BIM 技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用研究

郭進(jìn)

中鐵隧道股份有限公司 河南鄭州 450001

在土木工程建設(shè)過程中，BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用將極大地促進(jìn)我國土木工程建設(shè)的全面發(fā)展。BIM 技術(shù)一方面可以有效地修正施工過程中出現(xiàn)的問題，另一方面也可以減少施工前期設(shè)計圖紙的變更，從而節(jié)省工期，提高施工質(zhì)量。隨著我國建筑技術(shù)的成熟，建筑信息管理在我國的應(yīng)用將隨著科技的成熟而逐步擴(kuò)大。

1 BIM 技術(shù)的概述

BIM 技術(shù)是Building Information Modeling 的英文簡稱，主要的作用是對建筑和土木工程施工設(shè)計工作過程中的各種相關(guān)建筑數(shù)據(jù)信息進(jìn)行了收集、分析，最終建立3D 模型的數(shù)字技術(shù)。利用這項(xiàng)技術(shù)可以有效地提高土木工程施工地水平和質(zhì)量，保證土木工程施工保質(zhì)保量的完成。

2 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 可視化

在傳統(tǒng)的建筑行業(yè)中，拿到施工圖紙之后，都會對建筑模型加以想象，對于一般簡單的東西這種方式未嘗不可，但是隨著我國建筑業(yè)的進(jìn)步，各種建筑物的層之不窮，原來的方式也已經(jīng)跟不上現(xiàn)在的建筑節(jié)奏，所以需要在原有基礎(chǔ)上，使建筑物更形象的體現(xiàn)出“所見所得”，BIM 技術(shù)可以建立整個工程三維模型，并且可以根據(jù)電腦技術(shù)展示出來，方便了施工人員對于實(shí)物的了解，也便于工作中的溝通和交流，從而大大縮短了施工周期。

2.2 模擬性

BIM 技術(shù)可以對實(shí)際物體中進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，借助4D 管理系統(tǒng)對各個施工環(huán)節(jié)都可以進(jìn)行模擬操作，既有效的控制工程造價、工程進(jìn)度、三維畫面模擬，也能達(dá)到科學(xué)合理的進(jìn)行施工管理的目的。

2.3 協(xié)調(diào)性

BIM 技術(shù)在土木工程建設(shè)后期具有良好的協(xié)調(diào)性，既能協(xié)調(diào)管理單位和施工單位之間的工期，又能避免因?yàn)闇贤ú粚?shí)而引發(fā)的各種問題。例如在土木工程建設(shè)中，對于墻壁中閥門的布置問題上，因?yàn)樵谕聊竟こ躺鲜┕D紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的，真正施工過程中，可能在布置管線時正好在此處有結(jié)構(gòu)設(shè)計的管道等構(gòu)件在此對管線的布置進(jìn)行妨礙，這種就是施工中常遇到的碰撞問題，而BIM 技術(shù)能夠合理的解決類似于這些的碰撞問題。它具有良好的協(xié)調(diào)性能，能夠方便于對傳統(tǒng)土木工程建筑中的改裝，也能規(guī)避掉因?yàn)槭┕み^程中因溝通不及時而出現(xiàn)的各種問題。

2.4 優(yōu)化性

BIM 數(shù)字技術(shù)放置在土木工程建筑過程中，可以讓整個施工期間所有模型都進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，也能夠加強(qiáng)對于設(shè)計人員在建筑項(xiàng)目中的完善和優(yōu)化。在整體項(xiàng)目施工中，一方面能夠把項(xiàng)目設(shè)計和投資回報相結(jié)合，另外一方面可以改進(jìn)工期和造價上。BIM 技術(shù)就是利用信息的整合將工程中所出現(xiàn)的問題提供合理的解決方式。

