BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用

李仁發(fā)

(河北省安裝工程有限公司， 河北 邢臺 054000）

國內(nèi)建筑業(yè)總產(chǎn)值一直呈正增長態(tài)勢， 其占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重也基本呈正相關(guān)。 施工過程即是土木建筑工程的重要環(huán)節(jié)， 也是決定建筑最終效果的決定因素。 所以我國十分重視土木建筑工程施工管理。 現(xiàn)階段， 我國民用建筑工程的整個(gè)施工過程實(shí)行監(jiān)理制度， 以確保施工質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 雖然按照工程規(guī)定， 在交付前需要對建筑工程項(xiàng)目經(jīng)過多次審查， 但最終的施工質(zhì)量并不令人滿意。 最關(guān)鍵的原因仍然是在施工階段缺乏監(jiān)督和規(guī)范不足。

1 BIM技術(shù)簡介

BIM技術(shù)是近年來運(yùn)用于土木工程之中的新技術(shù)， 在擁有大數(shù)據(jù)的前提之下， 通過計(jì)算機(jī)構(gòu)建模型并在計(jì)算機(jī)當(dāng)中模擬施工過程， 以保證在實(shí)地實(shí)施工程時(shí)的工程質(zhì)量， 極大可能的保證了工程的順利實(shí)施。 該技術(shù)的特征有很多， 例如， 該技術(shù)可以混合各個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)信息， 并對這些信息進(jìn)行分析， 構(gòu)建出符合實(shí)際情況的虛擬立體模型。 該模型極大還原了施工現(xiàn)場， 還可以考慮到各種方面的外界原因， 使各種可能出現(xiàn)狀況的誘因集中表現(xiàn)在該虛擬模型之中， 準(zhǔn)確的模擬現(xiàn)實(shí)狀況， 為土木工程的正常實(shí)施提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。 在施工過程中， 需要用到很多工具， 通過該技術(shù)， 可以規(guī)范用具的使用， 使得在用具使用方面不出錯(cuò)， 在避免由于用具使用不當(dāng)而出現(xiàn)意外的情況出了一份力。 在施工時(shí)， 利用該技術(shù)可以完成數(shù)據(jù)的上傳， 使得信息收集高效的進(jìn)行， 用最短的時(shí)間完成數(shù)據(jù)的分析， 做到及時(shí)有效的對施工進(jìn)行反饋， 對于施工的進(jìn)行有一個(gè)正向的推動。 同時(shí)， 對于共同參與該項(xiàng)工程的人員， 對于該工程的信息永遠(yuǎn)保持可以順利獲取施工信息的狀態(tài)， 不至于對施工信息毫無了解， 從而導(dǎo)致一些意外狀況的發(fā)生。 因此， 該技術(shù)在土木工程之中應(yīng)用廣泛， 需要精進(jìn)對該技術(shù)的運(yùn)用，使土木工程更進(jìn)一步。

2 BIM技術(shù)對建筑行業(yè)發(fā)展的重要意義

隨著我國經(jīng)濟(jì)與科技的飛速發(fā)展， 城市發(fā)展對整個(gè)建筑行業(yè)提出了更高的要求， 其對土木工程也有了更高的要求。 新時(shí)代背景下建筑行業(yè)迎來了新的挑戰(zhàn)， 同時(shí)也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。 在建筑行業(yè)的生產(chǎn)活動中， 傳統(tǒng)的土木工程施工隊(duì)伍專業(yè)性不高， 隊(duì)伍中人員文化水平參差不齊， 這樣就難以保證施工作業(yè)的規(guī)范性、 嚴(yán)謹(jǐn)性。 另外， 以往的土木工程中所采用的管理模式較為粗放， 這種粗放的管理模式很難適應(yīng)當(dāng)前的市場發(fā)展形勢， 目前建筑行業(yè)市場環(huán)境競爭激烈， 如果建筑企業(yè)不能提高自身管理水平， 轉(zhuǎn)變管理模式， 引入先進(jìn)的相關(guān)技術(shù)， 就會讓建筑企業(yè)難以穩(wěn)定發(fā)展， 不能提高企業(yè)的核心競爭力。 而BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用， 可以幫助其改進(jìn)以往的管理模式， 調(diào)整土木工程的發(fā)展走向， 進(jìn)而為施工單位提供重要的技術(shù)支持， 在BIM技術(shù)建立的管理系統(tǒng)下開展施工管理工作， 也能明顯減少人力資源的投入， 這讓施工管理工作的效率得到有效提升， 從而獲得更好的工程效果。 BIM技術(shù)在土木工程施工管理中的應(yīng)用，能讓建筑企業(yè)的市場競爭力得到提高， 這樣就能帶動整個(gè)行業(yè)的發(fā)展， 讓建筑行業(yè)獲得更大的發(fā)展機(jī)遇。為此， 建筑行業(yè)土木工程的施工管理必須關(guān)注BIM技術(shù)的應(yīng)用研究， 確保BIM技術(shù)的良好應(yīng)用效果， 才能發(fā)揮BIM技術(shù)的自身價(jià)值。

