基于BIM技術(shù)的碼頭樁基施工工藝與進度管理分析

中圖分類號：U655.4 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）20-0193-04

Abstract：BIM（Building Information Modeling）modelshavewideapplicationprospectsandsignificantadvantagesinport engineringterminalconstructionschedulemanagement.ThroughspecificmodelingandanalysisofBMtechnologyreal-ime controliscarredoutfortheentirelifecycleofportconstructionprojectstoimprovetheoverallefcienyandqualityofport terminalconstruction.Byanalyzingthesimulatedpilingtechnologyforportterminalprojets，therationalityandaccuracyofthe pilingsequenceareensured.Byprovidingreal-timeconstructiondataandinformationto'helpconstructionpersonneladjust constructionplansinatimelymanner，itwillhelppromote thesustainabledevelopmentof portandterminalconstruction.

Keywords：BIM technology；BIMmodeling；port enginering;construction management;terminal pile foundation力。此背景下，BIM軟件的不斷研發(fā)和完善，為港口工程建設(shè)帶來了更為廣闊的技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新前景。BIM技術(shù)可以實現(xiàn)港口工程的三維建模和仿真分析，幫助工程師更加準(zhǔn)確地預(yù)測港口工程的性能和安全性。其次，BIM技術(shù)可以優(yōu)化港口工程的設(shè)計和施工流程，提高工程效率和質(zhì)量。最后，BIM技術(shù)還可以實現(xiàn)港口工程的數(shù)字化管理，降低運營成本，提高經(jīng)濟效益。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在《建筑業(yè)發(fā)展“十三五\"規(guī)劃》中強調(diào)的關(guān)鍵任務(wù)之一，是關(guān)于加強關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)支撐，并特別指出要加快推進建筑信息模型BIM（BuildingInformationModeling）技術(shù)在建筑全生命周期的集成應(yīng)用。這一規(guī)劃不僅體現(xiàn)了國家對BIM技術(shù)的高度重視，也預(yù)示著BIM技術(shù)將在未來建筑行業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。現(xiàn)階段，施工類企業(yè)應(yīng)研究建立風(fēng)險管理信息系統(tǒng)，提高企業(yè)風(fēng)險管控能力[。開展BIM與物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)在施工過程中的集成應(yīng)用研究，建立施工現(xiàn)場管理信息系統(tǒng)，創(chuàng)新施工管理模式和手段。BIM技術(shù)集成了建筑設(shè)計、施工、運營和維護等各個階段的信息，實現(xiàn)了建筑信息的數(shù)字化和可視化。通過BIM技術(shù)，可以更加準(zhǔn)確地預(yù)測建筑性能，提高設(shè)計效率，減少施工錯誤，降低運營成本，從而提升整個建筑行業(yè)的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能

1BIM技術(shù)的全生命周期管控

BIM技術(shù)作為建筑行業(yè)的重大技術(shù)革新，已經(jīng)在港口工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。它不僅能夠提高設(shè)計和施工的效率，還能夠降低建造成本，提升項目的整體質(zhì)量和效益]。如圖1所示，在港口工程項自管理中，從立項、設(shè)計、施工到運營維護，BIM技術(shù)能夠貫穿港口工程的全壽命階段，實現(xiàn)信息的有效整合和管理。

在設(shè)計階段，BIM技術(shù)的可視化、參數(shù)化和一體化特性極大地提升了設(shè)計效率和準(zhǔn)確性。設(shè)計師們可以利用BIM軟件創(chuàng)建出精確的三維模型，這些模型不僅包含了傳統(tǒng)CAD圖紙中的幾何信息，還整合了材料、構(gòu)造、性能等多方面的數(shù)據(jù)。這種一體化的設(shè)計方式使得設(shè)計師們能夠在虛擬環(huán)境中進行更加直觀和精確的設(shè)計，同時也有助于團隊成員之間的溝通和協(xié)作。

在施工階段，BIM技術(shù)的優(yōu)勢同樣顯著。通過BIM模型，施工企業(yè)可以更加精確地制定施工方案，優(yōu)化資源配置，提高施工效率。此外，BIM技術(shù)還可以幫助施工企業(yè)進行質(zhì)量控制、進度控制和造價控制。通過實時監(jiān)測和分析BIM模型中的數(shù)據(jù)，施工企業(yè)可以及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免潛在的施工風(fēng)險和成本超支。

