試論BIM 在土木工程領(lǐng)域中的應(yīng)用

孟睿君，張澤鵬

鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451150

1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

1.1 模型的可視化

模型的可視化具體表現(xiàn)在其可通過與工程相近的模型、縮小比例從而展現(xiàn)出完整的工程項(xiàng)目。由于中國的一些土木工程建設(shè)項(xiàng)目，現(xiàn)階段仍局限于通過傳統(tǒng)的施工圖紙展開工作，盡管施工工作可基于設(shè)計(jì)圖紙來具體開展，但傳統(tǒng)圖紙存在著很大的局限。而模型的可視化，主要是由構(gòu)建、模擬出和實(shí)際土木工程施工工作相同的情景從而模擬施工的效果。工程師可通過開發(fā)建筑模型軟件來建立出直觀立體的三維圖形，當(dāng)施工中存在潛在的問題時(shí)則可專門對其進(jìn)行分析。

1.2 設(shè)計(jì)的協(xié)同化

現(xiàn)階段我國土木工程相關(guān)建設(shè)、施工及設(shè)計(jì)單位之間的工作相互獨(dú)立，由于信息的閉塞和缺乏溝通而形成信息孤島現(xiàn)象，使得監(jiān)理單位的監(jiān)理工作存在困難。實(shí)際工程施工時(shí)各單位間信息不對稱的情況嚴(yán)重，進(jìn)而容易影響后續(xù)工作、引發(fā)項(xiàng)目施工的延誤。而BIM 技術(shù)可將與項(xiàng)目相關(guān)的重要數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在系統(tǒng)中，即使某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題也能立即被發(fā)現(xiàn)，再反饋、傳遞信息從而協(xié)調(diào)各方人力共同解決。

1.3 技術(shù)的模擬性

技術(shù)的模擬性由BIM 技術(shù)能模擬出土木工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)而體現(xiàn)，BIM 技術(shù)可根據(jù)設(shè)計(jì)方案對還處于建設(shè)中的內(nèi)容進(jìn)行模擬，從而可預(yù)先判斷是否會(huì)出現(xiàn)問題。相比于傳統(tǒng)土木工程施工中，設(shè)計(jì)人員即便選擇了最優(yōu)施工決策也無法提前預(yù)期設(shè)計(jì)的效果，因而無法避免后期設(shè)計(jì)遇到問題需要變更，對施工進(jìn)度的影響嚴(yán)重。而BIM 技術(shù)可通過全面模擬建立出三維立體的模型，來展現(xiàn)所有可能發(fā)生的施工情況，甚至還能進(jìn)行4D、5D 的模擬。

2 BIM 技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 檢查設(shè)計(jì)方案

在土木工程的項(xiàng)目施工開展前，需要對相關(guān)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格細(xì)致的審核工作。結(jié)合現(xiàn)場勘測的情況，分析相關(guān)技術(shù)和設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)在施工后能否順利施行，是否存在阻礙后續(xù)工作的因素。通過審核設(shè)計(jì)方案，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而保障施工工作的有序、高效地進(jìn)行。就以往對土木工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審核的經(jīng)驗(yàn)而言，既需要工作人員對設(shè)計(jì)圖紙有足夠了解，還需工作人員和設(shè)計(jì)人員對各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)進(jìn)行充分的溝通和協(xié)調(diào)，但傳統(tǒng)的審核方式往往存在著不足。而采用BIM技術(shù)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行檢查，可根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工情況的模擬。其通過收集操作信息并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的建筑組件，建立出更具可視性、更加精準(zhǔn)的空間設(shè)計(jì)，使得信息更加直觀，即使專業(yè)知識(shí)掌握不足的操作人員也能看懂。同時(shí)，BIM 技術(shù)還能通過對設(shè)計(jì)方案的模擬，檢查出設(shè)計(jì)方案可能存在的潛在缺陷和不足，從而制定高效、精準(zhǔn)的檢測設(shè)計(jì)方案，降低設(shè)計(jì)方案的風(fēng)險(xiǎn)性。