3 BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用

3.1 BIM在土木工程質(zhì)量管控中的應(yīng)用

在土木工程施工建設(shè)中， 應(yīng)始終秉承質(zhì)量第一的管理理念， 促進(jìn)施工質(zhì)量顯著提升。 將BIM技術(shù)合理運(yùn)用到土木工程施工管控中， 能借助其可視化、 模擬性、 協(xié)調(diào)性等特征， 促進(jìn)工程建筑質(zhì)量的提升。 同時(shí)依托BIM技術(shù)的技術(shù)特征， 有助于規(guī)范工程項(xiàng)目施工人員具體操作， 在系統(tǒng)化、 直觀化、 立體化的技術(shù)保障下， 多角度、 全方位地模擬操作施工過程， 對設(shè)計(jì)單位關(guān)于施工操作點(diǎn)以及施工建設(shè)意圖進(jìn)行明確， 并將其落實(shí)在具體的施工操作環(huán)節(jié)中， 第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)中潛在的風(fēng)險(xiǎn)， 并全過程監(jiān)測材料應(yīng)用的科學(xué)性、 施工設(shè)備合理性。 嚴(yán)格依據(jù)土木工程建設(shè)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)， 或是提升科學(xué)化的管理水平， 促進(jìn)整個(gè)工程質(zhì)量管理的提升。 另外， 將BIM技術(shù)運(yùn)用到土木工程質(zhì)量管控中， 能實(shí)現(xiàn)在線動態(tài)化監(jiān)測， 更好地幫助施工管理人員把握各個(gè)施工環(huán)節(jié)， 最大限度地利用在線監(jiān)測系統(tǒng)， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)土木工程中的質(zhì)量建設(shè)問題，精確定位每個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)， 提升質(zhì)量問題處理質(zhì)效。

3.2 施工控制

利用BIM技術(shù)為土木工程項(xiàng)目提供施工控制， 這樣就能更好地掌握各施工環(huán)節(jié)的施工進(jìn)度， 也能讓施工技術(shù)得到優(yōu)化。 傳統(tǒng)的土木工程設(shè)計(jì)圖紙主要為二維圖像的形式， 一個(gè)項(xiàng)目往往需要由正面圖、 立面圖、 側(cè)面圖相互配合才能讓整體結(jié)構(gòu)得以體現(xiàn)， 各視角的平面圖紙需要反復(fù)比對才能最終得出施工方案，這一比對過程的工作十分復(fù)雜、 繁瑣， 設(shè)計(jì)人員稍有疏忽就可能讓施工方案出現(xiàn)偏差。 而將BIM技術(shù)應(yīng)用在土木工程設(shè)計(jì)階段的施工管理之中， 利用BIM技術(shù)為土木工程構(gòu)建三維可視化工程模型， 設(shè)計(jì)人員只需觀看三維模型就能了解整個(gè)工程結(jié)構(gòu)， 這樣就簡化了施工方案的設(shè)計(jì)流程， 減少了設(shè)計(jì)偏差的發(fā)生。 另外， 在土木工程項(xiàng)目的實(shí)際施工過程中， 難以避免地會遇到一些突發(fā)事件， 通過BIM技術(shù)完成對土木工程施工階段的模擬， 就能評估出工程施工階段可能存在的安全隱患， 得到較為準(zhǔn)確的安全評估結(jié)論， 在此基礎(chǔ)上制定的應(yīng)對方案就更有針對性， 大幅降低了施工作業(yè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)， 讓工程質(zhì)量、 進(jìn)度得到有效保障。