從二維平面圖到三維立體模型的轉(zhuǎn)變，不僅使得設(shè)計和施工過程更加直觀和精確，還帶來了工作效率的顯著提升。BIM技術(shù)將多個二維圖紙整合到一個三維模型中，使得項自信息的獲取和更新變得更加方便和快捷。這種信息集成的方式有助于減少信息孤島，提高項目管理的整體效率。

在港口工程建設(shè)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用更是顯得尤為重要。由于港口工程通常具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大、環(huán)境要求高等特點，傳統(tǒng)的二維圖紙往往難以滿足設(shè)計和施工的需求。而BIM技術(shù)則能夠提供更加精確和全面的信息支持，幫助工程師們更好地應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

2BIM建模的項目樣板和族庫

在BIM建模過程中，項目樣板和族庫不僅能夠提高工作效率，還能確保模型的一致性和準(zhǔn)確性。

2.1 項目標(biāo)準(zhǔn)樣板的重要性

項目單位和信息：在項目開始前，明確項目所使用的單位（如 m，mm 等）和項目基本信息（如項目名稱、地點、設(shè)計者等）至關(guān)重要。這些信息將貫穿整個項目，確保所有參與者都在同一標(biāo)準(zhǔn)下工作。

共享參數(shù)和材質(zhì)庫：共享參數(shù)允許不同專業(yè)之間的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作，而材質(zhì)庫則提供統(tǒng)一的材質(zhì)定義，確保模型在視覺效果和物理屬性上的一致性。

線條樣式、線寬和字體：這些視覺元素的一致性對于模型的清晰度和可讀性至關(guān)重要。它們應(yīng)該根據(jù)項目需求和行業(yè)規(guī)范進行統(tǒng)一設(shè)置。

公共族文件：公共族文件是項目中重復(fù)使用的構(gòu)件，如門窗、家具等。通過創(chuàng)建和使用公共族文件，可以大大減少重復(fù)勞動，提高工作效率。

系統(tǒng)族：系統(tǒng)族是BIM軟件中預(yù)定義的族（墻、天花板等類型），值得注意的是，它們不能作為外部文件插入，卻能在項目間復(fù)制粘貼，從而實現(xiàn)快速建模。

2.2 BIM族庫的建立與管理

2.2.1 建立族庫和命名

1）建立：根據(jù)碼頭結(jié)構(gòu)的特殊性，建立了多個自建族，如HZ鋼板樁、拉桿、AZ鋼板樁等。這些族不僅滿足了建模的需要，還承載了項目的信息屬性。

2）族類型命名：盡量避免在名稱中包含不必要的重復(fù)信息或項目特定的細節(jié)。例如，如果族類型已經(jīng)通過前綴或材質(zhì)等信息明確了其所屬的項目或?qū)I(yè)（材質(zhì)、尺寸、用途等），就無需在名稱中再次提及，具體名稱如Revit-Steel-Door-Office -900^?2100mm 、MEP-In-sulated-Pipe -150mm -HotWater、Concrete-Beam-Rect-angular- -300^*600mm 等。

如圖2所示，通過制定良好的項目標(biāo)準(zhǔn)樣板和建立豐富的族庫，可顯著提高BIM建模的效率和準(zhǔn)確性。在項目開始之前，應(yīng)明確項目單位、信息、共享參數(shù)和材質(zhì)庫等標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)項目需求創(chuàng)建和管理族庫。這些措施將確保所有參與者都在同一標(biāo)準(zhǔn)下工作，從而實現(xiàn)項目的協(xié)同設(shè)計和高效管理。

2.2.2 參數(shù)化設(shè)計

1）優(yōu)勢分析。在BIM建模過程中，采用參數(shù)化設(shè)計方法來創(chuàng)建和管理族是一種高效且靈活的做法。對于胸墻族，可通過設(shè)立一個基礎(chǔ)族，而通過修改相關(guān)參數(shù)，設(shè)置、生成其他的模型。

