BIM技術在土木工程施工領域的應用進展

金倩倩 寧夏水投科技股份有限公司

1 前言

BIM技術在國內工程建設領域的落實經過了一段曲折發展后，終于在多個領域得到了重視普及。BIM是來自于Building Infromation Mdoeling的簡稱，意味著工程建筑信息模擬。通常將各類信息數據通過工程軟件的方式進行上傳，然后通過可視化方式將其建立成一個三維立體模型，幫助技術人員模擬工程建設方案。這類建筑信息模型的使用，包含到工程建筑的全生命周期，并且通過電子計算機工程來構建一個三維信息數據庫。而在建設實施的過程中，通過BIM技術軟件對工程全過程進行管控分析，同時各個建設主體單位都可以利用BIM技術軟件了解當前的建設狀況，包括建設單位、業主單位、施工單位等，多方都可以利用BIM技術達成信息上的互通，共同完善工程項目信息。通過不斷地推動工程建設，利用BIM技術構建共享式、動態化的工程信息數據庫。當然，雖然BIM技術已經在國內廣泛普及，但是由于其技術專業性的問題，BIM技術的應用還不夠深入，成果的顯現還需要時間和經驗的積累。

2 BIM技術的應用現狀

將BIM中的各類技術優勢應用到工程建設的項目管理、造價控制、施工技術管理、方案優化中，可以大幅度提升施工效率、優化施工成本，同時還能進一步推動工程建筑信息化、智能化的發展進步，對于建筑行業的可持續發展有著良好的現實意義。

因為BIM技術可視化、模擬性、可出圖性等優點，早已在國外的工程建設中被廣泛地使用。而政府為了進一步推動BIM技術在我國工程領域的使用，已經將其作為“施工企業特級資質標準”中一項重要的考核標準之一；工程建設單位通過BIM組建管理團隊，強化單位成員之間的溝通協調性，進而提升效率，強化企業的競爭力。

國內建筑行業的龍頭企業，如中國鐵建、中國電建、中國建筑集團等，近年來都在大力推動BIM在內部的建設發展，組建項目部。而國外很多發達國家，早已經發現了BIM技術在工程領域的巨大潛力，尤其在美國，BIM技術已經成為其工程建設中的主流技術之一。

3 BIM技術的發展成效分析

隨著BIM技術的逐步普及和應用，其作用價值已經初步的顯現。BIM技術在部分工程領域的項目中，發揮效果顯著。比如近年來我國經濟建設高速發展的十年間，諸多高精尖的工程項目，都離不開BIM技術的支持。尤其在設計一些造型獨特、新穎，外形結構異于一般建筑物的工程時，這些輪廓曲線較為特殊的建筑就是BIM技術深入發揮價值的重要渠道。這些建筑項目由于使用二維圖紙無法清晰有效的表現，在內部結構十分復雜的情況下，使用二維圖紙可能會出現許多圖紙表達邏輯錯誤的問題[1]，所以在現場施工時還必須進行圖紙的二次商議優化，而且各個專業團隊協調優化也十分低效。而將BIM技術應用到此類項目當中，就可以最大限度地解決這類問題，通過三維建模和可視化交流的方式，為技術人員提供更加清晰直觀的可視化圖紙，減少圖紙邏輯認知錯誤。像曾經的鳥巢、水立方，近些年的港珠澳大橋的建設，都是引入了BIM技術最大限度保證工程質量和建設效率，并且都取得了良好的效益。

BIM技術在工程領域被逐步認可和廣泛應用，相關的一系列BIM配套軟件的開發應用，BIM技術在工程建筑的施工階段也產生了大批的技術應用，可以高效輔助項目工程的策劃實施。

目前較為常見的相關技術軟件有鋼筋預算系統、下料系統、管理軟件、場地布置軟件、模板腳手架等軟件工具，都是圍繞BIM技術配套開發的應用工具，可以便捷高效的幫助工程項目進行專項化的方案設計和造價管理。比如，其中的revit設計軟件可以對建筑中的水電管線安裝進行模擬分析，并進行管線排布的模型設計規劃，然后在根據技術人員的作業需要來出具有效的管線優化排布圖、預留洞圖、支吊架排布圖等報告分析圖和數據[2]；同時在施工過程中，施工團隊還可以利用BIM與相關的建設單位進行信息互通，對作業人員做好技術交底工作。綜合化的技術安排極大提升了工程建設便捷性、高效性，面對工程技術中的難點也有極大的保障。

4 BIM技術在土木工程中的價值體現

4.1 構建三維模型可視化平臺

在工程模型構建方面，利用BIM技術來構建三維立體可視化圖形，可以緩解以往二維圖紙專業性過強、可能產生認識錯誤的弊端。由于傳統二維圖紙需要技術人員有非常專業的識圖能力，尤其在面對一些結構復雜的工程項目，二維設計圖紙的認知程度會極大影響工程建設的準確性。

一般工程項目的管理者對于平面圖、系統圖、安裝接線圖等工程設計圖紙，理解起來較為困難，因此對于工程項目的整體把控較為的片面，加之本身二維圖紙的整體性較差，需要很強的空間認知能力和識圖能力，不利于工程項目的整體管理。

