BIM技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用分析

肖凱峰

（黑龍江工商學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150000）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們越來越重視城市建設(shè)和建造項(xiàng)目的質(zhì)量。目前，我國的土木工程項(xiàng)目也在增加。 在施工過程中保證土木工程質(zhì)量，提高工作效率，同時(shí)為人民的生存和財(cái)產(chǎn)安全提供有效的保障。為此，我們將BIM技術(shù)有效地應(yīng)用于土木工程建設(shè)領(lǐng)域，不斷設(shè)計(jì)和提高整個(gè)項(xiàng)目，并控制和管理整個(gè)項(xiàng)目過程。 在節(jié)約建設(shè)成本的同時(shí)，我們也提高了經(jīng)濟(jì)效益，并確保了項(xiàng)目的質(zhì)量[1]。

1 BIM技術(shù)的主要特征

1.1 數(shù)據(jù)處理和信息集成

該方法最重要的是，由于計(jì)算機(jī)的原因，它可以大量存儲一系列數(shù)據(jù)，無需擔(dān)心由于復(fù)制錯(cuò)誤而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。它還可以準(zhǔn)確總結(jié)工程和建設(shè)中使用的一些重要方面，并可以根據(jù)實(shí)際土地創(chuàng)建成本預(yù)算，從而顯著減少整個(gè)項(xiàng)目的工作量并提高工作效率。組合信息可以正確顯示一些最新信息的模型。因此，使用BIM工程制圖非常普遍，可以使施工管理得到充分維護(hù)和保留分析[2]。

1.2 BIM技術(shù)構(gòu)建更完善的圖紙

圖形化在建設(shè)土木工程項(xiàng)目之前，只要整個(gè)建筑都是通過設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的，圖紙幾乎是建筑業(yè)的一大特色，盡管專家設(shè)計(jì)人員可以查看設(shè)計(jì)圖，但許多基礎(chǔ)架構(gòu)工作者也需要它們。它通常顯示整個(gè)設(shè)計(jì)的最終結(jié)果，因此該效果不僅可用于顯示渲染和報(bào)告生成，而且更重要的是，可用于在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行交流，討論。討論采取策略項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行，在可見的條件下進(jìn)行方便各部門很好的交流。

1.3 模擬性BIM技術(shù)可以利用模擬的相關(guān)軟件

BIM技術(shù)可以將時(shí)間尺度添加到所構(gòu)建的模型中，以便可以專業(yè)地執(zhí)行可視化進(jìn)度，我們通常將其稱為四個(gè)尺寸模擬。主要功能是使施工順序更流暢，工程量也很也可靠。BIM技術(shù)和施工時(shí)間可以直接相關(guān)，以使各個(gè)領(lǐng)域的施工環(huán)節(jié)更加清晰，也可以通過施工模型來使用。計(jì)劃的組合使設(shè)備和材料的布置，維修和勞力分配以及機(jī)械排版的效率最高，從而使整個(gè)項(xiàng)目的成本最低且更高，人員積極性也會相應(yīng)的提高。此外，在施工過程中，可以實(shí)施基于數(shù)字化的的監(jiān)控，企業(yè)相關(guān)的管理人員不用去施工現(xiàn)場進(jìn)行現(xiàn)場管理，就能看到并了解到每個(gè)人的工作情況，并且更有效率地管理項(xiàng)目現(xiàn)場，監(jiān)視施工質(zhì)量，達(dá)到施工現(xiàn)場的遠(yuǎn)程管理已成為現(xiàn)實(shí)[3]。

1.4 BIM技術(shù)可以分析現(xiàn)場施工出現(xiàn)的問題

在土木工程建設(shè)施工過程中，合理應(yīng)用BIM技術(shù)可以加強(qiáng)4D建設(shè)項(xiàng)目模型的開發(fā)。并通過構(gòu)建的 4D模型，查看相應(yīng)的項(xiàng)目信息并提高項(xiàng)目管理效率非常有用。 BIM技術(shù)可以識別施工過程中的各種問題。應(yīng)用的主要方法是通過BIM系統(tǒng)進(jìn)行檢測并進(jìn)行深度的施工框架分析。并對問題提出整改方案，減少發(fā)生各種問題的可能性，并確保充分實(shí)現(xiàn)土木工程施工的效率提高。BIM技術(shù)在土木工程施工中的有效應(yīng)用的另一個(gè)價(jià)值是確保可以有效分配各種施工資源。該技術(shù)可以模擬各個(gè)環(huán)節(jié)的施工現(xiàn)場布置，有效地分配施工資源。當(dāng)資源分配不合理時(shí)，BIM技術(shù)會進(jìn)行全面優(yōu)化和更正，以提高各種資源利用的效率。

