BIM技術(shù)在土木工程中的具體應(yīng)用措施探討

王斌 王高杰 王曉晴

摘要：本文將以BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用具體措施為研討對(duì)象，以BIM、建筑、土木工程三大支柱作為載體，對(duì)BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用具體措施等作簡(jiǎn)要分析。BIM技術(shù)在土木建設(shè)中的應(yīng)用的好壞，決定了整體現(xiàn)代土木建設(shè)技術(shù)應(yīng)用的好壞。我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也促進(jìn)了建筑業(yè)的快速發(fā)展，智能建筑的發(fā)展也是非?？焖俚亍ｋS著各類(lèi)土木工程項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，而且建筑形式也越來(lái)越復(fù)雜多樣，所以建筑工程項(xiàng)目的功能也變得越來(lái)越復(fù)雜。在這種市場(chǎng)的快速發(fā)展下，傳統(tǒng)的土木工程管理模式與現(xiàn)代土木工程的發(fā)展進(jìn)程已然脫離了軌道。土木工程項(xiàng)目是一個(gè)系統(tǒng)，具有多方位的性質(zhì)。包含多個(gè)環(huán)節(jié)，例如結(jié)構(gòu)、建筑、設(shè)備、給排水以及電氣等。在土木工程管理的施工過(guò)程中，如果可以將施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行良好的協(xié)調(diào)和溝通，將會(huì)使每一個(gè)進(jìn)程都妥善的完成，從而提高土木工程施工的質(zhì)量，并且會(huì)給整體施工的過(guò)程中帶來(lái)相對(duì)的隱患。所以，探討出一種有效的土木工程管理模式具有積極意義，為以后的土木工程的項(xiàng)目管理提供一個(gè)相對(duì)可靠地模板。

關(guān)鍵詞：BIM;土木工程;建筑;應(yīng)用現(xiàn)狀

引言：隨著當(dāng)代的發(fā)展，BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用在智能建筑中的應(yīng)用愈發(fā)不斷成熟與豐富，如何改善BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用的成本與質(zhì)量變得尤為重要，而這一方面也對(duì)政府的管理提出了重大挑戰(zhàn)，也對(duì)智能建筑自身也是一種考驗(yàn)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的趨勢(shì)下，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也相應(yīng)的順應(yīng)時(shí)代的潮流，也符合我國(guó)改革開(kāi)放的宗旨。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，BIM建筑的種類(lèi)已經(jīng)十分豐富，已經(jīng)是當(dāng)代的主流趨勢(shì)。而且，BIM作為一種高新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在土木工程管理各個(gè)階段，同時(shí)作為新型技術(shù)管理理念來(lái)管理各個(gè)階段的人員協(xié)調(diào)與材料分配中。為了達(dá)到每個(gè)環(huán)節(jié)都能完善的施工處理，必須整理相應(yīng)的系統(tǒng)，這才能最大程度發(fā)揮BIM的優(yōu)良作用與價(jià)值。BIM可應(yīng)用于土木工程項(xiàng)目的全部的環(huán)節(jié)中，從最初的規(guī)劃到設(shè)計(jì)，構(gòu)件加工，工程施工，物流管理，拆除換新都可以使用BIM技術(shù)。

一、BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM技術(shù)的全稱(chēng)為BuildingInformationModeling，意為建筑信息模型。建筑信息模型以建筑工程領(lǐng)域的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)作為建?；A(chǔ)，進(jìn)而利用相應(yīng)軟件完成模型搭建。從而達(dá)到以數(shù)字信息場(chǎng)景模擬真實(shí)建筑場(chǎng)景的目的，BIM技術(shù)是建筑領(lǐng)域繼CAD技術(shù)之后的又一重大突破。其圖形制作及圖形表現(xiàn)能力遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)的CAD技術(shù)，與此同時(shí)以BIM技術(shù)對(duì)項(xiàng)目參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程場(chǎng)景的有效還原，有益于工程設(shè)計(jì)和施工工作的開(kāi)展，增強(qiáng)和用戶(hù)間的交互性。BIM技術(shù)運(yùn)用相對(duì)真實(shí)的圖形技術(shù)，能將施工過(guò)程切實(shí)復(fù)現(xiàn)，從而使得相關(guān)人員能夠更好地把握施工進(jìn)度。正在逐漸完備的BIM技術(shù)，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)方、施工方、業(yè)主方營(yíng)造共為一體的交流機(jī)制。BIM技術(shù)所營(yíng)造的工程模型，不止包含了數(shù)字信息，還包括一些與工程相關(guān)的非幾何屬性。同時(shí)兼容4D，5D等各類(lèi)環(huán)境的分析工作，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工的目的。建筑信息模型體系內(nèi)涵的集成與協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目的不同參與方在項(xiàng)目實(shí)施的各個(gè)階段共同參與設(shè)計(jì)工作的目的。以建筑信息模型技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工場(chǎng)景的有效擬合，對(duì)于土木工程項(xiàng)目的對(duì)外宣傳、宏觀指導(dǎo)、技術(shù)優(yōu)化具有一目了然的鮮明意義

