BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用分析

摘要：在施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，有利于完善施工準(zhǔn)備、加強(qiáng)成本管理、強(qiáng)化進(jìn)度管理，獲得了較好的施工效果。簡要概述BIM技術(shù)的原理與應(yīng)用現(xiàn)狀，對其在土木工程施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)分析。為加快BIM技術(shù)在土木工程中的深入應(yīng)用，需要不斷規(guī)范技術(shù)管理、落實(shí)技術(shù)宣傳、強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)，并逐步優(yōu)化模擬技術(shù)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);土木工程;施工應(yīng)用;建筑信息模型

0" "引言

BIM技術(shù)是按照工程項(xiàng)目中涉及的數(shù)據(jù)信息建立模型的技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)有利于提高信息化管理水品，加強(qiáng)項(xiàng)目各方的交流，科學(xué)合理地進(jìn)行項(xiàng)目協(xié)調(diào)，從而達(dá)到提高工程整體建設(shè)質(zhì)量的目的。BIM技術(shù)作為一種模擬的、可視化技術(shù)，為土木工程帶來了更多施工便利，可使施工準(zhǔn)備、成本管理、進(jìn)度管理等多個(gè)方面獲得良好的應(yīng)用效果。

1" "BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)被稱為建筑信息模型，其在美國的建筑業(yè)誕生。該技術(shù)可以統(tǒng)籌管理建筑的設(shè)計(jì)，輔助管理施工，做好項(xiàng)目的協(xié)同與運(yùn)營等等。BIM技術(shù)將建筑當(dāng)作完整的工程，應(yīng)用合理規(guī)劃、構(gòu)筑科學(xué)模型以及協(xié)調(diào)運(yùn)營等方式，對整體的工程進(jìn)行細(xì)化和量化，再優(yōu)化建筑施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，以達(dá)到提高工程整體建設(shè)質(zhì)量的目的。

目前的BIM技術(shù)已經(jīng)融合了原始的BIM技術(shù)的基礎(chǔ)，并充分結(jié)合了現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)的三維數(shù)字技術(shù)以及多媒體建模方面的技術(shù)，形成了具有數(shù)字化、信息化和集成化特點(diǎn)的模型系統(tǒng)。工程師將該技術(shù)搭載于計(jì)算機(jī)上，通過應(yīng)用專業(yè)軟件來編輯建筑相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，將其數(shù)據(jù)信息快速轉(zhuǎn)化成可視的2D、3D模型，幫助設(shè)計(jì)工程方案和管理施工。

BIM技術(shù)具有可視化、參數(shù)化、節(jié)省工程成本以及加快工程建設(shè)速度的優(yōu)勢。目前，BIM技術(shù)已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家得到廣泛的應(yīng)用和推廣。但我國在BIM技術(shù)應(yīng)用方面起步比較晚，對該技術(shù)不夠深入了解，總體來說該技術(shù)的應(yīng)用仍然處在摸索階段。

2" "BIM技術(shù)在土木工程施工中的具體應(yīng)用

2.1" "完善施工準(zhǔn)備

BIM技術(shù)可以在土木工程中的應(yīng)用可以體現(xiàn)在施工準(zhǔn)備的完善上。將其應(yīng)用在土木工程之中，可以將工程設(shè)計(jì)具體方案可視化，方便進(jìn)行設(shè)計(jì)交流。如此不僅建設(shè)方可以了解設(shè)計(jì)方案，業(yè)主方以及施工方都可以通過設(shè)計(jì)的可視化，探討設(shè)計(jì)的可行性。其各自的建議和各自領(lǐng)域中可能會面臨的困難，都可得到及時(shí)地反饋。通過提前溝通設(shè)計(jì)方案，可以在最終的設(shè)計(jì)方案中積極采取有效措施，來應(yīng)對施工中和竣工后可能出現(xiàn)的問題，確保最終的設(shè)計(jì)方案具有科學(xué)合理性。

