BIM技術在土木工程中的應用具體措施探討

陳 寒

(山東雄獅建筑裝飾股份有限公司，山東 棗莊 277500)

BIM技術屬于高新技術，在工程管理的不同階段內應用，能夠在材料分配、人員協調等方面提高工作效果。在BIM技術支持下，工程可以得到可靠數據，這些可靠數據能為施工管理措施的確定提供參考，最后提高各項措施的有效性，幫助工程實現成本節約目標，讓工程質量得以提升。

1 BIM技術概念以及國內外應用現狀

BIM(Building Information Modeling)即建筑信息化模型，是整合所有建筑信息的三維數字化新技術，為工程信息管理提供了強有力的支持。BIM應用與土木工程，就是將工程模型在電腦上模擬建立出來，基于此把工程中可能遇到的問題提前修正解決，例如傳統圖紙中不易發現的碰撞問題，就可以在BIM可視化模型中一目了然。另外，不同的現代建筑對材料要求不一樣，BIM就可以對材料的體積、尺寸和重量做出精密的計算。面對工期緊、施工難度大的工程時，也可以相對輕松的利用BIM統籌設計、預算、采購、施工、人員、時間等方面，在計算機里合理地模擬出來。BIM可以將全部工作與環節整合起來，實現交流與共享，BIM的數據管理平臺實現了土木工程的精細化管理。

目前BIM技術在全球中逐漸被采用，例如挪威、新加坡、美國、英國以及北歐等，我國很多地方都在工程中運用了BIM技術，在BIM技術的應用上發展速度較快。BIM減少了工程中的紕漏，降低了人力、物力、財力等方面的浪費，給國內外的工程都帶來了極大的改革，改變了工程中人與人之間、人與技術之間、人與流程之間的關系，改變了人們的工程思維方式。BIM技術在國內外的應用，讓人們看到了其在工程的經濟效益與社會效益方面的價值。

BIM技術可以完善在施工中由于對接不完整所導致的風險，對其風險進行控制以及管理。早期出現的CAD電子計算機繪圖技術是BIM的前身，但是現在BIM的充分運用，已經取代了CAD。BIM可以針對建筑物進行分析，對其展開了解，也可以對信息進行管理，確保施工過程中可以將風險有效的控制。

全壽命周期風險管理是針對傳統管理模式所打造的全新形勢。可以針對單個信息進行管理，同時也可以對風險進行預控。全壽命周期風險管理主要采用了BIM技術，相關學者針對目前風險管理進行分析，發現使用BIM技術可以充分的進行風險管理。全壽命周期管理可以避免建筑行業在施工中出現的連接不完善，同時也可以避免整體風險。BIM技術屬于綜合性的系統，全壽命周期管理需要依賴于BIM技術對信息進行傳遞，尤其是建筑設計的相關信息，可以通過BIM技術進行匯總，真正做到將信息進行共享。

2 BIM技術的特征

2.1 出圖性

BIM能讓施工設計得到便利，同時能為業主方提供信息參考還有及時的幫助。而BIM及設計院提供的施工紙質圖不同，一般來講，設計院應該提供設計圖紙，如墻柱、基礎等方面圖紙，而在BIM技術中，它能對圖紙完成模擬和優化等操作，進一步保障工程施工的安全和效益。

2.2 優化性

在工程設計中，往往難以一步到位，設計偏差難以避免。在BIM系統支持下，便可以在施工時建立模型完成設計，讓設計得以優化。設計師能借助BIM平臺優化設計，各設計師也能聯合起來使用設計優化平臺。此外，BIM技術促進了工程設計的復雜化、多樣化，在現階段的工程設計中，只依靠人力會讓相關工作變得非常困難。設計師在BIM技術支持下，才能將設計任務高效、順利的完成。

2.3 協調性

BIM的關鍵特點是協調性，能讓設備、結構和建筑三者得以協調。在BIM系統的支持下，在工程設計中便能嚴格把控對各專業順利統一這一問題，能充分避免各專業的溝通問題還有返工狀況，能讓工程順利減少人工費、材料費。其次，在BIM支持下，不同專業能夠發揮其充分優點，高效完成工程設計。

