試論BIM 技術(shù)在土木工程施工管理中的應(yīng)用

關(guān)穎相

（特變電工新疆新能源股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830011）

前言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的水平的提升，土木工程建設(shè)質(zhì)量日益提高，同時(shí)也大大增強(qiáng)了工程項(xiàng)目復(fù)雜性。同時(shí)，各種新的技術(shù)被廣泛應(yīng)用到土木工程施工管理中，對(duì)土木工程管理工作順利開(kāi)展產(chǎn)生重要影響。其中BIM 技術(shù)有效解決了土木工程施工中遇到的難題，深入分析和研究BIM 技術(shù)，有利于充分發(fā)揮該技術(shù)的積極作用。

一、BIM 技術(shù)概述及其在土木工程管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）BIM 技術(shù)概述

BIM技術(shù)通過(guò)利用三維數(shù)字模型有效收集和分析土木工程施工中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、信息，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)三維建模的目標(biāo)[1]。在土木工程施工中可以有效利用BIM 技術(shù)精細(xì)化管理各個(gè)環(huán)節(jié)，從而提升土木工程管理質(zhì)量和水平，為土木工程施工質(zhì)量的提升提供技術(shù)保障。

（二）BIM 技術(shù)在土木工程管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

世界上最早在土木工程施工中應(yīng)用BIM 技術(shù)的國(guó)家是美國(guó)，這為其他國(guó)家應(yīng)用BIM技術(shù)提供了一定的經(jīng)驗(yàn)。隨后，BIM 技術(shù)已在不同國(guó)家廣泛使用，并取得了非常明顯的成果。BIM 技術(shù)在我國(guó)土木工程中的應(yīng)用還處于起步階段，在具體應(yīng)用中仍然存在很多不足。為此我國(guó)相關(guān)部門(mén)和工作人員要深入分析BIM 技術(shù)的應(yīng)用策略，充分發(fā)揮該技術(shù)在土木工程管理中的優(yōu)勢(shì)，從根本上提升土木工程管理質(zhì)量。

二、BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

（一）可視化特點(diǎn)

現(xiàn)階段，我國(guó)大部分土木工程在施工管理中會(huì)使用二維技術(shù)，這就需要工作人員在腦海中構(gòu)想整個(gè)工程的三維模型，這不僅會(huì)大大降低工程施工的準(zhǔn)確性和可靠性，而且會(huì)加大施工人員的工作壓力。而將BIM 技術(shù)有效應(yīng)用到土木工程管理中，可以建立三維的工程模型，然后將三維模型直觀地展示在施工人員面前，這充分顯示出了BIM技術(shù)可視化特征。這樣不僅可以讓施工人員提前了解到工程建設(shè)完工后的效果，而且可以強(qiáng)化施工人員間的密切聯(lián)系，有效提升土木工程施工效率。

（二）協(xié)調(diào)性特點(diǎn)

在土木工程建設(shè)后期會(huì)涉及到多個(gè)管理部門(mén)和施工企業(yè)，只有保證這幾個(gè)單位共同參與與合作，才能提升土木工程建設(shè)水平[2]。但是這些單位在合作中經(jīng)常會(huì)遇到各種問(wèn)題，這將大大增加協(xié)調(diào)工作的難度。而將BIM 技術(shù)有效應(yīng)用到土木工程管理工作中可以有效解決協(xié)調(diào)工作中遇到的問(wèn)題。BIM 技術(shù)具有十分明顯的協(xié)調(diào)性特征，該特征可以避免在土木工程管理和施工中出現(xiàn)由于溝通不通暢而導(dǎo)致的問(wèn)題。不僅可以提升各單位合作中的管理水平，而且將為土木工程整體建設(shè)效果的提升提供重要保障。

（三）模擬性特點(diǎn)

在土木工程建設(shè)中有效應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效模擬沒(méi)有建設(shè)完成的建筑。具體而言，在土木工程建設(shè)的設(shè)計(jì)階段，工作人員合理應(yīng)用BIM 技術(shù)可以有效模擬日照和節(jié)能工作等。除此之外，BIM 技術(shù)可以進(jìn)行4D、5D、6D的模擬。該技術(shù)模擬性的特征可以提升投標(biāo)和招標(biāo)工作質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)提高工程造價(jià)預(yù)估和成本控制的準(zhǔn)確性。

（四）可出圖特點(diǎn)

在土木工程建設(shè)中合理應(yīng)用BIM 技術(shù)后，施工人員可以快速地掌握和獲取施工方案與施工圖紙。如果相關(guān)工作人員改進(jìn)和優(yōu)化相關(guān)的施工技術(shù)、施工計(jì)劃，那么工作人員可以利用BIM 技術(shù)及時(shí)、高效的獲得改進(jìn)后的施工圖紙，這樣將從整體上提升土木工程施工質(zhì)量和效率。

三、BIM 技術(shù)在土木工程施工管理中的應(yīng)用

（一）利用BIM 技術(shù)開(kāi)展三維技術(shù)交底工作

在土木工程施工管理工作中，技術(shù)交底工作是必不可少的環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)直接影響到整體施工質(zhì)量和施工效率。在傳統(tǒng)的施工技術(shù)中，技術(shù)人員會(huì)口頭向施工人員交代，但是受到認(rèn)知水平、地方口音等因素的影響，施工人員經(jīng)常出現(xiàn)沒(méi)有完全理解和掌握施工要點(diǎn)的問(wèn)題，這不僅會(huì)大大影響施工質(zhì)量的提升，嚴(yán)重情況下將出現(xiàn)重大安全事故[3]。而使用BIM 技術(shù)開(kāi)展三維技術(shù)交底工作可以有效解決上述問(wèn)題，并在形象的立體圖形中全面的反映各項(xiàng)指標(biāo)，這可以極大提升交底工作有效性，為土木工程施工管理水平的提升提供重要保障。