3 BIM技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用分析

3.1 支持進(jìn)度管理與控制

設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案是一個(gè)動態(tài)的程序，需要較高的專業(yè)水平和較低的可見度。在工程施工中，由于原料和其他條件的限制，通常在時(shí)間和空間上會有一些沖突。如果不及時(shí)解決，則很容易使項(xiàng)目進(jìn)度跟不上。BIM技術(shù)能使這些原因?qū)е碌臎_突得以解決，并確保有效管理和應(yīng)用。通常講，設(shè)計(jì)的工作人員需要在施工前進(jìn)行預(yù)判和調(diào)度，適當(dāng)調(diào)整作業(yè)的有序進(jìn)行，并確保材料和設(shè)備的最佳布置。此外，BIM技術(shù)可用于完成靜態(tài)檢查設(shè)計(jì),并對項(xiàng)目開發(fā)中使用的所有鏈接進(jìn)行動態(tài)仿真。在進(jìn)行項(xiàng)目開工前，要充分了解每個(gè)環(huán)節(jié)的需要的技術(shù)支持，并設(shè)定工程進(jìn)度和質(zhì)量。這樣就能得到完美的無縫對接，避免不必要的沖突，減少設(shè)備損壞的可能性，降低項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)的可能性，并保證施工單位的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

3.2 支持精確高效工作量成本計(jì)算

在以往地工程計(jì)算工作中，工程部門需要純手工計(jì)算工程成本造價(jià)，或者使用相應(yīng)的工程造價(jià)軟價(jià)來進(jìn)行計(jì)算，這樣會浪費(fèi)很多時(shí)間和精力，并且不能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，不利于高效率的工作。而BIM技術(shù)可以設(shè)計(jì)模型，精確的計(jì)算出整個(gè)工程所需要的成本，這樣就節(jié)省了大多的人力和時(shí)間，更加有效的提升了工程效率。BIM技術(shù)可以優(yōu)化施工計(jì)劃，使施工時(shí)間管理、成本、材料和設(shè)備更加合理，確保合理使用資源，有效減少管理不善和重建的可能性，并最大限度地提高保護(hù)建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。在施工管理中，BIM模型還可以詳細(xì)的進(jìn)行系統(tǒng)化管理，比如生產(chǎn)所需物料、采購部的計(jì)劃、人事部的計(jì)劃以及財(cái)務(wù)資金核算統(tǒng)計(jì)等。根據(jù)BIM強(qiáng)大的數(shù)據(jù)化管理，可以有效的、合理的節(jié)約人力和物力的使用資本。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)可以基于初步成本估算和預(yù)算管理計(jì)劃建立專門的管理數(shù)據(jù)庫，并實(shí)現(xiàn)總體上資金和成本落實(shí)到施工過程中，工程預(yù)算部門就可以用這些信息讀入到相關(guān)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，BIM通過后臺分析比較，并會在預(yù)算管理當(dāng)中提供了可靠的信息。對于負(fù)責(zé)這個(gè)項(xiàng)目的人來說，可以實(shí)時(shí)定位預(yù)算差異，并且很大的程度上尋求相關(guān)負(fù)責(zé)人，以監(jiān)視整個(gè)資金申請流程，并提高成本預(yù)算的重要作用。

3.3 支持?jǐn)?shù)字化實(shí)時(shí)安全控制與培訓(xùn)