通過建立模型的方式，施工方能夠更加直觀地了解施工方案，有利于其進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。工程施工的設(shè)計(jì)圖紙直接由BIM模型生成，極大地提高了圖紙的精細(xì)程度。與此同時(shí)，BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使材料的統(tǒng)計(jì)更加精準(zhǔn)，有效減少了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，極大地提高了工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

土木工程中各結(jié)構(gòu)單元可以利用BIM技術(shù)來生成三維模型，更直觀地展現(xiàn)出了施工中會出現(xiàn)的難點(diǎn)，以及需要注意的關(guān)鍵部位。通過模擬，可以讓相關(guān)工作人員掌控施工節(jié)點(diǎn)和各個(gè)專業(yè)施工過程中需要協(xié)調(diào)的地方，實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)的全面、便捷交底。設(shè)計(jì)人員在最終設(shè)計(jì)中將其明確出來，呈現(xiàn)較為完美的設(shè)計(jì)方案。BIM技術(shù)對于土木工程的施工準(zhǔn)備具有較好的完善作用，使土木工程的施工獲得了良好的依托[1]。

2.2" "加強(qiáng)成本管理

BIM技術(shù)在土木工程成本管理的工作中也起著重要作用。在設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)能夠根據(jù)平面圖紙的各項(xiàng)信息，構(gòu)建設(shè)計(jì)模型，對整個(gè)工程中需要的構(gòu)件進(jìn)行匯總建模分析。通過建筑預(yù)演提前發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的問題，然后通過對這些問題的逐個(gè)解決，避免重復(fù)設(shè)計(jì)修改方案導(dǎo)致方案成本的增加。

對其設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化、深化和拆分，可使其設(shè)計(jì)難度大大降低，設(shè)計(jì)所需要花費(fèi)的時(shí)間大幅度縮短，設(shè)計(jì)成本有效降低。同時(shí)，對設(shè)計(jì)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膬?yōu)化，能夠?qū)?gòu)件吊裝的施工難度大大降低，減少施工失誤，提高工程質(zhì)量，避免設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致的質(zhì)量通病，進(jìn)而提升整體的工程質(zhì)量，降低后續(xù)維護(hù)成本。

在投標(biāo)階段，BIM主要通過模型生成生產(chǎn)軟件進(jìn)行信息化計(jì)量，來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理。根據(jù)工程實(shí)際的建筑進(jìn)度，進(jìn)行工程模擬，可實(shí)現(xiàn)工程動靜態(tài)的結(jié)合。合理地運(yùn)用BIM技術(shù)可以把傳統(tǒng)計(jì)量的手工誤差降到最小。依靠大數(shù)據(jù)的云計(jì)算，可快速且出色地獲取投標(biāo)報(bào)價(jià)合理范圍，有效避免成本的盲目浪費(fèi)，加強(qiáng)對土木工程成本控制掌控。

在施工階段，施工方能夠通過BIM技術(shù)構(gòu)建好模型，可以使資源配置更為合理，明確規(guī)劃目標(biāo)，減少錯(cuò)誤施工帶來的成本浪費(fèi)。通過完善平面圖紙中的不足，做好購買清單，有利于合理安排施工，解決施工現(xiàn)場面臨的使用建筑面積不夠問題，精準(zhǔn)安排施工。BIM技術(shù)在進(jìn)行施工模擬工作時(shí)，能夠?qū)ζ溲b配工藝進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，進(jìn)而把控安裝階段花費(fèi)的成本，減少在施工過程中出現(xiàn)的突發(fā)因素，對可能出現(xiàn)的問題，做到早發(fā)現(xiàn)、早解決，保證每一步重要程序的循序漸進(jìn)，不發(fā)生耽誤工期的情況。其通過對施工工序以及施工材料的精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)施工成本的可靠把控。

在竣工結(jié)算階段，BIM技術(shù)充分結(jié)合了現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)的三維數(shù)字技術(shù)，通過其數(shù)字化、信息化和集成化特點(diǎn)把施工信息進(jìn)行整理，方便獲取各項(xiàng)施工流程中花費(fèi)的成本，有利于降低竣工結(jié)算的成本 [2]。