2.4 可視化

在新時期中，工程設計面臨的要求變得更高，這是因為市場經濟在快速發展，要求工程應用更為先進的各項技術，順利完成施工項目。在BIM支持下，可以可視化的建立工程模型，在工程準備階段便為工程施工提供可視化的模型，而這能給予工程人員真實、直觀的視覺體驗，便于對工程問題的提前糾正[1]。總的來講，BIM在提供可視化功能的同時，也能提供系統、全面的工程信息整合功能，為工程優化提供信息參考。

3 木工程中BIM技術的應用措施

3.1 項目協調階段

在應用BIM技術時，應該滿足設計部的要求。在使用前，要結合自身技術狀況深入分析，利用BIM的技術試用，讓設計部可以充分掌握此項技術，再完成需要的推廣和普及工作[2]。此外，應該有效協調各方意見，在土木類型工程中，會有監理、施工和業主等參與方，各主體會對施工有著不同要求，這非常容易導致分歧，因此要借助BIM技術，展示工程的模型，收集整理不同意見，盡量反饋完整的信息，讓工程方案能被有效改進。另外，BIM技術可以讓施工參與方理解工程師的設計意圖，減少不同專業不同利益方之間的誤解與矛盾。例如，在道路工程項目協調階段，應用BIM技術的可視化功能可以將道路工程的模型與結構運用三維可視圖展示出來，讓工程設計單位、施工單位與業主單位等根據道路模型在設計風格、技術、施工要求等方面進行交流，讓各方都能夠有表達的權利，提出自己的想法，最終達成一個彼此都滿意的設計意向，共同將項目推進下去。

3.2 設計階段

在BIM技術的應用中，數據非常重要。在土木設計中，對BIM技術的有效應用，并沒有局限在建立模型上，它能直觀體現工程施工的具體狀況，展現重要部分具體、局部的特征，在它的支持下，能讓具體結構和三維模型更為接近[3]。在工程設計中，BIM技術的應用，能讓設計活動將信息結構方面的模型當做基礎。在現階段，設計過程往往出現沒有充分開發軟件平臺各項功能的問題，從土木工程的功能優化這一角度來講，可以嘗試碰撞檢測的措施促進設計有效的提升。

其次，在BIM技術的支持下，設計師能處在協作設計的良好模式中，他們可以在BIM平臺內共同完成設計，彼此間加強溝通，更快的找到設計時的遺漏和錯誤，讓設計效率提高，讓資源得以共享。最后，在BIM技術中，它有數據共享上的明顯優勢，在設計師完成圖紙設計時，能實時變更中心文件，讓其他的設計師等人員，都能及時得到數據，讓信息傳送所需要的時間縮短，讓圖紙錯誤被及時改正，讓工程設計提高質量。

3.3 施工階段

在土木施工中，往往會缺乏風險評估、操作規范等方面的高效管理，這會影響到施工效率。為處理此問題，BIM技術的應用便要受到重視，需充分利用BIM中數據儲存這一功能，利用模型數據庫，有效滲透土木施工時的不同因素，如材料規格、建筑成本等，再借助BIM系統展開上述信息，動態模擬土木信息，以此完成工程信息的動態分析，有效控制建筑成本，結合動態線性變動狀況，明確施工時會存在的問題，便于對響應措施的落實[4]。

此外，在此前的施工活動中，需要利用二維化的平面圖對施工的進度進行了解。但是隨著工程規模逐漸擴大，工程內部不斷復雜，依靠二維圖紙很難讓工程參與人員全面、準確地理解工程，而BIM的虛擬功能就可以有效地解決這個問題。在施工管理中運用BIM虛擬功能，通過建構虛擬模型，可以將工程設計理念與構思形象化，讓施工參與方實現有效溝通與協作，保證各方對施工方案的一致性理解，確保符合設計標準的施工技術與措施有效實施。例如在巖土工程勘察中，地下巖土很難被直接觀察，通過BIM就可以整合與集成巖土工程的數據，建立可視化的三維模型，將巖土真實的地質環境模擬出來，在最大限度上方便施工參與方進行交流，降低數據錯誤的可能性，利用關聯的數據，實現工程設計單位、業主單位、施工單位等多個工程參與方在工程施工中的協作。

同時，利用BIM技術可以對工程施工進度進行科學地管理。如，BIM技術可以針對施工中的具體環節進行形象模擬，施工參與方通過BIM生成的橫道圖、網絡圖以及三維動畫，分析和驗證具體環節中的施工數據、施工技術、施工工序等問題，然后及時做出有效的處理，確保工程順利運營，保障工程安全與工程質量，實現土木工程施工管理的現代化。