提高效率：通過參數(shù)化設(shè)計，可避免為每個不同的胸墻都創(chuàng)建一個獨立的族，從而大大減少建模工作量。只需在基礎(chǔ)胸墻族上調(diào)整參數(shù)，即可快速生成所需的胸墻模型。

保持一致性：使用參數(shù)化族可確保所有胸墻模型在視覺風(fēng)格和屬性定義上保持一致，這對于項目的整體呈現(xiàn)和后續(xù)維護至關(guān)重要。

易于修改：若需要對胸墻的設(shè)計修改，只需在基礎(chǔ)胸墻族中調(diào)整參數(shù)，所有基于該族的胸墻模型都會自動更新，極大地簡化了修改過程。

便于統(tǒng)計和管理：參數(shù)化族使得胸墻模型的統(tǒng)計和管理變得更加容易。通過查看族類型和參數(shù)，可以快速了解項目中所有胸墻的特點和數(shù)量，為后續(xù)的工程量計算和施工管理提供便利。

注：t為厚度；b為公稱寬度。

2）注意事宜。明確參數(shù)：在創(chuàng)建基礎(chǔ)胸墻族時，需要明確哪些參數(shù)是關(guān)鍵的，這些參數(shù)將決定胸墻的形狀、尺寸和材料等屬性。

合理設(shè)置類型：在基礎(chǔ)胸墻族下設(shè)置類型時，需確保每種類型都對應(yīng)著實際工程中可能出現(xiàn)的形式，并根據(jù)需求調(diào)整相關(guān)參數(shù)。

測試驗證：在創(chuàng)建完胸墻族后，需要進行測試驗證，確保所有類型的胸墻模型都能正確生成，并且屬性定義準(zhǔn)確無誤。

綜上所述，通過參數(shù)化設(shè)計方法來創(chuàng)建和管理胸墻族是一種高效且靈活的做法，可以顯著提高BIM建模的效率和準(zhǔn)確性。

3BIM應(yīng)用于進度管理

3.1模擬打樁技術(shù)

通過BIM模型在港口工程施工進度管理中的應(yīng)用，特別是在模擬打樁順序方面，展現(xiàn)出了其獨特的優(yōu)勢

3.1.1 優(yōu)勢分析

1）協(xié)同設(shè)計與施工。通過BIM模型可實現(xiàn)港口工程施工中設(shè)計與施工的數(shù)字化一體化處理，提高設(shè)計與施工的協(xié)同性和一體化程度。通過BIM模型，各方可以實時查看和更新工程進度，確保設(shè)計與施工之間的緊密協(xié)調(diào)。

2）施工進度模擬與優(yōu)化。通過BIM技術(shù)可對港口工程的施工進度進行動態(tài)模擬，包括打樁順序、材料運輸、設(shè)備安裝等各個環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險和問題，從而提前進行優(yōu)化。

3）監(jiān)控與實時調(diào)整。通過BIM技術(shù)實現(xiàn)對港口施工的進度進行實時監(jiān)控，包括打樁進度、資源使用情況等。一旦發(fā)現(xiàn)施工進度與計劃不符，可立即進行調(diào)整，確保工程按時按質(zhì)完成。

4）施工信息的可視化與溝通。BIM模型為港口工程施工提供了可視化的信息支持，使得各方可以直觀地了解工程進度和細節(jié)。通過BIM模型，各方之間的溝通和交流更加便捷，提高了整體合作的效率和質(zhì)量。

3.1.2 主要目的

1）打樁順序的合理性。通過BIM模型，可模擬不同的打樁順序，分析其對土壤擾動、樁身應(yīng)力等的影響。選擇最優(yōu)的打樁順序，可以最大限度地減少土壤擾動，確保樁身的穩(wěn)定性和安全性。與此同時，BIM模型可模擬設(shè)計出最佳的合理樁位方案和具體方位。

2）打樁的準(zhǔn)確性和連續(xù)性。BIM模型可精確模擬每根樁的位置和打入深度，確保打樁的準(zhǔn)確性。通過模擬，還可以優(yōu)化打樁過程中的資源配置和工藝流程，確保打樁作業(yè)的連續(xù)性和高效性。

