土木工程施工中的BIM技術(shù)應(yīng)用研究

王一凡

（臨沂市城市管理綜合服務(wù)中心，山東臨沂 276037）

由于BIM技術(shù)的諸多優(yōu)勢，BIM在建筑業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。對BIM技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的利用也是目前發(fā)展的必要條件和關(guān)鍵前提。為了更好地應(yīng)用BIM技術(shù)，首先要對BIM技術(shù)有深入的了解和探討，以便更好地應(yīng)對BIM對土木工程的綜合影響。與此同時，BIM技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用，可以在一定程度上看到其利弊并起到積極作用，及時改進(jìn)BIM中的不足并加以創(chuàng)新。

1 BIM技術(shù)概述

在建筑及土木工程領(lǐng)域中，BIM技術(shù)有著極其重要的作用和深遠(yuǎn)的影響，為了保證BIM的順利實施，我們必須對BIM技術(shù)有一個正確的認(rèn)識和理解，以便更好地發(fā)揮其作用。要理解BIM，必須對其概念、優(yōu)點、應(yīng)用難點等進(jìn)行深入探討。

1.1 BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)的全稱是Building Information Modeling，通常稱它為建筑信息模型。其關(guān)鍵在于充分利用數(shù)字化技術(shù)、傳感器等先進(jìn)技術(shù)，建立虛擬三維模型，并將其應(yīng)用于工程建設(shè)中，以保證工程設(shè)計的合理性和有效性。

1.2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢

當(dāng)前BIM技術(shù)已發(fā)展成為一項關(guān)鍵技術(shù)，正逐步應(yīng)用于土木工程等諸多領(lǐng)域。BIM在建筑和土木工程領(lǐng)域中已顯示其自身的優(yōu)勢和劣勢，其具體表現(xiàn)為：

1.2.1 較強的模擬性

在施工中，應(yīng)用BIM技術(shù)可以全面、科學(xué)、合理地模擬建筑工程設(shè)計，使建筑模型直觀地展現(xiàn)在人們面前，具有很大的優(yōu)勢。它不僅能引導(dǎo)人們參與到工程預(yù)處理過程中，而且能對模型中存在的問題有一個清晰的認(rèn)識，并能及時、適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行識別和調(diào)整，有效避免工程建設(shè)中不必要的問題，避免了不良后果和影響。

1.2.2 有效的溝通性

BIM技術(shù)以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合BIM在土木工程中的作用，是一種體現(xiàn)時代潮流，將設(shè)計人員、工程項目和工程客戶聯(lián)系起來的技術(shù)。兩者之間的有效溝通是土木工程的可靠保證，起著舉足輕重的作用。

1.2.3 BIM技術(shù)在我國國應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

在我國，土木工程是一個復(fù)雜的組織，具有多種類型和規(guī)模。目前，BIM在國內(nèi)發(fā)展空間和前景仍十分廣闊，BIM技術(shù)在技術(shù)層面上沒有太多的技術(shù)內(nèi)容，但圍繞著BIM在某一行業(yè)的廣泛應(yīng)用，權(quán)威機構(gòu)應(yīng)該予以認(rèn)可，最重要的是將基于全過程的信息管理理論與相應(yīng)的建筑師的設(shè)計理念相結(jié)合，但通常需要較長的時間；BIM技術(shù)涉及的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)苛刻，但中國土木工程的最大問題是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不夠規(guī)范，要求不高，主要與社會發(fā)展環(huán)境和體制有關(guān)。但實際應(yīng)用和推廣BIM技術(shù)是一個難點。

由于BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，應(yīng)用方式復(fù)雜，如BIM建模和相應(yīng)的管道設(shè)計，BIM設(shè)計可以說是一項比較成熟的技術(shù)，但是我國很多施工單位在實施BIM時，對BIM概念了解不多，應(yīng)用還停留在表層，這也是BIM在土木工程中應(yīng)用相對落后的原因。

隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，住宅建筑信息化建設(shè)的重要性日益突出。中國土木工程建設(shè)規(guī)模龐大，必然要求傳遞信息，這就增加了傳遞過程中出現(xiàn)錯誤的可能性，嚴(yán)重影響了土木工程的發(fā)展，BIM技術(shù)可以有效整合信息，構(gòu)建全方位的信息。因此，土木工程信息整合的誤區(qū)非常重要。推動中國在可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上制定節(jié)能措施，BIM技術(shù)的應(yīng)用符合中國推進(jìn)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，隨著信息時代的快速發(fā)展，各國對信息管理提出了更高的要求，中國不斷運用BIM技術(shù)實現(xiàn)信息管理信息化。