但是將BIM技術的運用到工程項目的圖紙設計中，可以直接通過數據信息構建一個完整的三維立體模型，直觀地將建筑物模型呈現在管理者面前，有利于增強管理者對于建筑項目的整體把控[3]。同時對于其他專業團隊而言，也更加有利于他們的認知識圖，有利于各個團隊之間的協調配合。在完成模型設計之后，也可以更加直觀地發現設計方案中的不足和問題，有助于技術人員及時的改進優化，并且生成最終的效果圖和數據報表。

4.2 有助于各建設單位之間的協調配合

一項完整的工程項目中。設計階段：方案圖紙需要制圖員、設計院、校對員、復核員等專業技術人員的配合，還要經過各個負責人、審核人員的會簽；施工階段：需要業主單位、設計單位、施工單位、監理單位等多方的配合協調；而通過BIM信息平臺，可以直接建立三維立體模型，數據庫共享平臺，各個單位可以利用信息平臺下的可視化環境來進行快速溝通，協調，提高工作效率。

而且根據三維立體建模，可以在施工前積極開展會議，探究施工中可能出現的問題，并商討解決的辦法，為后續施工提供可靠依據和應對策略。比如在裝飾工程的建設項目當中，通常水電管線的安裝設計是較為復雜的環節，可以利用BIM軟件中的物理碰撞功能，來發現管線設計安裝中可能存在的管道交叉影響問題。

4.3 在施工現場中的技術應用價值

施工現場數據信息分析的客觀性會直接影響到項目設計方案的合理性。在進行施工設計時，通常需要對地質、地貌、周邊環境、交通狀況等作出判斷分析。傳統施工現場的勘查分析容易出現問題，就是因為技術人員過于重視定性分析而忽視了定量分析。所以通過將BIM技術與無人機攝影偵察技術、地理信息系統相結合，可以直接獲得施工現場的環境數據和影像，然后在整體對施工現場進行模擬，為施工現場規劃提供可靠依據。

施工中，利用BIM技術可以作為施工工藝選擇和施工工序設計的技術支持，有利于完成精確化的建設目標。由于以往施工設計規劃的手段較少，容易出現施工設計和施工現場不符合的問題，給精確的施工管理目標帶來很大壓力。所以利用BIM軟件中的實時優化調整技術，可以預先對各施工環節進行管理分析，在安裝施工模塊和編輯器的情況下，對施工進度進行查詢和適時的調整。

4.4 BIM技術在工程造價中的應用

隨著市場經濟的高速發展，建筑行業規模也在高速擴張。當現代科學技術與建筑工程相互結合之后，工程項目的內容和復雜性也在逐年提升，建筑工程中所涉及的專業性知識、結構、建材、設備等也更加多樣和復雜，這也直接導致工程造價管理的難度直線上升，因此BIM技術在工程造價管理方面也發揮了重要價值。

（1）工程造價數據的儲存。BIM軟件的信息數據庫再儲存造價數據方面發揮了良好作用。造價計算工作中，保留曾經實施過的項目工程量和相關的工程造價數據信息，可以作為后續工程建設的有效參考。否則，在后續工程建設中，如果遇到相似的工程項目和信息數據，需要重新計價和計算，影響造價分析效率。數據庫平臺可以通過網絡高效的儲存相關的工程建設信息，為后續的維護、管理提供數據支持。

（2）在成本預算方面的控制。BIM軟件可以支持高效精確的數據計算，而這也是工程概預算、造價計量、工程結算項目的基礎和依據。傳統造價計量方式，必須依靠造價工程師通過二維圖紙和手工計算的方式，或者通過單一的軟件來輔助計算，需要耗費大量時間精力。但是通過BIM技術中的復用設計模型，可以節省利用圖紙手工建立算量模型的時間，提高的計算效率。

通過BIM技術可以將三維信息模型與工程進度、預算等集成拓展為SD模型，通過造價輔助軟件就可以實現對造價成本的進行動態化的管控。

通過造價管理輔助軟件可以進一步優化項目方案，加強資金、資源使用分配的合理性[4]，優化人力、設備等資源的配置，避免由于施工和管理問題導致工程質量問題，造成返工，可以減少潛在的經濟損失。同時針對施工中的采購計劃，還可以通過信息平臺了解建材市場價格波動情況，生成材料價格報表、人工成本費用等，供管理人員制定后續的材料采購計劃。

5 結束語

BIM技術作為工程領域中的新興技術，成為新時期下建筑行業的重點研究的課題內容。其廣泛的應用價值和開發潛力得到了業界的一致認可。本文在探究BIM技術在國內外發展應用基礎上，具體分析了BIM技術在工程建設領域中的實際作用，其技術優勢可以很好解決傳統項目建設中的缺陷，進一步完善工程建設。

BIM技術優勢所帶來的沖擊正在逐步改變建筑行業的面貌，而隨著國家大力推進產業升級轉型，未來土木工程的發展建設，必然要朝著信息化、智能化、機械化的方向前進，BIM技術可以積極融合大數據、云計算、物聯網等技術，改善傳統粗放型管理模式，推動整個行業的進步。