BIM技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用探索

歐陽(yáng)旭

（湖南天義建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410001）

BIM （Building Information Modeling） 是指建筑信息模型化，以數(shù)字建模的形式將施工過(guò)程以3D形式展現(xiàn)出來(lái)。BIM技術(shù)應(yīng)用在施工管理中能夠保證工程管理的有效性、科學(xué)性，促進(jìn)建筑事業(yè)的發(fā)展，得到了行業(yè)的認(rèn)可。目前，如何更好地將BIM技術(shù)應(yīng)用在施工管理中成為亟待解決的問(wèn)題。

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)定義

BIM技術(shù)將建筑工程施工管理從二維空間變?yōu)槿S空間，利用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維建筑空間展示。在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合建筑工程情況模擬一個(gè)與現(xiàn)實(shí)建筑相近的工程信息庫(kù)，從信息庫(kù)中掌握建筑物狀態(tài)信息、建造信息，以三維模型的形式顯示出運(yùn)動(dòng)行為與空間對(duì)象情況。BIM技術(shù)貫穿施工管理全過(guò)程，影響著施工進(jìn)度、施工質(zhì)量、工程造價(jià)，有助于提高建筑工程質(zhì)量，企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。同時(shí)，保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全，控制各種隱患問(wèn)題。

1.2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

第一，模擬性。BIM技術(shù)模擬性特點(diǎn)集中體現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可以對(duì)建筑應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的情況模擬，根據(jù)模擬結(jié)果確定設(shè)計(jì)方案的各參數(shù)。例如：緊急疏散、熱能傳導(dǎo)等都可以利用BIM技術(shù)。確定設(shè)計(jì)方案后，管理人員借助BIM技術(shù)進(jìn)行施工進(jìn)度的可視化，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題并解決、控制施工進(jìn)度。第二，可視化特點(diǎn)。BIM技術(shù)可視化能夠?qū)⑹┕r(shí)涉及的報(bào)表、效果圖有效地完成，有助于方案設(shè)計(jì)、施工管理決策，確保工程質(zhì)量與順利施工。此外，可視化管理也可以確保施工方案更加清晰，增強(qiáng)業(yè)主信任度，推動(dòng)企業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展。第三，協(xié)調(diào)性。由于建筑工程涉及的人員、材料、設(shè)備較多，現(xiàn)場(chǎng)施工管理是保證建筑施工順利開展的基礎(chǔ)前提。應(yīng)用BIM技術(shù)可以將工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)整合并綜合顯示，保證發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，有助于施工管理人員進(jìn)行時(shí)間、空間調(diào)整。

2 BIM技術(shù)在建筑工程施工管理中的應(yīng)用

2.1 三維碰撞檢查

因?yàn)榻ㄖ┕r(shí)存在很多構(gòu)件和系統(tǒng)，為避免發(fā)生碰撞要求在施工前做好管線設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)形式是通過(guò)2D圖紙進(jìn)行碰撞問(wèn)題評(píng)估，完成設(shè)計(jì)施工。不過(guò)，這種設(shè)計(jì)模式難以將個(gè)體和系統(tǒng)之間的碰撞全面展示，容易出現(xiàn)疏漏環(huán)節(jié)影響后續(xù)施工。為此，利用BIM技術(shù)進(jìn)行三維碰撞檢驗(yàn)可以將施工時(shí)可能出現(xiàn)的碰撞得到確切的展現(xiàn)，便于工作人員對(duì)方案進(jìn)行細(xì)化，防止返工而增加工程造價(jià)。此外，管理人員還可以根據(jù)3D結(jié)構(gòu)方案展開施工模擬，能夠?qū)⑹┕し桨钢写嬖诘膯?wèn)題真實(shí)展現(xiàn)出來(lái)，提高施工質(zhì)量。

2.2 4D施工模擬

施工管理過(guò)程中受諸多因素影響，伴隨著施工范圍擴(kuò)大使得施工時(shí)間延長(zhǎng)，增加施工管理難度。加之，施工時(shí)一旦施工流程確定詳細(xì)的施工環(huán)節(jié)完成，如果發(fā)生失誤則需要經(jīng)過(guò)二次返工。為避免這一現(xiàn)象發(fā)生，要求施工前對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題展開綜合評(píng)估，利用BIM技術(shù)將人力資源、材料、機(jī)械設(shè)備整合以3D模型的方式呈現(xiàn)出來(lái)，將模型和施工進(jìn)度聯(lián)系在一起就可以對(duì)總體施工過(guò)程創(chuàng)建4D施工信息模型，對(duì)各部門進(jìn)行協(xié)同模擬，確保人力資源、材料、機(jī)械設(shè)備的妥善管理。此外，即使出現(xiàn)返工利用4D施工信息模型也可以得到有效控制，節(jié)約人力物力，提高施工質(zhì)量。