BIM系統(tǒng)本身具有可視化屬性。施工單位可以這項(xiàng)技術(shù)，并使用完善的監(jiān)控監(jiān)視技術(shù)對項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)字化的實(shí)際管控。在監(jiān)控程序階段，負(fù)責(zé)人要將做的工作和已實(shí)現(xiàn)的工作進(jìn)行對比，并最終根據(jù)此背景明確推斷出特定的安全狀況，調(diào)整相應(yīng)的安排和計(jì)劃，有效保證項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目安全，在一定程度上降低了項(xiàng)目建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，提高了施工管理工作的進(jìn)度。另外由于施工的工作人員沒有經(jīng)過系統(tǒng)的培訓(xùn)，對相關(guān)的操作流程不明白，因此在項(xiàng)目進(jìn)行中會有一些人違規(guī)操作和不正確的流程，導(dǎo)致事故的發(fā)生，并且安全事件的數(shù)量也會增加，導(dǎo)致相關(guān)項(xiàng)目無法正確開展。BIM技術(shù)管理系統(tǒng)也可以看作是一個(gè)完整的教育數(shù)據(jù)庫的平臺，企業(yè)工作人員可以在多維環(huán)境下，以學(xué)習(xí)現(xiàn)場安全知識和標(biāo)準(zhǔn)操作程序的所有方面。這種數(shù)字化教育方式可以有效提高教育工作質(zhì)量，并在一定程度上降低培訓(xùn)和學(xué)習(xí)的必要支出。特別是對于一些高科技的的施工項(xiàng)目，這樣的影響更為緊密，并可以有效激發(fā)工作人員的熱情，使他們可以更愿意地學(xué)習(xí)施工技術(shù)上的必要技能和管理安全知識[5]。

3.4 土木工程項(xiàng)目的質(zhì)量控制

如今，我國的經(jīng)濟(jì)形勢不斷發(fā)展，許多建筑物都是高層建筑，但是也出現(xiàn)了許多“豆腐渣”項(xiàng)目。在傳統(tǒng)建筑物的建造過程中常常出現(xiàn)此現(xiàn)象。這與施工過程管理不當(dāng)和相關(guān)人員缺乏認(rèn)真的工作有關(guān)。原因的另一部分是在施工階段之前的工作問題，如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正這些錯(cuò)誤，可正確地進(jìn)行建造，將節(jié)省大量的人力和物力，還可以減少建造成本和建造時(shí)間。但是，傳統(tǒng)的土木工程施工將首先檢查設(shè)計(jì)圖紙，只要設(shè)計(jì)合理且數(shù)據(jù)正確即可。最后，項(xiàng)目質(zhì)量驗(yàn)收是由員工進(jìn)行的，以實(shí)地考察并比較圖紙，但這完全由員工自己完成。除了繁重的工作量之外，不可避免地還會在工作中出現(xiàn)一些小錯(cuò)誤，這是不準(zhǔn)確和不可靠的。[6]。

3.5 加深施工圖的設(shè)計(jì)

甚至經(jīng)過許多負(fù)責(zé)人的漫長思考和檢查，設(shè)計(jì)師甚至提出了土木工程設(shè)計(jì)圖，因?yàn)橥聊竟こ添?xiàng)目通常很大，復(fù)雜且困難很高，再加上需要根據(jù)實(shí)際情況和環(huán)境進(jìn)行工作，因此通常以多種方式更改設(shè)計(jì)圖，并且傳統(tǒng)的 2D設(shè)計(jì)圖方案顯得有些落后。BIM技術(shù)的視覺特征可以根據(jù)設(shè)計(jì)師的想法直接將建筑設(shè)計(jì)計(jì)劃反映為三維建筑模型。還可以清楚地看到其最終影響以及設(shè)計(jì)計(jì)劃中3D建筑模型的具體細(xì)節(jié)，以解決位于建筑群中的非理性區(qū)域。