3 BIM 技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 施工階段

（1）3D 建模。在3D 建模的過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以使3D 模型與實(shí)際的建筑構(gòu)件更加接近，這不僅更方便施工工人理解圖紙，還能夠?yàn)楹罄m(xù)的工作提供依據(jù)。尤其對于一些造型不規(guī)則的建筑而言，例如旋轉(zhuǎn)樓梯或者喇叭形狀的混凝土筒體，傳統(tǒng)的建模手段并不能將其建筑外形較真實(shí)地呈現(xiàn)出來，從而會給實(shí)際的施工過程造成很大的難度，但是利用BIM 技術(shù)建模就可以完美地解決這個問題。

（2）虛擬工程。所謂虛擬施工其實(shí)指，在已經(jīng)建立了3D 模型的基礎(chǔ)之上，通過合理地設(shè)置時間參數(shù)，可以將建筑在實(shí)際施工過程中的真實(shí)情況動態(tài)地、可視化地展現(xiàn)出來。這對于土木工程施工而言是具有前瞻性和預(yù)見性的，也就是說，可以對實(shí)際施工過程中的突發(fā)情況進(jìn)行預(yù)估從而避免，以免出現(xiàn)需要返工和整改的現(xiàn)象，影響工程進(jìn)度。但是虛擬施工僅憑一個軟件是無法完成的，需要組合各種軟件和平臺。

3.2 施工管理

（1）施工控制。利用BIM 技術(shù)全面、深入、精準(zhǔn)地構(gòu)建模型的時間參數(shù)和幾何參數(shù)，不僅能對整個土木工程施工進(jìn)行全局性的施工控制，還能對施工過程中的某個階段或節(jié)點(diǎn)起到局部施工控制的作用，因此，可以有效地優(yōu)化土木工程施工的操作流程和規(guī)范。

（2）造價管理。對于如何利用BIM 技術(shù)進(jìn)行造價成本核算的問題，目前來看有三種成本預(yù)算方法：

①利用API 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的工程造價成本預(yù)算軟件和BIM 技術(shù)的有效連接。②利用ODBC 直接對BIM 模型相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。③利用BIM 技術(shù)直接提取工程造價成本預(yù)算所需要的數(shù)據(jù)信息，然后利用Excel 軟件導(dǎo)出。

雖然當(dāng)前很多工程造價軟件都已經(jīng)發(fā)展的相對較成熟，而且操作難度低，使用也比較便捷，但是這些軟件對于BIM 技術(shù)平臺而言，依舊是不能完全采用《建設(shè)工程工程量清單計價規(guī)范》，而且該清單計價規(guī)范也很難對建設(shè)工程使用的構(gòu)件及其他相關(guān)建筑材料的質(zhì)量進(jìn)行完整地分類，因此，將BIM 技術(shù)的應(yīng)用推廣到建設(shè)工程造價質(zhì)量管理上，依然需要相關(guān)的工作人員緊密結(jié)合理論和實(shí)踐來展開更加深入的研究。

（3）信息管理。利用BIM 技術(shù)可以建立一個“建養(yǎng)一體化”的信息管理平臺。具體來說，利用BIM 技術(shù)可以對土木工程施工過程中的溫度、結(jié)構(gòu)質(zhì)量、安全系數(shù)和施工誤差等信息進(jìn)行檢測；而對建筑工程養(yǎng)護(hù)管理而言，利用BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對建筑工程的實(shí)時監(jiān)測，以及時發(fā)現(xiàn)建筑工程已經(jīng)存在或可能存在的風(fēng)險，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這有助于提高建筑工程的使用壽命。

4 結(jié)語

綜上所述，將BIM 技術(shù)在廣泛地應(yīng)用在土木工程施工中，可以有效地控制施工成本、進(jìn)度和質(zhì)量，確保以最低的成本、最快的速度、最好的質(zhì)量完成土木工程項(xiàng)目。因此，有關(guān)部門和單位必須高度重視BIM 技術(shù)的研究和應(yīng)用。本文結(jié)合建筑信息模型技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用特點(diǎn)，對BIM 技術(shù)在土木工程中地應(yīng)用進(jìn)行了具體地分析。