3.4 監控階段

第一，應該監控審批的流程，針對土木施工的操作過程，利用BIM平臺完成流程監控。應該借助VR等技術，融合虛擬、現實的施工模型，實現對工程后續施工的有效模擬操作，如溫控、材料或建筑等過程，利用提前的有效模擬操作，使得土木施工獲得合理、科學的方案。第二，應該對信息管理完善平臺進行搭建，借助BIM內信息儲存這一功能，建設包含質量檢測、運營維護等方面的管理平臺。在檢測施工質量時，具體內容有結構、溫度、安全等方面預警和檢測功能；在養護管理工程時，需要完善土木工程各項信息，對工程檔案進行建立，在此基礎上，和現場檢測相配合，實現在運營維護時的高效檢測。而利用對于信息反饋的高效數據分析，能確定運營維護時的風險問題，這有利于將養護工作高效完成，使工程壽命得以保障。第三，應該在關鍵的施工內容監控中，應用BIM技術來模擬施工操作，促使風險較高的操作內容能夠降低風險，以BIM在關鍵節點內的應用，讓施工節點的操作流程得以優化。例如，對基于BIM技術的橋梁工程進行監測，就可以打造橋梁工程建造的數字化管理平臺，在平臺的協同下管理平臺，就可以設置生產管理、設備管理、混凝土生產管理等模塊，對這些施工過程進行監測。在橋梁工程BIM數字化平臺，設置新型能力指標，如材料損耗降低率、設備利用率、箱梁預制周期縮短率等，實時統計橋梁工程材料的消耗量與利用率。另外，在平臺中圍繞橋梁工程施工過程，呈現橋梁的施工進度與施工計劃、機械與人員的管理以及成本與質量管理，便于工程參與方在平臺隨時采集數據，監測施工過程中的具體環節。此外在這一平臺還可以實現橋梁工程的數據開發與利用，對生產數據進行科學的量化管理，比如梁體生產進度報表、安全質量問題月度統計報表、水泥實驗室檢測數據報表、鋼筋加工報表、混凝土生產統計報表、混凝土車輛調度報表等。這些報表中的數據都可以利用BIM數據平臺收集并加以利用。例如，梁體生產進度表中的設計產量、開工累積產量以及周完成量等，平臺對這些數據進行實時統計與實時查詢，以便施工參與方了解。

3.5 其他應用

在工程招標造價的階段中，BIM技術的應用也發揮重要作用效果，這關系著對招投標造價的事前控制，有利于招投標中的成本降低，讓工程造價被合理控制。而在招投標的環節中，BIM技術也能得以應用，它能整體分析不同招標資料，幫助企業選擇適合的施工單位，利用此方式對施工造價進行控制。在工程中，驗收以及結算也屬于造價管理中的關鍵環節。在這些環節中，也可以對BIM技術正確使用，以它來全方位對工程信息進行儲存，結合規定完成信息的品牌剖析，為竣工驗收打好基礎，同時BIM技術能夠提供數據庫支持。在工程項目中，企業可以建設BIM信息庫，它屬于BIM技術中非常關鍵的一部分，能在工程推進中滿足各人員熟悉工程實況的需求，有利于對造價系數的全面剖析，便于對工程全方位的了解。在一些工程中，還會用紙質圖紙完成工程設計，利用不同角度設計圖紙，反映工程的狀況，而此類方式會消耗更多圖紙和時間成本，在修改上也有著較大困難，而在BIM技術支持下，這些問題便能被有效彌補。BIM技術能將工程施工過程組成一個整體，利用數據融合這一方式模擬工程。在施工的不同階段，工作人員都能按照具體需求對相關資料進行提取，讓更多設計數據被順利集成，根據提取數據對各位置模型進行建立，讓工程施工變得更為便利。

4 結 語

在土木工程領域，BIM技術的應用有著明顯效果，它能讓土木管理的普遍問題得以解決，讓管理工作的效果順利提升。在新時期中，土木工程的建設要求更為復雜，信息技術也在不斷發展，對BIM技術的有效應用，還需要工程人員的不斷探索和改進，讓土木工程的管理模式變得更為科學和有效，促進工程效果效益的提高。