2 BIM技術(shù)在工程施工階段的應(yīng)用分析

2.1 工程施工階段的BIM應(yīng)用分析

BIM技術(shù)在項目中的主要應(yīng)用如下：

（1）采用BIM技術(shù)可以優(yōu)化施工階段的整體施工方案。工程施工階段，利用BIM技術(shù)進(jìn)行三維設(shè)計、調(diào)度，根據(jù)施工進(jìn)度和質(zhì)量的變化，通過BIM技術(shù)平臺對現(xiàn)場實際位置進(jìn)行具體分析，及時發(fā)現(xiàn)問題，找出最佳施工方案，進(jìn)行調(diào)整。對施工順序、工程量進(jìn)行分析和優(yōu)化，對施工過程中最重要、最困難的因素進(jìn)行模擬，從而完善整個施工方案。

（2）工程建設(shè)過程中，BIM技術(shù)能夠模擬建設(shè)項目，而項目虛擬設(shè)計對整個建設(shè)過程和工程質(zhì)量有很大影響。模擬實際工程，準(zhǔn)確確定施工進(jìn)度，有利于與設(shè)計方案相適應(yīng)；同時，通過BIM技術(shù)的配合，能夠客觀、準(zhǔn)確地捕捉到參與工程建設(shè)的各單位對建設(shè)項目的實施情況，以及實施過程中出現(xiàn)的問題和時機。通過BIM提供的平臺，可以實現(xiàn)項目中各參與單位之間的信息交換和溝通，達(dá)到信息對稱和交換，減少矛盾和摩擦。

（3）在施工期間，可以使用BIM技術(shù)制作三維動畫，在施工期間，設(shè)計和執(zhí)行的業(yè)主可以用三維動畫模擬整個施工過程，并用客戶繪制的三維動畫呈現(xiàn)。但是在三維動畫仿真中，這種動畫形式變得十分復(fù)雜，相應(yīng)的渲染效果也不能滿足用戶的需求，傳統(tǒng)的廣告投資無論在資金還是時間上都過大，既不經(jīng)濟(jì)又不實用，對這種公關(guān)沒有效果。BIM系統(tǒng)包含了整個建設(shè)項目的全部數(shù)據(jù)信息，為廣告客戶提供了詳細(xì)、全面的信息，有助于提高三維動畫仿真和工程仿真的質(zhì)量，增強渲染效果，也能真實地反映整個項目。

2.2 在工程施工階段運用BIM技術(shù)的益處

（1）以BIM為平臺，對施工全過程進(jìn)行質(zhì)量和形象檢測，傳統(tǒng)的建筑工程設(shè)計多采用二維CAD 軟件進(jìn)行平面設(shè)計，但對于工程的各個環(huán)節(jié)，相應(yīng)的圖紙是不統(tǒng)一的，而且彼此獨立。在第一階段的施工過程中，總監(jiān)理工程師對整個工程進(jìn)行檢查和確認(rèn)，但這種人工控制不可避免地會造成與實際情況的偏差，因此也有必要對其時間和能耗進(jìn)行分析。因為工程項目對施工時間的要求比較高，所以，在施工過程中進(jìn)行這類人工檢查，對施工時間的影響不大，使出現(xiàn)設(shè)備與管道碰撞問題的工程項目比較復(fù)雜。根據(jù)實際情況來決定這些問題會影響施工進(jìn)度，增加施工成本。而在工程施工階段采用BIM技術(shù)，可以很好地解決這一問題，不僅不影響施工進(jìn)度，而且節(jié)省了工程費用和時間。

（2）采用BIM技術(shù)，可對整個工程進(jìn)行施工方案調(diào)整。利用BIM技術(shù)平臺，實現(xiàn)施工階段質(zhì)量控制和質(zhì)量評價，并根據(jù)工程實際情況對設(shè)計體系進(jìn)行調(diào)整。

（3）BIM技術(shù)應(yīng)用于施工階段，可以避免各種較大的誤差。采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維工程施工仿真，可以對施工前期的各個環(huán)節(jié)有一個清晰的了解，避免影響施工過程。另外，使用三維設(shè)計圖紙可以使施工人員在施工過程中更舒適、更輕松，將文本資料解釋清楚，避免因誤讀造成重大錯誤。