3.6 施工質(zhì)量管控

在土木工程建設(shè)中，我們首先遵循建筑質(zhì)量管理的理念，認(rèn)識到無論在管理工作中采用何種新的管理模式或引入管理技術(shù)，以改善工程建設(shè)。該項(xiàng)目在很大程度上提升工程質(zhì)量。因此，根據(jù)以上分析，在土木工程管理和工作控制中，采用了BIM技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，可以提高工程施工質(zhì)量。例如，通過在工程項(xiàng)目的質(zhì)量控制中使用BIM技術(shù)，施工人員可以闡明有關(guān)土木工程施工和施工運(yùn)營各個(gè)方面的設(shè)計(jì)項(xiàng)目通過查看通過系統(tǒng)的組織運(yùn)行虛擬操作的過程。此外，在施工作業(yè)的實(shí)施中，施工人員可能會首先發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目作業(yè)中存在的問題，并且如果材料應(yīng)用是科學(xué)合理的，并且設(shè)備的性能應(yīng)用是否齊全等，按照質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)科學(xué)處理，從而提高了整體質(zhì)量管理水平。除此之外，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在線跟蹤。質(zhì)量管理人員去建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)管理。通過在線跟蹤，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，并且可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)每個(gè)質(zhì)量背后的問題，這對于提高處理質(zhì)量問題的效率起著非常重要的作用[7]。

3.7 虛擬施工

在實(shí)現(xiàn)了3D模型的開發(fā)之后，可以使用BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)虛擬構(gòu)造。相應(yīng)地設(shè)置了所有所需的參數(shù)后，將通過動態(tài)可視化顯示施工過程中可能發(fā)生的所有條件，以及可能發(fā)生的問題，全面的把問題反應(yīng)出來，使工作人員提前合理安排施工圖的設(shè)計(jì)，從而加強(qiáng)所有建設(shè)相關(guān)的工作。如今，BIM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于土木工程中，并且存在相應(yīng)的進(jìn)度管理機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目開發(fā)期的預(yù)算管理、工作結(jié)構(gòu)的詳細(xì)分解以及相應(yīng)的邏輯順序，優(yōu)化了整個(gè)施工問題。我國許多土木工程和建筑行業(yè)正在使用BIM廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這樣技術(shù)大大的促進(jìn)了項(xiàng)目的進(jìn)度管理系統(tǒng)，預(yù)算成本、人力資源 、建筑工程以及具體的工作安排，全面的使用BIM技術(shù)進(jìn)行綜合系統(tǒng)性的分析，體現(xiàn)BIM技術(shù)在項(xiàng)目建設(shè)階段的重要性，有效控制施工過程中遇到的問題，并提出合理科學(xué)的解決方案，有效提高了建設(shè)工程項(xiàng)目順利進(jìn)行。

3.8 強(qiáng)化協(xié)調(diào)各部門的溝通與交流

土木工程的整個(gè)工程涉及多個(gè)部門， 由于施工過程中的許多問題，各個(gè)部門之間的協(xié)調(diào)非常重要。在土木工程施工過程中應(yīng)用BIM技術(shù)可以加強(qiáng)各部門之間的溝通、交流與探討，這樣的一個(gè)平臺有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)目前的問題，并提出指導(dǎo)方案，高效的銜接各部門之間的職責(zé)，提高了工作效率，并且也有效的提高了工程質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)在土木工程建設(shè)管理中的應(yīng)用具有很大的實(shí)用價(jià)值。它不僅可以通過 3D模式顯示建筑物的形狀，還可以模擬整個(gè)過程和施工細(xì)節(jié)。方便設(shè)計(jì)人員和施工人員更全面地了解建筑，并加強(qiáng)施工開發(fā)管理和工程造價(jià)。進(jìn)行了BIM技術(shù)應(yīng)用管理的實(shí)際工作，土木工程管理團(tuán)隊(duì)可以在模型開發(fā)和虛擬化下進(jìn)行建筑成本管理，安全管理和質(zhì)量管理。通過在線監(jiān)控和在線通訊管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工管理問題，提高土建工程施工管理的整體水平，滿足工程建設(shè)的需要。在未來的發(fā)展過程中，有必要繼續(xù)加強(qiáng)BIM技術(shù)的建設(shè)水平以及與其他技術(shù)的合作，以不斷優(yōu)化和完善，體現(xiàn)了BIM技術(shù)在土木工程施工中的合理應(yīng)用具有重要的價(jià)值。未來BIM技術(shù)在許多領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將逐步擴(kuò)大，這對促進(jìn)BIM技術(shù)的全面發(fā)展也將具有重要意義[8]。