BIM技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用分析

林艷升

摘要：在時代不斷進步的背景下，我國建筑行業(yè)得以迅猛發(fā)展，更多的科技技術(shù)被廣泛應(yīng)用其中，進而促進施工管理效率提高。良好的施工管理工作可以減少施工質(zhì)量問題，避免返工，這對保證工程如期完工以及控制施工成本都有重要意義。在土木工程施工管理中應(yīng)用BIM技術(shù)，為土木工程施工管理建立BIM管理系統(tǒng)，有助于提高土木工程施工管理信息化程度，提升管理效率。本文主要闡述了BIM技術(shù)對建筑行業(yè)發(fā)展的重要意義，同時提出BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及BIM技術(shù)在土木工程施工管理中的具體應(yīng)用策略，以供同業(yè)人士參考。

關(guān)鍵詞：土木工程;施工管理;BIM技術(shù)

引言

建筑行業(yè)的發(fā)展不僅與社會經(jīng)濟建設(shè)緊密相關(guān)，還關(guān)乎人們的日常生活，為了營造更優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境，提升人們的生活環(huán)境水平，滿足大眾對建筑質(zhì)量的更高要求，這就需要對建筑施工管理工作的高效落實予以重點關(guān)注，將BIM技術(shù)引入到施工管理作業(yè)中，不僅可以最大化提高管理效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)對整個施工流程的合理優(yōu)化，提高施工監(jiān)督的落實成效。

1BIM技術(shù)概述

建筑信息模型是以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的三維立體化信息模型，在建筑工程領(lǐng)域中應(yīng)用時，可以通過傳感器設(shè)備實現(xiàn)對建筑信息的多維度映射，使建筑信息模型反映當(dāng)前建筑過程中的各種數(shù)據(jù)行為，并將數(shù)據(jù)模型映射到計算機終端顯示界面，從而實現(xiàn)建筑信息與數(shù)據(jù)模型之間的有效對接。采用BIM技術(shù)，可以提高建筑工程管理中信息產(chǎn)生和利用的集成化處理。同時，由BIM技術(shù)構(gòu)成的平臺可以作為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，整合各管理部門之間的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)各部門之間的有效溝通，進一步提高信息模型的實際應(yīng)用效果。在技術(shù)層面上，BIM技術(shù)是以信息本體的采集和映射為基礎(chǔ)，將各種信息轉(zhuǎn)化為計算機設(shè)備可讀取的數(shù)據(jù)類型，通過二維平面、三維立體、四維動態(tài)圖形的同步映射，使計算機設(shè)備能夠分析當(dāng)前施工過程中的數(shù)據(jù)操作行為，提高實際控制能力，確保各種技術(shù)的實施能夠遵循相應(yīng)的指標參數(shù)，為建筑信息的核定和處理提供數(shù)據(jù)支持。

2BIM技術(shù)在復(fù)雜土木工程作業(yè)過程中的優(yōu)點

我國建筑行業(yè)對于BIM技術(shù)的定義是在建筑工程及相關(guān)設(shè)施的完整生命周期內(nèi)，采用數(shù)字化表現(xiàn)模式針對建筑工程施工工程的物理及相關(guān)功能進行數(shù)字化表達，并且根據(jù)相關(guān)數(shù)字化3D模型為基礎(chǔ)進行規(guī)劃設(shè)計、施工作業(yè)及經(jīng)營活動等。BIM技術(shù)能夠根據(jù)其完善的領(lǐng)先數(shù)字化信息處理技術(shù)，最大限度地防止復(fù)雜土木工程作業(yè)進程中不必要出現(xiàn)的工作量及相關(guān)建筑原材料浪費等現(xiàn)象，由于此技術(shù)能滿足作業(yè)周期及施工效率的提升，因此為復(fù)雜土木工程項目帶來顛覆性影響，BIM技術(shù)對于復(fù)雜土木工程的顯著優(yōu)點通常包含集成化、系統(tǒng)化及共享化三個層面。BIM相關(guān)技術(shù)能夠在相對規(guī)范化的層次對建筑工程施工作業(yè)中的諸多細節(jié)給予積極的影響，可以讓不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域、所有工作環(huán)節(jié)上的工作人員都能夠明確掌握建筑工程施工過程中的相關(guān)問題，可以進行與之適應(yīng)的多個部門（業(yè)主，設(shè)計單位，施工單位，結(jié)構(gòu)部門，設(shè)備部門，運營維護等等）協(xié)同推進工程進度，所有類型的施工作業(yè)相關(guān)信息都可以綜合到同一個平臺，平穩(wěn)發(fā)展，及時解決相關(guān)問題。最顯著的特點是多主體的信息資源進行綜合匯總以后，都能夠在BIM技術(shù)的支持之下實現(xiàn)實時的、順暢的資源共享，這種情況必將最大限度地提高建筑工程中信息資源的綜合利用效率。

