BIM技術在土木工程中的具體應用措施探討

王斌 王高杰 王曉晴

摘要：本文將以BIM技術在土木工程中的應用具體措施為研討對象，以BIM、建筑、土木工程三大支柱作為載體，對BIM技術在土木工程中的應用具體措施等作簡要分析。BIM技術在土木建設中的應用的好壞，決定了整體現代土木建設技術應用的好壞。我國的市場經濟的發展，也促進了建筑業的快速發展，智能建筑的發展也是非常快速地。隨著各類土木工程項目規模的不斷擴大，而且建筑形式也越來越復雜多樣，所以建筑工程項目的功能也變得越來越復雜。在這種市場的快速發展下，傳統的土木工程管理模式與現代土木工程的發展進程已然脫離了軌道。土木工程項目是一個系統，具有多方位的性質。包含多個環節，例如結構、建筑、設備、給排水以及電氣等。在土木工程管理的施工過程中，如果可以將施工的各個環節進行良好的協調和溝通，將會使每一個進程都妥善的完成，從而提高土木工程施工的質量，并且會給整體施工的過程中帶來相對的隱患。所以，探討出一種有效的土木工程管理模式具有積極意義，為以后的土木工程的項目管理提供一個相對可靠地模板。

關鍵詞：BIM;土木工程;建筑;應用現狀

引言：隨著當代的發展，BIM技術在土木工程中的應用在智能建筑中的應用愈發不斷成熟與豐富，如何改善BIM技術在土木工程中的應用的成本與質量變得尤為重要，而這一方面也對政府的管理提出了重大挑戰，也對智能建筑自身也是一種考驗。在市場經濟大發展的趨勢下，我國的經濟發展水平也相應的順應時代的潮流，也符合我國改革開放的宗旨。隨著建筑業的發展，BIM建筑的種類已經十分豐富，已經是當代的主流趨勢。而且，BIM作為一種高新技術，可以實現在土木工程管理各個階段，同時作為新型技術管理理念來管理各個階段的人員協調與材料分配中。為了達到每個環節都能完善的施工處理，必須整理相應的系統，這才能最大程度發揮BIM的優良作用與價值。BIM可應用于土木工程項目的全部的環節中，從最初的規劃到設計，構件加工，工程施工，物流管理，拆除換新都可以使用BIM技術。

一、BIM技術簡介

BIM技術的全稱為BuildingInformationModeling，意為建筑信息模型。建筑信息模型以建筑工程領域的各項基本數據作為建模基礎，進而利用相應軟件完成模型搭建。從而達到以數字信息場景模擬真實建筑場景的目的，BIM技術是建筑領域繼CAD技術之后的又一重大突破。其圖形制作及圖形表現能力遠勝于傳統的CAD技術，與此同時以BIM技術對項目參數進行設計能夠實現對工程場景的有效還原，有益于工程設計和施工工作的開展，增強和用戶間的交互性。BIM技術運用相對真實的圖形技術，能將施工過程切實復現，從而使得相關人員能夠更好地把握施工進度。正在逐漸完備的BIM技術，能夠為設計方、施工方、業主方營造共為一體的交流機制。BIM技術所營造的工程模型，不止包含了數字信息，還包括一些與工程相關的非幾何屬性。同時兼容4D，5D等各類環境的分析工作，進而達到優化設計、指導施工的目的。建筑信息模型體系內涵的集成與協同設計技術，能夠實現項目的不同參與方在項目實施的各個階段共同參與設計工作的目的。以建筑信息模型技術實現對施工場景的有效擬合，對于土木工程項目的對外宣傳、宏觀指導、技術優化具有一目了然的鮮明意義

二、BIM技術優勢

2.1可視化功能優勢

借助BIM技術所具有的可視化功能能夠優化設計、處理擬建項目，還能夠將各專業設計人員的工作集中到一起并形成一個操作實體，方便進行集中管理，以此可以深度融合現實情況、各專業設計，從而能夠更好地處理那些相對比較復雜的項目。與此同時，利用BIM模型在調整、優化擬定方案時可以按照施工作業的實際情況，還能夠科學地預測現場施工中可能出現的問題，并制定針對性的解決措施。通過相應建筑模型的構建，可以幫助設計人員在設計過程中更為直觀地了解設計中的問題，并提前在設計階段解決問題，從而提高建筑工程的整體設計質量與效率。