（二）發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的問(wèn)題

在傳統(tǒng)的土木工程管理模式下，施工人員會(huì)利用二維圖紙來(lái)對(duì)比專(zhuān)業(yè)圖紙間存在的沖突，這種方法雖然對(duì)一些簡(jiǎn)單的結(jié)果起到十分明顯的效果，但是當(dāng)遇到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)時(shí)將很難發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的問(wèn)題和沖突[4]。例如在消防管道的平面圖紙會(huì)存在很多交叉的地方，這無(wú)法有效反應(yīng)其中存在的問(wèn)題。而合理利用BIM 技術(shù)則可以有效模擬施工現(xiàn)場(chǎng)，以實(shí)際施工情況為基礎(chǔ)將二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S圖紙，從而準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)其中包含的問(wèn)題，預(yù)先優(yōu)化施工方案，提升結(jié)構(gòu)布局的合理性與科學(xué)性，防止在具體施工中修改施工方案，避免出現(xiàn)返工問(wèn)題。合理使用BIM 技術(shù)不僅可以達(dá)到節(jié)省建筑能耗和建筑材料的目的，而且有利于從根本上提升工程經(jīng)濟(jì)效益。

（三）優(yōu)化施工管理

在土木工程施工管理水平提升中，BIM 技術(shù)做出了突出貢獻(xiàn)，其主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一方面，優(yōu)化了施工人員分配工作。BIM 技術(shù)通過(guò)技術(shù)模擬，可以提升施工流水作業(yè)規(guī)劃的合理性，科學(xué)分配每一個(gè)施工面的施工人員，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約人力資源的目標(biāo)。另一方面，可以簡(jiǎn)化不必要的施工流程。比如在樣板房施工中會(huì)涉及到安裝-拆除-安裝的流程，這將浪費(fèi)大量的人力資源[5]。而B(niǎo)IM 技術(shù)則簡(jiǎn)化了這一流程，實(shí)現(xiàn)了整體布局，預(yù)先模擬整個(gè)操作流程，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化施工和節(jié)約成本的目標(biāo)。

（四）模擬工程施工進(jìn)度

在施工組織設(shè)計(jì)中，以施工進(jìn)度為中心，合理安排施工進(jìn)度。在達(dá)到最佳資金消耗，人力和機(jī)械消耗的前提下，可以按照規(guī)定的施工進(jìn)度完成施工任務(wù)。而基于BIM 技術(shù)的土木工程施工可以利用多種先進(jìn)的軟件模擬施工進(jìn)度[6]。將BIM 模型與項(xiàng)目進(jìn)度文件有效關(guān)聯(lián)在一起，可以利用動(dòng)態(tài)化的方式將時(shí)間信息形象生動(dòng)的展示出來(lái)。同時(shí)合理應(yīng)用BIM 軟件可以有效關(guān)聯(lián)時(shí)間軸、進(jìn)度計(jì)劃、工作量，實(shí)現(xiàn)土木工程施工管理的智慧化和合理化。這樣不僅可以改變?cè)袝?shū)面描述方式，而且可以極大提升工作效率，保持施工進(jìn)度的明確性。

（五）實(shí)現(xiàn)綠色施工理念

綠色施工要求土木工程最大程度降低給環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響，有效節(jié)約資源。一方面，工作人員利用BIM 軟件可以統(tǒng)一整理各種施工方案，以實(shí)際施工情況為基礎(chǔ)選擇相適應(yīng)的施工方案，防止不科學(xué)的施工方式延誤施工進(jìn)度，出現(xiàn)材料冗余的現(xiàn)象。另一方面，BIM 技術(shù)可以模擬出真實(shí)的施工情境和各種突發(fā)事件，從而制定完善的施工緊急預(yù)案。

（六）造價(jià)管理

在土木工程施工中的造價(jià)管理工作在成本核算中發(fā)揮著積極作用。而在傳統(tǒng)的土木工程施工中，使用的成本核算方法存在較大缺陷，不僅會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，而且會(huì)大大降低成本核算的準(zhǔn)確性，會(huì)給土木工程施工質(zhì)量帶來(lái)諸多不利影響。而在成本核算中有效利用BIM 技術(shù)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型來(lái)降低計(jì)算量，有效節(jié)約計(jì)算時(shí)間，從根本上提升工作質(zhì)量和效率。出辭職額外，在具體施工管理中，可以將相關(guān)信息導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，使其變?yōu)橹苯釉L問(wèn)BIM 模型庫(kù)，以此順利開(kāi)展估算工作，并在此基礎(chǔ)上使其與實(shí)際的土木工程施工情況相符，制定出完善的成本估算工程流程圖，有針對(duì)性的估算土木工程施工各個(gè)環(huán)節(jié)，最終建立全新的成本估算流程。通過(guò)合理應(yīng)用BIM技術(shù)，不僅可以合理計(jì)劃土木工程施工整體資金流動(dòng)情況，提升資源利用質(zhì)量和效率，而且可以合理優(yōu)化施工方案，防止由于返工問(wèn)題的產(chǎn)生而影響施工進(jìn)度，給施工企業(yè)帶來(lái)較大的資金損失。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM 技術(shù)可以三維化顯示建筑物并有效地模擬施工過(guò)程，可以幫助施工人員更加熟悉施工內(nèi)容，并確保在施工過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。從而減少施工變更次數(shù)，降低施工費(fèi)用支出。在信息時(shí)代背景下，建筑行業(yè)要想長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，必須合理應(yīng)用BIM 技術(shù)來(lái)做好土木工程施工管理工作。