BIM技術(shù)是重要的代表之一。該技術(shù)的應用不僅能促進土木工程管理向科學化方向的實施，而且對實現(xiàn)土木工程施工技術(shù)的量化管理和可視化管理具有十分重要的作用，對提升技術(shù)操作質(zhì)量具有重要參考意義。BIM技術(shù)最早應用于20世紀70年代，隨著后期的不斷創(chuàng)新和完善，該技術(shù)應用于建設項目從準備階段到施工階段再到竣工后期，實現(xiàn)全生命周期管理，改變了傳統(tǒng)的土木工程施工管理模式，并將信息技術(shù)的價值充分融入到工程項目管理中。

2 BIM 技術(shù)在土木工程施工中的應用價值

2.1 實時查詢

BIM技術(shù)在土木工程中的主要應用價值是通過BIM技術(shù)實現(xiàn)4D建筑工程模型的構(gòu)建，由傳統(tǒng)的二維藍圖轉(zhuǎn)變成4D立體模型。4D模型的構(gòu)建有效地幫助施工信息及時查詢，提高了施工管理者的實際管理水平，提高了管理效率。

2.2 問題監(jiān)控

BIM技術(shù)能夠及時檢測出施工中存在的問題，主要的方法是通過BIM技術(shù)系統(tǒng)進行碰撞檢測，并進行結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)施工問題后，有助于在第一時間對問題進行優(yōu)化和修復，能有效減少問題的發(fā)生，提高土木工程施工的高效性。

2.3 資源共享

BIM 技術(shù)最常見的模式就是建筑信息模型。建筑信息模型就是用一個模型來表達建筑物的物理功能特性，可以在資源平臺上進行共享，參與建筑工程各個環(huán)節(jié)、各個部門的人可以隨時提取、補充、更新信息，同時還能明確每個人的職責、任務，也可以為決策者的決策提供信息和參考意見。

3 土木工程施工中BIM技術(shù)的具體應用

3.1 施工階段

3.1.1 3D 建模領域

三維建模過程中采用了BIM技術(shù)，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)模型上。利用BIM技術(shù)可以使模型更接近真實的構(gòu)件，同時為以后的工作打下良好的基礎。在三維建模過程中最常用的是BIM圖元組件。使用該組件可以充分實現(xiàn)對模型的自由編輯。在實際應用過程中，用戶根據(jù)實際情況進行設計和選擇，主要通過數(shù)量、尺寸、材質(zhì)、排列和組合等方面進行。值得注意的是，BIM建模過程中的一些族文件不能實現(xiàn)IFC模式編碼，如果用BIM模型直接轉(zhuǎn)換IFCW文件，可能會丟失一些數(shù)據(jù)。針對于這些問題，用戶可以通過更換族問題，從而利用 ITC 表碼構(gòu)建的族文件來完成后期編輯工作。應用Solibri Model Checker 軟件可以完成系統(tǒng)篩選族文件。從而可以充分滿足族文件的編輯需求。

當前，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑物外形結(jié)構(gòu)逐漸多樣化，很大程度上增加了土木工程施工難度。在3D 建模過程中通過 BIM 技術(shù)可以真實的呈現(xiàn)出建筑外形，為后期施工建設提供有效的數(shù)據(jù)參考。在有些建筑外形呈現(xiàn)橢圓或喇叭形狀，其土木工程施工過程中開展3D 建模主要是運用 BIM 技術(shù)中的 Revit 軟件的概念體量。使用三維模型可以了解有關立面圓柱體的尺寸和標準尺寸的詳細信息。為后續(xù)模板設計工作提供一定的數(shù)據(jù)支持，完善技術(shù)交底過程中僅采取的傳統(tǒng)文字、圖片的局限性，采用BIM技術(shù)可立體生動的分析施工過程中出現(xiàn)的關鍵部位的布局、搭接、預留孔洞位置鋼筋的分布等情況。此外，應用BIM技術(shù)的優(yōu)點可以解決螺旋樓梯設計和安裝中遇到的問題，及時發(fā)現(xiàn)設計方案和設計圖紙中可能存在的缺陷。