2.3 精細(xì)化施工管理

隨著工期的延長(zhǎng)數(shù)據(jù)信息不斷增多，傳統(tǒng)人工管理已經(jīng)難以滿足施工管理要求，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)控制具有較大難度。為此，利用BIM技術(shù)即可應(yīng)對(duì)繁雜的數(shù)據(jù)信息，便于管理人員更加全面地進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。BIM技術(shù)的應(yīng)用幫助工作人員快速且精準(zhǔn)的搜集管理信息，在施工管理中得到數(shù)據(jù)信息的支持，避免浪費(fèi)時(shí)間，提高施工效率，達(dá)到業(yè)主要求。例如：材料管理時(shí)應(yīng)用BIM技術(shù)有助于管理人員了解現(xiàn)場(chǎng)使用情況，確定材料儲(chǔ)存位置，避免受到影響。同時(shí)了解各施工環(huán)節(jié)對(duì)材料的需求狀況，防止施工材料頻繁運(yùn)輸，降低運(yùn)輸消耗。這樣一來(lái)，不僅避免了材料浪費(fèi)還提高了施工管理水平。BIM技術(shù)讓施工信息更加清晰，工藝流程更加具體，避免傳統(tǒng)施工管理不夠透明而引發(fā)流程弊端，從源頭上形成科學(xué)健康的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，起到促進(jìn)作用。

3 案例分析

某建筑工程建筑標(biāo)高58 m，基地面積88 079 m2，總建筑面積125 936 m2。該建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分為土建結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等，專業(yè)多、分項(xiàng)工程多、施工隊(duì)伍多。由于工程施工管理復(fù)雜決定采用BIM技術(shù)，減少后期專業(yè)較差施工產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致人力、物力浪費(fèi)，節(jié)約施工工期。

3.1 土建施工管理

應(yīng)用BIM技術(shù)在施工前模擬，施工時(shí)指導(dǎo)施工，結(jié)束后精度校正。其中包含：支撐維護(hù)結(jié)構(gòu)、土建結(jié)構(gòu)的碰撞檢查、施工方案模擬、勁性結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的鋼筋排布、箍筋優(yōu)化、剪力墻預(yù)留洞口定位、質(zhì)量安全缺陷管理等。

3.2 幕墻深化施工管理

該工程外幕墻面積為90 000 m2，其中包含7 m2GRC幕墻，造型獨(dú)特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，GRC板最大尺寸為6 m×2.5 m，空間雙曲面，制作加工、深化設(shè)計(jì)、運(yùn)輸、施工困難。應(yīng)用BIM技術(shù)創(chuàng)建三維信息化模型，深入研究分析，包括：幕墻深化設(shè)計(jì)展示結(jié)果，利用可視化特點(diǎn)展開交流、分析。鋼結(jié)構(gòu)和幕墻之間1 m空間的構(gòu)造層次分布。表皮模型和鋼結(jié)構(gòu)模型碰撞干涉。排水天溝、排煙管道、機(jī)電管線等設(shè)置。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)施工管理

該工程在結(jié)構(gòu)、施工方面難度較大且技術(shù)要求、施工要求嚴(yán)格，鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量為2.2 萬(wàn)t，傳統(tǒng)二維方案難以全面展現(xiàn)結(jié)構(gòu)特征，決定采用BIM技術(shù)指導(dǎo)施工。BIM技術(shù)應(yīng)用包括：鋼結(jié)構(gòu)與土建結(jié)構(gòu)的碰撞檢測(cè)、構(gòu)件吊裝工序、部位的施工模擬、彎扭鋼結(jié)構(gòu)的空間定位、蜂窩鋼結(jié)構(gòu)巨型鑄鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及加工、胎架支撐體系的合理排布、大噸位吊裝機(jī)械的位置合理分布等。此外，由于梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋密集達(dá)到上百根且存在連接板，利用BIM技術(shù)創(chuàng)建該部分模型，展示梁鋼筋、連接板位置，通過(guò)三維模型設(shè)計(jì)埋件錨筋、抗剪鍵，規(guī)避鋼筋位置，防止鋼筋與連接發(fā)生沖突。另一方面，錨筋、抗剪鍵選擇穿孔塞焊，BIM技術(shù)科學(xué)規(guī)劃鋼筋排布，指導(dǎo)施工管理，避免返工，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，BIM技術(shù)作為一種有效的管理方法，在建筑施工應(yīng)用時(shí)利用計(jì)算機(jī)建模設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息整合，便于管理人員直觀準(zhǔn)確地了解工程數(shù)據(jù)信息。在施工過(guò)程中通過(guò)BIM技術(shù)提供信息內(nèi)容，同時(shí)根據(jù)模型要素內(nèi)容展開控制。BIM技術(shù)具有應(yīng)用簡(jiǎn)單、管理直接的特點(diǎn)，對(duì)施工的全過(guò)程管理，做到規(guī)范管理，具有更大的可操作性，有助于建筑施工管理效率提高，節(jié)約工程造價(jià)。