3工程建設(shè)運用BIM技術(shù)的現(xiàn)狀

BIM技術(shù)不僅僅可以用來設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)模型，還能夠用來設(shè)計建筑的電氣圖，甚至微小到可以設(shè)計建筑中的插座以及照明系統(tǒng)。其實，BIM技術(shù)早在幾十年前就已經(jīng)出現(xiàn)，這項技術(shù)是由美國的科技人員研發(fā)的。從該項技術(shù)問世到經(jīng)過十幾年的發(fā)展和完善，BIM技術(shù)已經(jīng)相對成熟，目前國內(nèi)的很多建筑企業(yè)都在運用BIM技術(shù)進行建模。BIM技術(shù)不僅僅可以對建筑模型進行設(shè)計，它展現(xiàn)的優(yōu)勢是多方面的，該技術(shù)還可以對工程造價的計算進行預(yù)估和分析。現(xiàn)階段，很多國家都已經(jīng)將該項技術(shù)運用到了建筑工程當(dāng)中并且取得了明顯的成效。雖然BIM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，但由于我國將BIM技術(shù)引入的時間較晚，因此，該項技術(shù)在我國工程建設(shè)方面的實施還屬于初期萌芽階段。國內(nèi)BIM技術(shù)在很多方面仍然需要發(fā)展和完善，而我國也清楚地認識到了這個問題，在BIM技術(shù)的研發(fā)方面增加了人力和物力的投入。由此看來，該項技術(shù)的發(fā)展前景還是十分樂觀的。

4BIM技術(shù)在土木工程施工管理中的具體應(yīng)用策略

4.1BIM在土木工程質(zhì)量管控中的應(yīng)用

在土木工程施工建設(shè)中，應(yīng)始終秉承質(zhì)量第一的管理理念。將BIM技術(shù)合理運用到土木工程施工管控中，能借助其可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性等特征，促進工程建筑質(zhì)量的提升。同時依托BIM技術(shù)的技術(shù)特征，有助于規(guī)范工程項目施工人員的具體操作，在系統(tǒng)化、直觀化、立體化的技術(shù)保障下，多角度、全方位地模擬操作施工過程，對設(shè)計單位關(guān)于施工操作點以及施工建設(shè)意圖進行明確，并將其落實在具體的施工操作環(huán)節(jié)中，第一時間發(fā)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)中潛在的風(fēng)險，并全過程監(jiān)測材料應(yīng)用的科學(xué)性、施工設(shè)備合理性。嚴格依據(jù)土木工程建設(shè)質(zhì)量管理標準實施，同時提升科學(xué)化的管理水平，促進整個工程質(zhì)量管理的提升。另外，將BIM技術(shù)運用到土木工程質(zhì)量管控中，能實現(xiàn)在線動態(tài)化監(jiān)測，更好地幫助施工管理人員把握各個施工環(huán)節(jié)，最大限度地利用在線監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)土木工程中的建設(shè)質(zhì)量問題，精確定位每個關(guān)鍵節(jié)點，提升質(zhì)量管理成效。

4.2施工過程控制

利用BIM技術(shù)為土木工程項目提供施工過程控制，這樣就能更好地掌握各施工環(huán)節(jié)的施工進度，也能讓施工技術(shù)得到優(yōu)化。傳統(tǒng)的土木工程設(shè)計圖紙主要為二維圖像的形式，一個項目往往需要由正面圖、立面圖、側(cè)面圖相互配合才能讓整體結(jié)構(gòu)得以體現(xiàn)，各視角的平面圖紙需要反復(fù)比對才能最終得出施工方案，這一比對過程的工作十分復(fù)雜、繁瑣，設(shè)計人員稍有疏忽就可能讓施工方案出現(xiàn)偏差。而將BIM技術(shù)應(yīng)用在土木工程設(shè)計階段的施工管理之中，利用BIM技術(shù)為土木工程構(gòu)建三維可視化工程模型，設(shè)計人員只需觀看三維模型就能了解整個工程結(jié)構(gòu)，這樣就簡化了施工方案的設(shè)計流程，減少了設(shè)計偏差的發(fā)生。另外，在土木工程項目的實際施工過程中，難以避免地會遇到一些突發(fā)事件，通過BIM技術(shù)完成對土木工程施工階段的模擬，就能評估出工程施工階段可能存在的安全隱患，得到較為準確的安全評估結(jié)論，在此基礎(chǔ)上制定的應(yīng)對方案就更有針對性，大幅降低了施工作業(yè)過程中的風(fēng)險系數(shù)，讓工程質(zhì)量、進度得到有效保障。

4.3應(yīng)用于安全管理

樹立安全意識是建筑施工管理中的要點內(nèi)容，對于管理人員而言，需要重點強化對整個施工過程的安全管控，最大限度防止出現(xiàn)安全事故問題。近年來，其不僅會帶來嚴重的經(jīng)濟損失，也會造成人員傷亡，對工程施工的進度把控帶來不良影響。因此，高效開展安全管理工作對建筑施工管理的有序開展具有重要的現(xiàn)實意義。在施工安全管理工作中引入BIM技術(shù)，主要借助于其強大的模擬性功能，精準細致地模擬各個施工環(huán)節(jié)，以及作業(yè)細節(jié)內(nèi)容等，這樣工作人員便可以針對性地檢查施工方案，制定系統(tǒng)化、全面性的管理規(guī)劃，結(jié)合管理經(jīng)驗預(yù)測各作業(yè)環(huán)節(jié)中可能存在的安全隱患，并提前采取科學(xué)有效的預(yù)防措施，借此避免發(fā)生安全事故問題。