3.1.2 模擬施工

BIM技術(shù)的虛擬施工是指在時間參數(shù)和空間參數(shù)的設置下，根據(jù)實際的指令操控，實現(xiàn)動態(tài)建筑施工，為工作人員提供建筑模型動態(tài)轉(zhuǎn)換的視覺效果，從而使工作人員能夠?qū)κ┕ぶ械念A期行為進行分析，從而改進土木工程施工過程中的各項工作，提高工程的施工效率。虛擬構(gòu)建模式可以根據(jù)員工的主觀操作思想完成模型的構(gòu)建。在技術(shù)人員的數(shù)據(jù)指令輸入下，可以根據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)信息實時更新建筑信息模型，確保工作人員及時了解建筑信息模型的動態(tài)范圍，為以后的設計工作提供準確的數(shù)據(jù)。

3.2 BIM 技術(shù)在土木工程施工管理中應用

3.2.1 BIM 技術(shù)范圍下的監(jiān)管模式

施工管理是指 BIM 技術(shù)范圍下的監(jiān)管模式，在精準的數(shù)據(jù)信息支持下， BIM 技術(shù)可對土木工程項目中的某一個施工環(huán)節(jié)或施工時間段內(nèi)的信息進行分析，以實現(xiàn)科學性管理。 在施工控制過程中，需依靠精準的數(shù)據(jù)模型來完成 3D 數(shù)據(jù)確認，依據(jù)指令操控完成智能化運作。 BIM 技術(shù)還可對建筑資源消耗情況、建筑成本消耗類型、建筑進度等進行 4D化模擬，實現(xiàn)平臺與實際施工的精準對接。

3.2.2 構(gòu)建“建養(yǎng)一體化”信息管理平臺

充分的利用 BIM 技術(shù)中的信息存儲和“智慧工程”功能，構(gòu)建從施工質(zhì)量檢測到后期運維的信息管理平臺。具體來說，施工質(zhì)量檢測主要是對溫度檢測、結(jié)構(gòu)質(zhì)量、安全系數(shù)以及施工誤差進行質(zhì)量檢測和預警;在對施工項目的養(yǎng)護管理中，則是進一步完善和補充建筑工程項目的各項信息，建立建筑工程檔案，在此基礎之上引入傳統(tǒng)的現(xiàn)場巡查、測量的手段，對建筑項目進行 GPS 定位，以便于實現(xiàn)運維中的實時監(jiān)測，也就是對實時反饋的現(xiàn)場照片進行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)運維中已經(jīng)存在或者后期可能存在的風險，并進行及時的建筑工程養(yǎng)護，提高建筑工程項目的使用壽命。

3.3 對施工進度和成本進行控制

傳統(tǒng)的土木工程施工主要是靠一些網(wǎng)絡圖和施工現(xiàn)場的照片進行進度控制的，所以這樣的方法就會造成工人窩工、工序搭接不合理，現(xiàn)場信息反饋不準確，而 BIM 技術(shù)能夠及時對施工現(xiàn)場的一些數(shù)據(jù)進行收集，然后再把總進度的信息按照專業(yè)、樓層的形式和實際的模型聯(lián)系起來，不僅分析更加方便，對于每一個區(qū)域和建設步驟需要使用的資金、人力、材料、機具配備等情況都能具體控制，數(shù)據(jù)分析不清問題都能很好地解決，并且在建筑的時候完成之后就可以把時間輸入進去，并且設計圖中的總進度進行分析，然后可以及時糾正，對總進度進行修改。對于施工過程中的成本控制則是根據(jù) BIM 技術(shù)中的協(xié)調(diào)化特征進行控制的，因為他對建筑的數(shù)據(jù)有詳細的記錄和分析，在購買材料以及安排人力資源的時候就可以做到科學合理，避免資源的浪費，需要的材料資金、人工需要發(fā)放的工資、還有機械的進場和購買都能夠降到最低，因此工程成本也能夠有效地控制，從而提高企業(yè)的利潤。

4 結(jié)語

在科學技術(shù)不斷發(fā)展的今天，建筑企業(yè)要想繼續(xù)發(fā)展，就必須有長遠的眼光，傳統(tǒng)技術(shù)已不能適應當今時代的發(fā)展，也不能為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，應用BIM技術(shù)可以有效地解決這一問題。BIM技術(shù)主要是通過建立BIM模型、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI人工智能等信息技術(shù)，實現(xiàn)建筑全過程、全要素、全參與方的數(shù)字化、在線化、智能化，讓建筑產(chǎn)業(yè)提升到工業(yè)級精細化水平。

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