BIM技術在山地異型結構施工中的應用

鄭帥帥 雷靜

中國二十冶集團有限公司 上海市 201900

摘要：BIM技術是國際上的一種新型建筑信息技術，根據(jù)建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)建立三維空間實體模型，通過三維模型所具有的真實信息，在建筑施工中對工程進行可視化的指導，是符合我國現(xiàn)代建設的先進技術。文章以某施工工程為例，具體分析BIM技術在山地異形結構施工中的應用。

關鍵詞：BIM技術；山地異性結構；建筑施工

BIM技術通過構建三維空間實體模型，能夠?qū)φ麄€建筑工程進行可視化的指導，實現(xiàn)施工工程資源的合理配置，提升施工工程效率。但由于我國BIM技術應用研究剛剛起步，在具體實際操作和應用上存在一些問題，因此，需要有關人員對其進行進一步的研究，文章通過分析其在山地異型結構施工中的應用，對BIM在結構施工中的應用進行研究。

一、BIM技術概述

BIM技術是指建筑信息模型技術，是建筑設計信息化的體現(xiàn)，實現(xiàn)了對建筑工程各種信息化數(shù)據(jù)的傳遞，充分分析了建筑結構模型中各個構件之間存在的邏輯關系，是現(xiàn)代化建筑施工必備的一種信息技術。在具體的建筑工程中對BIM技術的應用表現(xiàn)為：施工初期對材料、工程屬性、建筑構造等信息的評估；施工階段對數(shù)據(jù)庫的設計、施工設備的管理、施工成本的核算等；施工后期對建筑生命周期的數(shù)據(jù)評估等。BIM技術的主要原理是三維立體設計以及數(shù)據(jù)化管理。這種技術具備大型的數(shù)據(jù)庫信息，是基于CAD技術對建筑工程的數(shù)字化描述，能夠?qū)ㄖこ淌┕きh(huán)節(jié)的各個信息進行存儲，對建筑周期的運行數(shù)據(jù)進行管理，從而實現(xiàn)建筑工程數(shù)據(jù)信息的精細化、全面化處理應用。

二、山地異性結構工程建筑施工概況及施工難點

（一）山地異性結構工程建筑施工概況

該山地異性結構工程建筑處于山脊線的山坳中，在建筑工程的西邊存在一個水庫。建筑工程的主要結構為鋼筋混凝土框架剪力墻結構，基礎形式為獨立基礎，一些區(qū)域的建筑基礎是人工挖孔灌注樁。在具體施工中結合依山的特點，并結合地形形成等高線狀的跌落式建筑群體。該建筑圍繞山脊來組織和設計建筑群體，從山頂?shù)缴降锥冀Y合建筑形體進行空間設計

（二）山地異性結構工程建筑施工難點

第一，山地建筑施工。工程在山坡上，建筑通常無規(guī)律，具體施工需要根據(jù)山形結構來對建筑的內(nèi)部空間進行設計和安排。另外，建筑的空間層次存在多重交叉性矛盾，受地形的起伏影響，工程施工在排水、管線布置以及防水方面存在難度。第二，異型結構施工。山地異形結構使施工工程功能較為復雜，造型設計也頗為奇特，建筑的總體設計沒有呈現(xiàn)一個平面形狀。在施工中需要一些異型混凝土石頭，這些石頭主要應用在斜墻和斜柱上，這種傾斜的角度是無規(guī)律可循的，由此加大了施工的難度。第四，工期緊張。該地區(qū)屬于山地地形，在施工時間上歷時較久，一般需要耗費一年多的時間，且需要從上往下的分層次施工，工程功能復雜、所需要的施工工序繁多。