4.4項目規(guī)劃管理

作為建筑工程管理的一個重要環(huán)節(jié)，科學(xué)合理的項目規(guī)劃指標能進一步提高工程管理的精確性，強化實際管理質(zhì)量。項目規(guī)劃管理中BIM技術(shù)的實現(xiàn)，就是通過信息技術(shù)與整個工程管理中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，保證各種數(shù)據(jù)信息在生成的同時能及時地傳輸?shù)秸麄€數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，通過建立模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的多維分析。BIM技術(shù)相對于傳統(tǒng)的建筑工程管理而言，具有可控性、可視化等特點，能夠進一步提高數(shù)據(jù)信息的檢索質(zhì)量，并能針對現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)置的各種指標，驗證數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中出現(xiàn)的差異性，為后續(xù)建筑管理工作的開展提供依據(jù)。利用BIM技術(shù)，整個項目規(guī)劃管理部門所表現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)屬性能夠基于數(shù)據(jù)信息模型，從多維度展示數(shù)據(jù)本身存在的各種價值，確保前期項目規(guī)劃管理過程的嚴謹性。例如，在娛樂休閑性的項目建設(shè)中，可以利用RS技術(shù)、GIS技術(shù)等，采集整個空間環(huán)境的信息，然后將該區(qū)域內(nèi)建筑工程占用的空間資源以數(shù)據(jù)形式映射到BIM數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，從而進一步實現(xiàn)基于衛(wèi)星定位和功能要求的有效整合，使工作人員能夠?qū)椖恳?guī)劃中的每一個建筑細節(jié)進行分析和處理，確保后續(xù)工程建設(shè)的完整和持續(xù)。

4.5優(yōu)化材料資源利用

BIM技術(shù)在綠色建筑工程管理中的運用，不僅能使能源的利用率大大提升，而且能使材料資源的利用率得到大幅提升，避免在施工過程中出現(xiàn)不必要的資源消耗。在BIM技術(shù)實際應(yīng)用的過程中，可以通過技術(shù)手段構(gòu)建相應(yīng)的建筑信息模型，通過模型能更加直觀地對材料的數(shù)量和種類進行詳細分析，同時能結(jié)合施工需求做好全面的前期準備工作，并優(yōu)化材料配置，盡可能地縮小計劃與實際之間的偏差。此外，要足夠重視材料應(yīng)用過程中的協(xié)調(diào)性控制，并且要利用BIM技術(shù)對材料進行嚴格的碰撞檢測，從而保證材料的質(zhì)量和各項功能指標都能滿足建設(shè)需求。

4.6優(yōu)化工程量計量、計價

工程建設(shè)的造價管理是一個很重要的問題，根據(jù)目前行業(yè)形勢來看，工程造價對建筑工程的質(zhì)量有著直接的影響。當(dāng)施工的成本太高，那么將會導(dǎo)致建筑材料的經(jīng)濟市場不平衡，并且在一定程度上也會降低建筑企業(yè)的收益。而當(dāng)施工的成本過低，原材料的質(zhì)量就無法得到保障，進而建筑的質(zhì)量也會有所下降，這不僅僅會對居民的人身安全造成威脅，也會在一定程度上降低建筑企業(yè)的誠信度，從而影響建筑企業(yè)的發(fā)展前景。如果對物資的費用管理出現(xiàn)過高或過低的現(xiàn)象，則會從兩個不同的角度影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，造價預(yù)算是十分重要的。然而，傳統(tǒng)的工程量計算會導(dǎo)致各種意料之外的偏差，例如，當(dāng)某項工程項目上月完成了300萬元的產(chǎn)值，然而，實際成本才260萬，但其中很有可能有某個子項工序預(yù)算為80萬，而實際成本卻超出預(yù)算變成了100萬。由此一來，這就要求我們不能僅僅分析某一個時間段所產(chǎn)生的費用，在進行造價預(yù)算的時候，分析研究人員需要將項目實際發(fā)生的成本拆分到每一個具體的工序中。近年來，通過BIM技術(shù)的融入，技術(shù)人員可以利用該技術(shù)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型進行具體的分析，從而提高工程量計算的準確性。這樣一來就可以減少工程建設(shè)在工程量計算方面的損失，并且可以更好地反映出成本的控制結(jié)果。

結(jié)語

對于我國建筑行業(yè)來說，BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用是有利無弊的。將其運用到土木工程建筑施工中，一方面可以實現(xiàn)全方位、動態(tài)化的監(jiān)督，有效管理施工過程，并延伸至每一個施工環(huán)節(jié);另一方面還能確保施工人員嚴格操作，根據(jù)土木工程施工程序和要求進行施工，促進施工質(zhì)量和效率的提升，在規(guī)定的時間內(nèi)順利完工，實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的雙贏。

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