3.3 施工成本管理

對于大型土木工程來說， 工程造價(jià)的管理往往是非常瑣碎的， 而且有許多成本， 如消費(fèi)者報(bào)酬、 機(jī)械設(shè)備、 原材料的使用、 水電設(shè)備等。 而這些費(fèi)用的管理與建設(shè)單位的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。 BIM技術(shù)在工程造價(jià)管理中得到了廣泛的應(yīng)用， 一些有助于造價(jià)管理的活動可以進(jìn)行， 如成本分析、 成本控制等， 這樣的企業(yè)才能做到成本效益高、 科學(xué)性強(qiáng)。 它還結(jié)合施工現(xiàn)場的管理， 建立了一個(gè)主動機(jī)的成本管理數(shù)據(jù)庫， 使其能順利地找到相應(yīng)的成本表進(jìn)行成本分析， 利用工程量， 使每個(gè)月的確認(rèn)過程結(jié)算效率得到顯著提高。 在生產(chǎn)過程中， BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)模型可以有機(jī)地連接到單位工程中， 協(xié)助其完成材料、 采購方案、 提取各種工程材料等作業(yè)， BIM技術(shù)的材料管理員也可以建立二維碼模型， 與其他材質(zhì)模型直接關(guān)聯(lián)， 實(shí)時(shí)更新每個(gè)材質(zhì)的訪問庫信息。

3.4 運(yùn)維階段BIM技術(shù)的運(yùn)用

項(xiàng)目建設(shè)完成后， 基于前期設(shè)計(jì)、 施工階段的大數(shù)據(jù)和云數(shù)據(jù)庫與計(jì)算機(jī) “互聯(lián)網(wǎng)+” 的有機(jī)結(jié)合，利用BIM技術(shù)的云管理平臺， 可以在電腦端、 網(wǎng)頁端、 手機(jī)客戶端使用， 運(yùn)用BIM技術(shù)結(jié)合仿真分析技術(shù)， 可直觀可視化呈現(xiàn)項(xiàng)目運(yùn)營情況。 不僅可以進(jìn)行供水調(diào)度模擬， 實(shí)時(shí)管網(wǎng)壓力、 流量實(shí)時(shí)監(jiān)管和數(shù)據(jù)的提取， 通過各子項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行自動排查、 預(yù)警運(yùn)行故障， 生成缺陷工單、 巡檢工單等， 便于項(xiàng)目管理人員快速定位維護(hù)維修的關(guān)鍵部位及維護(hù)成本， 還可實(shí)時(shí)監(jiān)測廠區(qū)電耗量、 藥耗量等， 進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)和營收統(tǒng)計(jì)， 有效精準(zhǔn)核算運(yùn)維成本。 通過BIM技術(shù)形成的數(shù)字孿生數(shù)據(jù)資源， 可構(gòu)建項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)多維數(shù)據(jù)空間， 利用BIM模型構(gòu)建項(xiàng)目區(qū)域的三維數(shù)據(jù)畫像， 并數(shù)字化標(biāo)識項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的每一個(gè)智能終端的身份信息， 便于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、 反饋以及終端的遠(yuǎn)程操控。 基于BIM技術(shù)的施工運(yùn)維平臺， 集中可視化呈現(xiàn)全域建筑信息、 環(huán)境信息、 智能終端信息， 實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息和實(shí)體之間的精準(zhǔn)匹配， 建立連接和管理控制， 遠(yuǎn)程控制運(yùn)行狀態(tài)， 驅(qū)動整個(gè)項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的智慧場景服務(wù)。

4 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使BIM技術(shù)不斷完善， 能夠有效提高土木建筑工程施工管理水平。 對于施工企業(yè)而言， 通過積極有效的實(shí)踐， 才能制定符合企業(yè)發(fā)展實(shí)際的施工管理措施。 BIM技術(shù)的應(yīng)用， 使土木建筑工程施工實(shí)現(xiàn)了低能耗、 低污染和可持續(xù)發(fā)展。 BIM作為技術(shù)創(chuàng)新的輔助生產(chǎn)模式， 應(yīng)用于施工管理中具有現(xiàn)實(shí)意義。