2.3" "強(qiáng)化進(jìn)度管理

土木工程的各個(gè)階段關(guān)系緊密且能夠互相銜接，由此導(dǎo)致對其施工進(jìn)度的管理難度較大。BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用，則能對施工的各個(gè)階段實(shí)施全面管理，使其形成有效的銜接，更方便地調(diào)取不同施工階段的各類工程信息，進(jìn)而方便管理人員對施工進(jìn)度進(jìn)行全面有效把握。

在BIM技術(shù)上構(gòu)建的信息管理模式對于工程業(yè)務(wù)溝通而言十分方便，其能夠統(tǒng)一實(shí)施溝通，并可對各項(xiàng)施工信息加以整合，實(shí)現(xiàn)無障礙交流，避免施工信息冗余或者丟失，降低施工進(jìn)度管理效率。此類技術(shù)具備的可持續(xù)性優(yōu)化的優(yōu)勢，能夠隨著土木工程的逐步深入，根據(jù)不同的施工環(huán)節(jié)優(yōu)化BIM模型，使各個(gè)施工環(huán)節(jié)得到精準(zhǔn)控制，進(jìn)而把握整體施工進(jìn)度，使工程的管理效率得到有效提升 [3]。

3" "加強(qiáng)BIM技術(shù)在土木工程中應(yīng)用措施

3.1" "規(guī)范技術(shù)管理

BIM技術(shù)的快速發(fā)展促使土木工程獲得了更好的發(fā)展機(jī)遇，為施工準(zhǔn)備、進(jìn)度管理以及成本控制等方面提供了諸多便利，但同時(shí)也形成了新的挑戰(zhàn)，為此需要針對該技術(shù)采取規(guī)范的管理手段。首先，需要圍繞BIM技術(shù)制定檢驗(yàn)制度，確保其應(yīng)用效率與應(yīng)用安全，并考核其在工程中的實(shí)用性。其次，制定監(jiān)督制度以對BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行管控，為其合理應(yīng)用提供保障。最后，完善技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的工作。

為規(guī)范BIM技術(shù)管理，需要對BIM模型的精細(xì)程度進(jìn)行科學(xué)界定。美國建筑師協(xié)會已經(jīng)對BIM模型細(xì)致程度（LOD）進(jìn)行了定義，不同的LOD等級對應(yīng)著BIM模型不同的精細(xì)程度，有著不同的效果（如表1所示）。只有進(jìn)行完善的設(shè)計(jì)，才能夠充分發(fā)揮其效用。只有結(jié)合工程的實(shí)際情況，對多方面因素加以充分考慮，才能確保BIM技術(shù)在土木工程的相關(guān)工作中取得事半功倍的應(yīng)用效果。

3.2" "落實(shí)技術(shù)宣傳

BIM技術(shù)的發(fā)展速度是有目共睹的，但仍有部分工程人員固步自封，堅(jiān)持用傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行土木施工。此類現(xiàn)象是BIM技術(shù)的應(yīng)用宣傳不到位引起的。要想讓BIM技術(shù)更快地融入土木工程的工作之中，必須要加強(qiáng)該技術(shù)的宣傳，使整個(gè)行業(yè)充分認(rèn)識到BIM技術(shù)的創(chuàng)新性與實(shí)用性。

為了使更多的土木工程之中應(yīng)用此類技術(shù)，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)開辦BIM技術(shù)的相關(guān)講座，號召大家學(xué)習(xí)BIM技術(shù)。還可以邀請BIM應(yīng)用較為熟練的人員進(jìn)行演講，或者派遣單位技術(shù)人員去其他應(yīng)用較好的企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)。只有切身體會到BIM技術(shù)在土木工程中的強(qiáng)大作用，才能夠使其加強(qiáng)BIM技術(shù)的應(yīng)用。

3.3" "強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)