三、BIM技術在山地異型結構施工工程中的應用

（一）三維實體建模

基于工程本身造型的獨特以及功能的復雜，傳統(tǒng)的二維圖紙很難滿足現(xiàn)場施工，同時，由于施工本身的復雜性，需要不同專業(yè)單位之間的配合，因此，為了解決這些困難，需要構建一個較為直觀的建筑模型。第一，BIM技術能夠利用三維空間模型來構建直觀的建筑模型。三維建筑實體模型的構建以一種數(shù)據(jù)庫的形式存在，體現(xiàn)了所有施工項目所需要的數(shù)據(jù)，能夠?qū)こ塘窟M行統(tǒng)計，也能夠?qū)嶓w幾何參數(shù)和空間位置等參數(shù)進行提取和修改，對施工施工的進行具有重要的輔助作用。第二，三維實體模型的構建能夠?qū)ㄖ嫾某叽邕M行控制，從而對工程局部構件的參數(shù)進行控制，實現(xiàn)工程的優(yōu)化設計，提升了工作效率。第三，三維模型能夠協(xié)助施工方施工，具體表現(xiàn)為對工程設計結果的實時模擬和預演，從而讓施工方清晰的看到工程建筑的每一處角落及工程細節(jié)，在一定程度上減少了返工，節(jié)約了成本。

（二）可視化施工

可視化施工能夠幫助建筑施工方有效的對工程設計進行模擬，從而直觀化、形象化的展現(xiàn)施工的具體情況，便于有關人員對施工的及時指導。三維虛擬漫游的設置能夠?qū)κ┕ろ椖窟M行完整的展示，從而提升工程指導工作的實時性和及時性。

（三）異形結構施工

BIM技術中的三維坐標能夠?qū)⒔ㄖD紙上21個石頭形狀窗洞的位置以石頭形狀的形式進行標識，并在軟件的應用基礎上構建三維模型，利用三維模型對石頭的形狀變化、窗洞口留的位置、斜墻、斜柱等一些復雜區(qū)域的三維坐標進行測量和計算，之后根據(jù)這些測量計算對施工工程進行有效控制。三維坐標的應用實現(xiàn)了平面化的空間結構測量，降低了測控難度。利用計算機軟件能夠?qū)崿F(xiàn)和其他測控方法的結合利用，繼而將平面化的空間結構測量轉化為立體結構的空間測量。同時，在施工時能夠?qū)D紙進行隨意切割，并實現(xiàn)在任何角度以及任何位置上對圖紙的自動生產(chǎn)，從而隨時對施工現(xiàn)場進行掌控，便于有關人員對工程科學化、序化管理。

（四）現(xiàn)場整合

由于山地異型結構的復雜，在具體的施工中遇到了很多難點，比如施工的工序、現(xiàn)狀施工情況的控制、機械設備的使用以及材料的獲取等。這些問題對施工工程產(chǎn)生了消極影響，BIM技術能夠充分調(diào)動物理、幾何等信息，并利用各種三維模型的構建來實現(xiàn)對信息的優(yōu)化整合。利用該技術對施工工程的整合主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，對施工現(xiàn)場的指導。用過技術對模型的建立能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場進行及時有效的指導；第二，對施工現(xiàn)場的跟蹤。該技術能夠集合全球定位系統(tǒng)、激光掃描、移動通訊等技術來對施工現(xiàn)場進行跟蹤；第三，對施工人員的施工工作進行指導。

（五）4D的施工模擬

BIM技術能夠在施工工程結束后反推出每十天的施工進展，并利用軟件來進行施工計劃的設計，并在融入時間信息的同時建立利于施工模擬的4D模型，從而對施工工程全過程進行預演，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工問題。另外，在施工現(xiàn)場可以利用BIM技術安裝攝像頭，對攝像記錄下的施工工程以照片的形式進行播放，從而形成完整的施工圖像，加強對工程的動態(tài)監(jiān)督。

總結：

BIM技術在山地異性結構施工的應用對工程的順利完成具有重要的現(xiàn)實意義，能夠加強對施工全過程的指導，提升施工效率，節(jié)約施工成本。但現(xiàn)階段我國BIM技術的應用存在一些局限性因素，比如BIM技術僅局限于建筑、結構專業(yè)，沒有對其強大的功能進行充分應用，同時也僅僅局限在施工設計階段，沒有對建筑生命周期進行集成化的管理。因此，需要有關人員不斷加強對其在山地異型結構施工中應用的研究。

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作者簡介：

第一作者：鄭帥帥（1989-10-02）男 山西石樓縣人 民族：漢 職稱：助理工程師 學歷：大學本科 研究方向：工程管理；

第二作者：雷靜（1988-08-14）女 山西柳林縣人 民族：漢 職稱：助理工程師 學歷：碩士研究生 研究方向：環(huán)境工程。