2.2協調性功能優勢

建筑工程的施工作業流程通常情況下比較復雜，不同專業工程之間的協調工作量大，為此在項目周期范圍內就需要項目管理人員嚴格根據項目進度要求，系統地組織、協調各個專業工種作業。由于在施工期間面臨諸多不確定因素，相應很難按照預想計劃來組織現場施工。借助BIM技術所具有的協調性能夠無縫銜接管理不同施工作業流程，減少時間浪費，還能夠充足地保障工作質量并取得良好的工作成效。

2.3虛擬性功能優勢

在項目施工過程中各種因素都會影響工程進度，導致很難及時發現問題、解決問題。而利用BIM技術能夠有效地對項目開展4D、5D模擬，而在進行4D模擬時聯合時間進度，能夠準確地分析今后的施工過程，方便管理人員及時做出相應的調整;而5D模擬會加上造價，促使所形成的施工進度管理更具立體性。借助BIM技術所具有的虛擬性，能夠更為準確地控制整個建筑過程，防止出現現場施工情況背離施工組織計劃的情況

三、BIM技術的主要特點

3.1 可視化特點

現代化的工程類型、結構、形式逐漸向多樣化發展，一定程度上增加了工程項目設計難度，對傳統平面視圖為主的設計方式提出挑戰。BIM技術能夠切實解決平面視圖中存在的問題。通過BIM技術構建土建工程基礎模型，將工程項目以直觀形式展示在眼前，有利于發現問題并確保設計質量，提高設計效率。

3.2 協調性特點

建筑工程施工具有技術難、范圍廣、周期長特點，涉及諸多施工環節，做好各環節協調工作是提高施工質量和施工效率的重要前提。需要施工人員、管理人員、各參建單位保持順暢的信息交流，確保在施工過程中所產生的矛盾問題都能得到有效解決，這種管理模式被稱為事后管理模式。施工過程中，施工人員與設計人員缺乏有效的溝通和交流，導致信息閉塞，使得設計圖紙在具體施工過程中會產生許多問題。采用BIM技術可以有效避免以上問題，有利于滿足工程項目事前處理需求。

3.3 5D性特點

現代化建筑工程強調節能減排效果，而應用BIM技術，能夠在設計階段對日照、節能等環節進行信息化模擬。另外，建筑企業還可以通過基礎模型和信息化平臺，對整個工程施工過程進行指導和完善，尤其在成本管理中效果更加顯著。通過BIM技術能夠對施工工序和時間進行5D信息模擬，在土木工程項目完成后，構建數據模型為工程后期維修提供參考依據，有利于解決傳統管理封閉的信息問題。

3.4 可出圖特點

BIM技術出具的圖紙與設計院出具的圖紙存在差異，具體來說，設計院提供的工程圖紙，大多與工程項目相關構件有關，而BIM技術提供的圖紙是在設計院圖紙的基礎上進行優化和完善，能夠為設計人員提供工程規劃圖、報告以及針對性解決措施，提高圖紙準確性和科學性，為工程項目后續順利工作實施奠定基礎。

四、BIM技術在土木工程中的應用措施

4.1項目協調中的應用

首先，對于BIM技術的應用要達到設計部門的相關要求，在使用這項技術之前，應根據自身的技術情況來進行深入的分析，通過試應用BIM技術來幫助設計部門對于這項技術進行充分的掌握，然后再進行相應的普及和推廣。其次，對于各個方面的意見進行有效的協調，在土木工程中的參與方包括業主、施工方、監理方以及其他的外包商，不同的主體有著不同的施工要求，所以很容易會出現分歧，所以需要通過應用BIM技術來進行項目工程的模型展示，并對各個方面的意見進行收集整理，以達到盡可能完整的信息反饋，從而有效地實現方案的改進。