為了使BIM技術(shù)取得更好的應(yīng)用，需要加強(qiáng)管理人員應(yīng)用該技術(shù)的培訓(xùn)。管理人員應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行工程管理的能力，與其最終的應(yīng)用效果息息相關(guān)，相關(guān)人員的素質(zhì)、素養(yǎng)決定了BIM技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量。因此需要對管理人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，進(jìn)而提高其專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，

加強(qiáng)管理人員的BIM技術(shù)素養(yǎng)，可以通過在相關(guān)工程中采用老帶新的工作模式實(shí)現(xiàn)。可由熟練掌握BIM技術(shù)的員工，對新應(yīng)用的人員進(jìn)行各方面專業(yè)知識的講解。這樣可以更好地幫助管理人員了解工程情況，對工程各個(gè)環(huán)節(jié)的成本具有更直觀的判斷。除此之外，還需要定期組織管理人員進(jìn)行外出培訓(xùn)，通過參加高端人才交流會或是參與大型工程建設(shè)，豐富、創(chuàng)新知識，與時(shí)俱進(jìn)，不斷提升自我認(rèn)知能力[4]。

3.4" "優(yōu)化技術(shù)模擬

BIM技術(shù)的深入推進(jìn)，需要對BIM技術(shù)具備的可視化優(yōu)勢加以利用，對施工方案進(jìn)行動態(tài)的模擬優(yōu)化，使各類工藝的實(shí)施效果獲得直觀的對比。通過對比選出最優(yōu)方案，經(jīng)過模擬優(yōu)化的BIM技術(shù)推出的最佳方案，能夠大幅提高施工效果。土木工程需要利用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬優(yōu)化的應(yīng)用方向，主要集中在周邊環(huán)境、施工場地布置、交叉作業(yè)工序、土方開挖、混凝土支撐拆除、管線改遷、鋼支撐搭設(shè)、吊裝等多個(gè)方面。

某地鐵土木工程施工中，BIM技術(shù)人員對地鐵站周邊的環(huán)境實(shí)施了建模分析，獲得直觀的分析結(jié)果。以此為依據(jù)對提出的施工圍擋方案進(jìn)行了模擬推演，進(jìn)而明確了該工程的施工圍擋范圍。除此之外，還對附近的車流量進(jìn)行了模擬，最終確定了圍擋數(shù)量。在確定細(xì)化管線改遷以及周圍建筑搬遷的相關(guān)方案時(shí)，也進(jìn)行了技術(shù)模擬，并取得了理想效果。

在搭建臨時(shí)住宿區(qū)域時(shí)，通過BIM技術(shù)模擬合理地布置了各個(gè)功能區(qū)域（見圖1），使其與堆料區(qū)域分離，達(dá)到了一次成型的布置效果，大大降低了二次搬運(yùn)的可能性，提高了工程的建設(shè)效率。同時(shí)，可通過技術(shù)模擬對工程的場地空間進(jìn)行準(zhǔn)確分析，使其契合工程的整體需求。在此基礎(chǔ)上選用合適的施工機(jī)械，模擬設(shè)備遷徙之后，將施工便道進(jìn)行合理規(guī)劃。對于土木工程而言，技術(shù)模擬優(yōu)化可使BIM技術(shù)更深入地應(yīng)用到施工中的各個(gè)方面，使現(xiàn)場布置得到更好規(guī)劃，能對施工進(jìn)行更細(xì)致、全面的指導(dǎo)，大大增強(qiáng)了施工可控性。

4" "結(jié)語

總而言之，在施工中應(yīng)用BIM技術(shù)，有利于完善施工準(zhǔn)備、強(qiáng)化進(jìn)度管理、加強(qiáng)成本管理以及配合綠色施工。為加快BIM技術(shù)在土木工程中的深入應(yīng)用，獲得更好的應(yīng)用效果，需要不斷落實(shí)此項(xiàng)技術(shù)的宣傳、規(guī)范技術(shù)管理、強(qiáng)化技術(shù)培訓(xùn)，并不斷優(yōu)化技術(shù)模擬。

參考文獻(xiàn)

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