3 BIM技術(shù)在施工中的具體應(yīng)用

BIM技術(shù)在工程建設(shè)中起著重要作用，它的具體應(yīng)用體現(xiàn)在三個方面：

3.1 運用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬建模

將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑工程，在建模的過程中，首先整合相關(guān)數(shù)據(jù)，最后建立完整的數(shù)據(jù)模型。不僅要先建立主體模型，而且要先捕捉全局，還要建立施工模型，準(zhǔn)確捕捉施工過程和步驟。在模型仿真中應(yīng)用BIM應(yīng)該做以下工作。

（1）重視信息的全面和完整性。為確保工作的順利進(jìn)行，必須保證資料的完整、準(zhǔn)確，才能保證工作的順利進(jìn)行。缺少信息會給建模帶來嚴(yán)重影響和不良后果。

（2）把握各種信息之間的關(guān)聯(lián)性。只有在收集和理解各種信息的基礎(chǔ)上，建模才能做得更好，并且能夠有效把各種對建模工作至關(guān)重要的信息聯(lián)系起來。

（3）要嚴(yán)格數(shù)據(jù)采集，保證數(shù)據(jù)的一致性、統(tǒng)一性、客觀性、真實性，確保數(shù)據(jù)真實可靠。

3.2 運用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬施工

第二階段式建筑仿真，即建模的BIM技術(shù)。仿真具有很多優(yōu)點和優(yōu)勢。工程實踐中，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的諸多問題，盡量避免不利影響，了解正常施工過程和正常進(jìn)度，運用BIM技術(shù)進(jìn)行模擬設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾點：①充分利用BIM的優(yōu)勢，優(yōu)化BIM的應(yīng)用；②要對模擬施工過程嚴(yán)格監(jiān)控，找出施工過程中存在的問題，采取積極有效的措施合理解決，避免出現(xiàn)具體問題；③深入了解和掌握模擬施工的每一個環(huán)節(jié)和步驟，真正避免施工過程中出現(xiàn)的各種問題。

3.3 運用BIM技術(shù)進(jìn)行施工管理

首先，要建立健全制度，把建廠作為各項工作的重要組成部分，嚴(yán)格按制度辦事；其次，在施工過程中，應(yīng)配備專業(yè)管理人員，對施工過程進(jìn)行嚴(yán)格有效的管理。

4 BIM技術(shù)的有效應(yīng)用價值

4.1 運用BIM技術(shù)有助于更好地及時查詢

將BIM技術(shù)應(yīng)用于土木工程，能更好地建模。為了有效提高管理效率和水平，必須在做好造型設(shè)計的基礎(chǔ)上，減少施工安全隱患。

4.2 運用BIM技術(shù)有助于提高監(jiān)管水平

將BIM技術(shù)應(yīng)用于土木工程，有利于施工過程的全程監(jiān)控和管理。采用BIM技術(shù)對土木工程進(jìn)行監(jiān)控，一方面可以及時發(fā)現(xiàn)問題，采取有效措施加以解決，另一方面可以提高行政效率、工程質(zhì)量和管理水平。

5 結(jié)論

BIM技術(shù)與以往技術(shù)相比，具有很多優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于高層建筑、土木工程等領(lǐng)域，并發(fā)揮著不可替代的作用，必將成為未來發(fā)展的強大動力。將BIM技術(shù)應(yīng)用于深基坑施工，能很好地模擬和模擬現(xiàn)場，并對其進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控和管理，有利于節(jié)省工程造價，促進(jìn)工程建設(shè)，進(jìn)一步提高工程效率和加快進(jìn)度，提高工程質(zhì)量。與此同時，BIM技術(shù)的不斷創(chuàng)新，推動了土建行業(yè)的健康發(fā)展。BIM技術(shù)是一種集成、系統(tǒng)、功能共享的信息技術(shù)，具有較高的工程應(yīng)用價值。既可體現(xiàn)三維設(shè)計，又可模擬工程設(shè)計的全過程及局部細(xì)節(jié)，適合工程設(shè)計人員熟悉建筑環(huán)境，加強工期控制及成本管理，避免不必要的問題?？赏ㄟ^加強BIM標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，加強BIM技術(shù)與其他技術(shù)的協(xié)同，使其不斷完善和優(yōu)化。