4.2施工中的應用

土木工程施工項目的運營過程中，想要切實提升施工水平是比較困難的，因為在土木工程施工的過程中，無論是在操作規范上，還是在風險評估上，都并不具備高效率的管理，從而對于施工的效率造成了一定的影響。對于這一問題，通過BIM技術的應用可有效地得到優化，具體的應用措施包括以下幾個方面：首先，要對于BIM技術中的數據儲存功能進行充分的應用，通過模型數據庫來對土木工程施工中的各個因素進行有效的滲透，例如建筑成本、材料規格、施工進度等內容，然后利用BIM技術來將這些信息進行展開，并對土木工程中的信息進行動態模擬，進而完成動態分析的過程，對于建筑成本進行有效的控制，然后根據動態線性變動情況來找到施工中的問題，以便于及時采取相應的措施。其次，可以使用BIM技術的虛擬功能。以往的建筑項目施工，只能夠通過二維平面圖來了解施工進度。隨著建筑規模的逐漸增大和內容的復雜，需要通過BIM技術來對建筑構架和局部結構進行有效的監控，實現整體施工進度效果的有效呈現。

4.3施工監控中的應用

首先，要對審批流程進行監控，對于土木工程中的各個操作過程通過BIM技術平臺來進行流程監督。利用VR技術來將施工模型與虛擬現實兩者之間進行融合，實現對后期建設的模擬操作，例如張力、材料、溫控以及澆筑等過程，都能夠提前進行模擬操作，從而為土木工程施工帶來更加科學合理的方案。其次，要將BIM技術應用到施工的關鍵部分監控工作中，通過對操作過程的模擬，來對一些高風險的操作內容進行風險的降低，并將其應用到關鍵節點中，實現施工節點操作流程的優化。最后，要搭建信息管理平臺，通過應用BIM技術中的信息儲存功能，來建設關于質量檢測到后期的運營維護的管理平臺。具體來看，施工質量檢測內容包括溫度、結構、安全以及施工誤差的檢測與預警功能，在對土木工程進行養護管理的過程中，要對土木工程項目中的各項信息進行完善，并建立相關的工程檔案，以此為基礎來配合現場的檢測來實現運營維護中的有效檢測。通過對信息反饋進行數據分析，來找到運營維護中的風險問題，以便于更好地完成養護工作，提升建筑工程的壽命。

4.4設計階段的應用

在BIM技術當中最為關鍵的內容是數據，在土木工程設計的過程中，對于BIM技術的應用不僅限于模型的建立，而是要能夠對土木工程施工的實際情況進行直觀的體現，并要對一些重要部分的局部特征展現出來，通過BIM技術所得到了三維模型與實際的結構模型十分的接近。在土木工程設計過程中通過應用BIM技術來使得設計工作能夠以信息結構模型為基礎來開展。從目前的情況來看，設計人員在進行設計的過程中，存在著軟件平臺功能開發不足的問題，而從土木工程項目功能優化的角度上來看，可通過碰撞檢查的方式來展示出這一技術的重要優勢。另外，通過運用該技術能夠為設計工作人員帶來更加良好的協作模式，使得他們能夠在同一平臺中進行設計工作，加強設計人員之間的溝通，以便于及時地找到其中的錯誤和遺漏等問題，顯著提升設計工作人員的效率，達到資源共享的最終目的。

4.5工程結構模擬的應用

隨著土木工程施工和數字化平臺的發展，BIM技術逐漸被應用到了土木工程施工的各個領域，無論是應用的廣度、深度都得到了提升。從目前的情況來看，很多工程項目仍然在采用傳統的方式，即利用圖紙來進行土木工程項目設計，通過不同角度的圖紙設計來對工程狀況進行反應。以往的設計方式不但需要很多圖紙，同時需要花費大量的時間，且無法迅速進行修改。通過運用BIM技術可有效地彌補這些問題，BIM技術將整個過程組成為整體，通過數據融合的方式來實現對工程項目的模擬。在不同的土木工程施工階段，均可以按照工作人員的實際需求來提取相關資料，實現多個設計數據的有效集成，并按照提取數據來建立不同位置的模型，為土木工程施工的開展提供便利條件。

五、總結

通過論述可以看出，BIM技術在土木工程領域的應用效果比較明顯，能更好地解決傳統土木工程管理中的不足，實現良好的管理效果。但是隨著信息技術水平的提高，BIM技術的應用還需引入更多現代化的信息技術，提高土木工程管理的科學性。

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