二、BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1可視化功能優(yōu)勢(shì)

借助BIM技術(shù)所具有的可視化功能能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)、處理擬建項(xiàng)目，還能夠?qū)⒏鲗?zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員的工作集中到一起并形成一個(gè)操作實(shí)體，方便進(jìn)行集中管理，以此可以深度融合現(xiàn)實(shí)情況、各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，從而能夠更好地處理那些相對(duì)比較復(fù)雜的項(xiàng)目。與此同時(shí)，利用BIM模型在調(diào)整、優(yōu)化擬定方案時(shí)可以按照施工作業(yè)的實(shí)際情況，還能夠科學(xué)地預(yù)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并制定針對(duì)性的解決措施。通過(guò)相應(yīng)建筑模型的構(gòu)建，可以幫助設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中更為直觀地了解設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，并提前在設(shè)計(jì)階段解決問(wèn)題，從而提高建筑工程的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。

2.2協(xié)調(diào)性功能優(yōu)勢(shì)

建筑工程的施工作業(yè)流程通常情況下比較復(fù)雜，不同專(zhuān)業(yè)工程之間的協(xié)調(diào)工作量大，為此在項(xiàng)目周期范圍內(nèi)就需要項(xiàng)目管理人員嚴(yán)格根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度要求，系統(tǒng)地組織、協(xié)調(diào)各個(gè)專(zhuān)業(yè)工種作業(yè)。由于在施工期間面臨諸多不確定因素，相應(yīng)很難按照預(yù)想計(jì)劃來(lái)組織現(xiàn)場(chǎng)施工。借助BIM技術(shù)所具有的協(xié)調(diào)性能夠無(wú)縫銜接管理不同施工作業(yè)流程，減少時(shí)間浪費(fèi)，還能夠充足地保障工作質(zhì)量并取得良好的工作成效。

2.3虛擬性功能優(yōu)勢(shì)

在項(xiàng)目施工過(guò)程中各種因素都會(huì)影響工程進(jìn)度，導(dǎo)致很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。而利用BIM技術(shù)能夠有效地對(duì)項(xiàng)目開(kāi)展4D、5D模擬，而在進(jìn)行4D模擬時(shí)聯(lián)合時(shí)間進(jìn)度，能夠準(zhǔn)確地分析今后的施工過(guò)程，方便管理人員及時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整;而5D模擬會(huì)加上造價(jià)，促使所形成的施工進(jìn)度管理更具立體性。借助BIM技術(shù)所具有的虛擬性，能夠更為準(zhǔn)確地控制整個(gè)建筑過(guò)程，防止出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工情況背離施工組織計(jì)劃的情況

三、BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)

3.1 可視化特點(diǎn)

現(xiàn)代化的工程類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、形式逐漸向多樣化發(fā)展，一定程度上增加了工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)難度，對(duì)傳統(tǒng)平面視圖為主的設(shè)計(jì)方式提出挑戰(zhàn)。BIM技術(shù)能夠切實(shí)解決平面視圖中存在的問(wèn)題。通過(guò)BIM技術(shù)構(gòu)建土建工程基礎(chǔ)模型，將工程項(xiàng)目以直觀形式展示在眼前，有利于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)效率。

3.2 協(xié)調(diào)性特點(diǎn)

建筑工程施工具有技術(shù)難、范圍廣、周期長(zhǎng)特點(diǎn)，涉及諸多施工環(huán)節(jié)，做好各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)工作是提高施工質(zhì)量和施工效率的重要前提。需要施工人員、管理人員、各參建單位保持順暢的信息交流，確保在施工過(guò)程中所產(chǎn)生的矛盾問(wèn)題都能得到有效解決，這種管理模式被稱(chēng)為事后管理模式。施工過(guò)程中，施工人員與設(shè)計(jì)人員缺乏有效的溝通和交流，導(dǎo)致信息閉塞，使得設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诰唧w施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多問(wèn)題。采用BIM技術(shù)可以有效避免以上問(wèn)題，有利于滿(mǎn)足工程項(xiàng)目事前處理需求。