2.2 核算成本

核算投入成本是土木工程施工工作的重要內(nèi)容，可為工程產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益提供依據(jù)。BIM 技術(shù)的應(yīng)用可有效改善傳統(tǒng)核算成本方式的缺陷，工程造價(jià)師可借由該項(xiàng)技術(shù)利用各種方式來構(gòu)建工程相關(guān)信息，并對其所需成本進(jìn)行估算和對比。傳統(tǒng)的核算成本方式，通過工作人員在計(jì)算機(jī)上的相關(guān)軟件傳遞設(shè)計(jì)圖紙信息，進(jìn)而對其可能需要成本進(jìn)行計(jì)算。傳統(tǒng)核算成本也可單純依賴人工計(jì)算，但其計(jì)算過程復(fù)雜、結(jié)果準(zhǔn)確性低。而BIM 技術(shù)則能改善現(xiàn)階段我國土木工程核算成本的不足，可有效提高核算成本的效率和準(zhǔn)確性。在開展成本核算的過程中，相關(guān)工作人員可通過BIM 技術(shù)搭建三維立體的模型對信息綜合集成，并通過相關(guān)軟件提升工程進(jìn)度，讓工程規(guī)劃與資金流動(dòng)更加合理化。

2.3 工程管理

工程管理所涵蓋的內(nèi)容方面較多，施工相關(guān)工作人員需要做好工程質(zhì)量監(jiān)管工作，也需組織好工程施工的進(jìn)度和安全問題。土木工程造價(jià)管理是工程管理中的重要內(nèi)容之一，需要相關(guān)操作者將造價(jià)信息借由BIM 模型呈現(xiàn)，并進(jìn)行實(shí)際的估算。而安全管理工作，主要通過搭建BIM 模型從而分析施工設(shè)計(jì)方案中可能潛在的安全隱患，讓施工人員了解工作中可能存在的安全隱患、更加注意施工控制點(diǎn)，從而保障施工工作的安全。通過BIM 技術(shù)搭建的三維模型，可全面展現(xiàn)出施工工程的具體情況，由施工人員對重要項(xiàng)目和環(huán)節(jié)進(jìn)行標(biāo)記，從而提高施工效率和安全性。管理人員還需分析BIM 模型所呈現(xiàn)的信息，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整工作內(nèi)容，從而開展施工控制工作，以便做好對項(xiàng)目工作的控制。BIM 技術(shù)的模擬性特點(diǎn)可有效達(dá)成對施工情景模擬的目的，有利于管理人員對施工工作局部的管理控制。

2.4 模擬施工情況

通過BIM 技術(shù)所搭建的模型，可對土木工程的項(xiàng)目施工情況進(jìn)行模擬，從而加強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用效果。施工人員在利用BIM技術(shù)搭建模型、模擬施工情況時(shí)，需建立接近實(shí)際建筑構(gòu)件的幾何組件，并利用 BIM 圖元組件來排列工程內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，盡可能使搭建的模型尺寸、組件材質(zhì)和組件數(shù)量等均貼合實(shí)際情況。實(shí)際模擬施工情景時(shí)，施工人員需打造虛擬仿真的環(huán)境，設(shè)定施工會(huì)利用到的相關(guān)參數(shù)值，從而讓項(xiàng)目施工的模擬效果更直觀。BIM 技術(shù)模擬工程施工情況是可以動(dòng)態(tài)控制的，從而利于深入追蹤項(xiàng)目施工可能出現(xiàn)的問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)調(diào)整規(guī)劃方案。通過BIM 技術(shù)建立模型從而模擬施工情況，可讓施工工作人員在實(shí)際施工工作中了解可能出現(xiàn)問題的重點(diǎn)細(xì)節(jié)和工作環(huán)節(jié)，在遇到問題時(shí)心態(tài)更加從容、預(yù)先掌握解決方案，有助于提升整體施工工作的安全性、效率和質(zhì)量。

3 結(jié)語

隨著土木工程項(xiàng)目的增多，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和管理方式難以在成本、質(zhì)量及管理等方面保證很好的效果，BIM 技術(shù)能夠很好地解決這一問題。施工相關(guān)工作人員需了解BIM 的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用技巧，根據(jù)工程信息構(gòu)建三維模型，從而對施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，提高施工工作的質(zhì)量、效率和安全性。