3）避免多機器作業(yè)中的沖突。在多機器作業(yè)環(huán)境中，BIM模型可精確規(guī)劃每臺打樁機的位置和作業(yè)時間。通過模擬和分析，可以避免機器之間的沖突和碰撞，確保施工過程的順利進行。

3.2關(guān)鍵節(jié)點的檢查

BIM模型在港口工程施工進度管理中的應(yīng)用，無疑帶來了革命性的變革。

3.2.1現(xiàn)澆混凝土預(yù)埋件檢查

在港口工程施工中，現(xiàn)澆混凝土預(yù)埋件的準(zhǔn)確性和完整性對于整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。傳統(tǒng)檢查方式往往依賴于人工圖紙比對和現(xiàn)場測量，不僅耗時費力，而且容易出錯。

BIM技術(shù)的應(yīng)用，提供了一種全新的檢查方式。通過詳細的BIM模型，可對現(xiàn)澆混凝土預(yù)埋件的位置、尺寸、數(shù)量等進行全面檢查，確保每一個預(yù)埋件都符合設(shè)計要求。同時，BIM模型還可以幫助發(fā)現(xiàn)可能存在的遺漏問題，及時進行調(diào)整和補充，從而有效避免施工過程中的質(zhì)量隱患。

3.2.2BIM的可視化應(yīng)用與4D模型創(chuàng)建

BIM技術(shù)不僅提供了精確模型，還創(chuàng)建了一個有利于可視化應(yīng)用的平臺，形成更加直觀的4D模型。4D模型不僅包含了三維空間信息，通過加入時間維度，可迅速生成仿真動畫，使得使用者可更加清晰地了解施工過程中的各個階段和節(jié)點，從而進行綜合管控。

3.2.3港口施工的可視化管理

利用BIM模型的4D模型，可對港口施工進行可視化管理。通過仿真動畫的展示，可直觀地看到施工過程中的各個環(huán)節(jié)和細節(jié)，從而更加準(zhǔn)確地掌握施工進度和質(zhì)量。

同時，BIM模型還可以幫助及時發(fā)現(xiàn)和解決施工過程中的問題。例如，當(dāng)某個施工階段的進度滯后或質(zhì)量不達標(biāo)時，可以通過BIM模型進行快速定位和分析，找出問題的原因和解決方案，確保施工過程的順利進行。

3.2.4有效控制各施工環(huán)節(jié)

BIM模型的應(yīng)用不僅提升了施工效率和質(zhì)量，還有效控制了各施工環(huán)節(jié)。通過BIM模型的可視化管理，可對施工進度、質(zhì)量、成本等方面進行實時監(jiān)控和評估，確保施工過程的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。此外，BIM模型還可以為施工決策提供有力支持。例如，在制定施工方案時，可通過BIM模型進行模擬和優(yōu)化，選擇最優(yōu)的施工方案；在材料采購和庫存管理方面，可通過BIM模型進行精準(zhǔn)預(yù)測和計劃，降低材料成本和庫存風(fēng)險。

4分析

BIM模型在港口工程施工進度管理中具有廣泛的應(yīng)用前景和顯著的優(yōu)勢。具體如在模擬打樁順序方面，可確保打樁順序的合理性、準(zhǔn)確性和連續(xù)性，避免多機器作業(yè)中的沖突，并根據(jù)實際情況調(diào)整樁位方案和資源配置。與此同時，可實現(xiàn)對現(xiàn)澆混凝土預(yù)埋件的精確檢查、創(chuàng)建可視化的4D模型、進行港口施工的可視化管理以及有效控制各施工環(huán)節(jié)。這些優(yōu)勢將有助于提高港口工程施工的整體效率和質(zhì)量，推動港口工程建設(shè)的持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語

通過準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)模型、合理的生產(chǎn)計劃、嚴格的施工管理以及有效的技術(shù)交流和調(diào)整計劃，BIM模型有助于提升港口工程施工的整體效率和質(zhì)量。通過加強關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、推廣BIM技術(shù)等手段，可以推動港口工程建設(shè)向更加智能化、綠色化、高效化的方向發(fā)展。對于港口工程建設(shè)而言，BIM技術(shù)的應(yīng)用將為其帶來更加廣闊的發(fā)展前景和更加顯著的經(jīng)濟效益。

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