3.3 5D性特點(diǎn)

現(xiàn)代化建筑工程強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排效果，而應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠在設(shè)計(jì)階段對(duì)日照、節(jié)能等環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化模擬。另外，建筑企業(yè)還可以通過(guò)基礎(chǔ)模型和信息化平臺(tái)，對(duì)整個(gè)工程施工過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)和完善，尤其在成本管理中效果更加顯著。通過(guò)BIM技術(shù)能夠?qū)κ┕すば蚝蜁r(shí)間進(jìn)行5D信息模擬，在土木工程項(xiàng)目完成后，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型為工程后期維修提供參考依據(jù)，有利于解決傳統(tǒng)管理封閉的信息問(wèn)題。

3.4 可出圖特點(diǎn)

BIM技術(shù)出具的圖紙與設(shè)計(jì)院出具的圖紙存在差異，具體來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)院提供的工程圖紙，大多與工程項(xiàng)目相關(guān)構(gòu)件有關(guān)，而B(niǎo)IM技術(shù)提供的圖紙是在設(shè)計(jì)院圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和完善，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供工程規(guī)劃圖、報(bào)告以及針對(duì)性解決措施，提高圖紙準(zhǔn)確性和科學(xué)性，為工程項(xiàng)目后續(xù)順利工作實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

四、BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用措施

4.1項(xiàng)目協(xié)調(diào)中的應(yīng)用

首先，對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用要達(dá)到設(shè)計(jì)部門(mén)的相關(guān)要求，在使用這項(xiàng)技術(shù)之前，應(yīng)根據(jù)自身的技術(shù)情況來(lái)進(jìn)行深入的分析，通過(guò)試應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)幫助設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行充分的掌握，然后再進(jìn)行相應(yīng)的普及和推廣。其次，對(duì)于各個(gè)方面的意見(jiàn)進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，在土木工程中的參與方包括業(yè)主、施工方、監(jiān)理方以及其他的外包商，不同的主體有著不同的施工要求，所以很容易會(huì)出現(xiàn)分歧，所以需要通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目工程的模型展示，并對(duì)各個(gè)方面的意見(jiàn)進(jìn)行收集整理，以達(dá)到盡可能完整的信息反饋，從而有效地實(shí)現(xiàn)方案的改進(jìn)。

4.2施工中的應(yīng)用

土木工程施工項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，想要切實(shí)提升施工水平是比較困難的，因?yàn)樵谕聊竟こ淌┕さ倪^(guò)程中，無(wú)論是在操作規(guī)范上，還是在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估上，都并不具備高效率的管理，從而對(duì)于施工的效率造成了一定的影響。對(duì)于這一問(wèn)題，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用可有效地得到優(yōu)化，具體的應(yīng)用措施包括以下幾個(gè)方面：首先，要對(duì)于BIM技術(shù)中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能進(jìn)行充分的應(yīng)用，通過(guò)模型數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)對(duì)土木工程施工中的各個(gè)因素進(jìn)行有效的滲透，例如建筑成本、材料規(guī)格、施工進(jìn)度等內(nèi)容，然后利用BIM技術(shù)來(lái)將這些信息進(jìn)行展開(kāi)，并對(duì)土木工程中的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，進(jìn)而完成動(dòng)態(tài)分析的過(guò)程，對(duì)于建筑成本進(jìn)行有效的控制，然后根據(jù)動(dòng)態(tài)線(xiàn)性變動(dòng)情況來(lái)找到施工中的問(wèn)題，以便于及時(shí)采取相應(yīng)的措施。其次，可以使用BIM技術(shù)的虛擬功能。以往的建筑項(xiàng)目施工，只能夠通過(guò)二維平面圖來(lái)了解施工進(jìn)度。隨著建筑規(guī)模的逐漸增大和內(nèi)容的復(fù)雜，需要通過(guò)BIM技術(shù)來(lái)對(duì)建筑構(gòu)架和局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)整體施工進(jìn)度效果的有效呈現(xiàn)。

4.3施工監(jiān)控中的應(yīng)用

首先，要對(duì)審批流程進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于土木工程中的各個(gè)操作過(guò)程通過(guò)BIM技術(shù)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行流程監(jiān)督。利用VR技術(shù)來(lái)將施工模型與虛擬現(xiàn)實(shí)兩者之間進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)后期建設(shè)的模擬操作，例如張力、材料、溫控以及澆筑等過(guò)程，都能夠提前進(jìn)行模擬操作，從而為土木工程施工帶來(lái)更加科學(xué)合理的方案。其次，要將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工的關(guān)鍵部分監(jiān)控工作中，通過(guò)對(duì)操作過(guò)程的模擬，來(lái)對(duì)一些高風(fēng)險(xiǎn)的操作內(nèi)容進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的降低，并將其應(yīng)用到關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中，實(shí)現(xiàn)施工節(jié)點(diǎn)操作流程的優(yōu)化。最后，要搭建信息管理平臺(tái)，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)中的信息儲(chǔ)存功能，來(lái)建設(shè)關(guān)于質(zhì)量檢測(cè)到后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)的管理平臺(tái)。具體來(lái)看，施工質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容包括溫度、結(jié)構(gòu)、安全以及施工誤差的檢測(cè)與預(yù)警功能，在對(duì)土木工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理的過(guò)程中，要對(duì)土木工程項(xiàng)目中的各項(xiàng)信息進(jìn)行完善，并建立相關(guān)的工程檔案，以此為基礎(chǔ)來(lái)配合現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)維護(hù)中的有效檢測(cè)。通過(guò)對(duì)信息反饋進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，來(lái)找到運(yùn)營(yíng)維護(hù)中的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，以便于更好地完成養(yǎng)護(hù)工作，提升建筑工程的壽命。

4.4設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在BIM技術(shù)當(dāng)中最為關(guān)鍵的內(nèi)容是數(shù)據(jù)，在土木工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅限于模型的建立，而是要能夠?qū)ν聊竟こ淌┕さ膶?shí)際情況進(jìn)行直觀的體現(xiàn)，并要對(duì)一些重要部分的局部特征展現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)BIM技術(shù)所得到了三維模型與實(shí)際的結(jié)構(gòu)模型十分的接近。在土木工程設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)使得設(shè)計(jì)工作能夠以信息結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)來(lái)開(kāi)展。從目前的情況來(lái)看，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，存在著軟件平臺(tái)功能開(kāi)發(fā)不足的問(wèn)題，而從土木工程項(xiàng)目功能優(yōu)化的角度上來(lái)看，可通過(guò)碰撞檢查的方式來(lái)展示出這一技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)。另外，通過(guò)運(yùn)用該技術(shù)能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)工作人員帶來(lái)更加良好的協(xié)作模式，使得他們能夠在同一平臺(tái)中進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員之間的溝通，以便于及時(shí)地找到其中的錯(cuò)誤和遺漏等問(wèn)題，顯著提升設(shè)計(jì)工作人員的效率，達(dá)到資源共享的最終目的。

4.5工程結(jié)構(gòu)模擬的應(yīng)用

隨著土木工程施工和數(shù)字化平臺(tái)的發(fā)展，BIM技術(shù)逐漸被應(yīng)用到了土木工程施工的各個(gè)領(lǐng)域，無(wú)論是應(yīng)用的廣度、深度都得到了提升。從目前的情況來(lái)看，很多工程項(xiàng)目仍然在采用傳統(tǒng)的方式，即利用圖紙來(lái)進(jìn)行土木工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，通過(guò)不同角度的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)來(lái)對(duì)工程狀況進(jìn)行反應(yīng)。以往的設(shè)計(jì)方式不但需要很多圖紙，同時(shí)需要花費(fèi)大量的時(shí)間，且無(wú)法迅速進(jìn)行修改。通過(guò)運(yùn)用BIM技術(shù)可有效地彌補(bǔ)這些問(wèn)題，BIM技術(shù)將整個(gè)過(guò)程組成為整體，通過(guò)數(shù)據(jù)融合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目的模擬。在不同的土木工程施工階段，均可以按照工作人員的實(shí)際需求來(lái)提取相關(guān)資料，實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的有效集成，并按照提取數(shù)據(jù)來(lái)建立不同位置的模型，為土木工程施工的開(kāi)展提供便利條件。

五、總結(jié)

通過(guò)論述可以看出，BIM技術(shù)在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用效果比較明顯，能更好地解決傳統(tǒng)土木工程管理中的不足，實(shí)現(xiàn)良好的管理效果。但是隨著信息技術(shù)水平的提高，BIM技術(shù)的應(yīng)用還需引入更多現(xiàn)代化的信息技術(shù)，提高土木工程管理的科學(xué)性。

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