BIM 技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用分析

李淑敏

伴隨社會主義市場經(jīng)濟快速發(fā)展，數(shù)字化、信息化成為土木工程施工的重要特征。在此時代背景下，BIM 技術(shù)成為土木工程施工中必不可少的技術(shù)類型。從客觀上來看，該技術(shù)的應(yīng)用不但解決了傳統(tǒng)施工中可視化不足的問題，同時也提升了量化管理的可行性，滿足了技術(shù)操作與施工高標(biāo)準(zhǔn)的管理要求。為了進(jìn)一步分析土木工程施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用策略，現(xiàn)就技術(shù)特征與發(fā)展情況分析如下。

1.BIM 技術(shù)概述

1.1 技術(shù)特征

BIM 技術(shù)是一種基于數(shù)字化、信息化發(fā)展而來的量化管理、可視化管理技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用很好地解決了二維平面內(nèi)一些信息展示難度較高的問題，通過三維立體展示的方式來提升工程設(shè)計的針對性與可行性。該技術(shù)最早出現(xiàn)于20 世紀(jì)70年代，伴隨著多年技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新，目前BIM 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑工程與項目管理的各個方面，從前期準(zhǔn)備、后期施工再到竣工環(huán)節(jié)都有所涉及，實現(xiàn)了全過程的可靠性管理。因為管理模式改變了土木工程施工管理的現(xiàn)狀，實現(xiàn)了信息資源的綜合應(yīng)用，所以也滿足了項目管理的整體需求[1]。

1.2 國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM 技術(shù)起源于西方國家，一開始就被應(yīng)用于施工工程項目建設(shè)當(dāng)中。伴隨著技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，開始應(yīng)用于工程模型設(shè)計、決策、項目預(yù)算管理等方面，對于后期的竣工驗收也具有一定的指導(dǎo)意義。根據(jù)技術(shù)落實的過程不難發(fā)現(xiàn)，整個建設(shè)項目的各個環(huán)節(jié)都具有不同的操作側(cè)重點，而方案是否合理、是否能夠根據(jù)方案落實成為項目成敗的關(guān)鍵。伴隨應(yīng)用與推廣，BIM 技術(shù)的優(yōu)勢很好地適應(yīng)了建筑工程項目管理的整體需求，不但可以優(yōu)化工程造價與成本控制環(huán)節(jié)，也能夠解決工程團隊設(shè)計階段的費用管理與成本核算，進(jìn)而達(dá)到效益管理與精細(xì)化管理的結(jié)合[2]。

國外研究者針對BIM 技術(shù)進(jìn)行研究時，集成了射頻識別與傳統(tǒng)BIM 技術(shù)，實施了整體技術(shù)創(chuàng)新，不但獲得了新的組織架構(gòu)技術(shù)流程，同樣也進(jìn)一步優(yōu)化了其易用性，對于人員的操作能力與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求都有所下降。除此之外，技術(shù)體系的構(gòu)建能夠很好地適應(yīng)相關(guān)利益群體，滿足了各參建方流暢交流的要求，促進(jìn)工程單位與甲方業(yè)主的交流，滿足代表人員實際信息交互，進(jìn)而有效提升信息交互的效率[3]。

相比于國外的技術(shù)類型而言，國內(nèi)的BIM 技術(shù)發(fā)展時間較短、基礎(chǔ)研究相對薄弱，所以在技術(shù)應(yīng)用時也會暴露出一些問題。盡管如此，BIM 技術(shù)的優(yōu)勢與應(yīng)用價值已經(jīng)得到了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的認(rèn)可與接受，無論是從技術(shù)層面還是從政策層面上來看，國家都在大力支持BIM 技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，無論是設(shè)計、建設(shè)還是施工方都離不開BIM 技術(shù)的應(yīng)用。國內(nèi)一些學(xué)者認(rèn)識到BIM 技術(shù)的價值，開始著手于可視化、直觀性與協(xié)調(diào)性的要求，從而滿足BIM 技術(shù)的可視化分析需要，確保可協(xié)調(diào)性內(nèi)容的安排，進(jìn)而發(fā)揮出施工質(zhì)量管理的要求，滿足投資管理進(jìn)度需要，確保工程管理的整體效果。

2.BIM 技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于土木工程施工中，主要體現(xiàn)以下兩個方面的應(yīng)用。

2.1 模型建設(shè)

隨著時代的發(fā)展，土木工程施工項目的復(fù)雜度持續(xù)增加，較高的復(fù)雜度對于BIM 技術(shù)的依賴性也會相應(yīng)地提升。進(jìn)一步強化BIM 技術(shù)在模型三維幾何方面的應(yīng)用，能夠借助于BIM 技術(shù)來實現(xiàn)土木工程施工方案的設(shè)計、規(guī)劃，滿足模擬操作的要求。通過直觀化的模型可以及時發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的各個問題，并且嘗試從工藝、成本以及管理等多個角度來落實相關(guān)問題，這對于改善管理現(xiàn)狀具有重要的意義與價值。使用BIM 技術(shù)來解決施工模型建筑問題，可以借助于最早期的Revit 軟件平臺，在BIM 技術(shù)的內(nèi)容方面則可以借助于自動化的模式來解決內(nèi)部構(gòu)造問題。整體來看，大多數(shù)的工作需要結(jié)合數(shù)量與標(biāo)準(zhǔn)化的模式來進(jìn)行處理，該流程控制技術(shù)能夠很好地解決土木工程施工中的不規(guī)則模擬問題，這些都突出了BIM技術(shù)的優(yōu)勢。除此之外，土木工程施工過程中還會需要面對標(biāo)高處理與安裝管理的問題，工程人員可以通過BIM 軟件來構(gòu)建三維模型，通過模板尺寸比例來進(jìn)行標(biāo)高設(shè)計，一方面能夠解決工程建設(shè)中內(nèi)部螺栓支撐點選擇問題，另一方面在客觀上改善了穩(wěn)定性[4]。

2.2 虛擬施工

從目前土木工程施工的現(xiàn)狀來看，技術(shù)成熟度提升、施工項目復(fù)雜度越來越高，必須借助于BIM 技術(shù)來確保模擬施工的效果。實施施工模擬，不但需要對施工內(nèi)容進(jìn)行模擬，更需要對施工流程與重難點進(jìn)行模擬，從而進(jìn)一步解決后期施工時出現(xiàn)的風(fēng)險與問題。其中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以幫助土木工程施工滿足基本的虛擬操控與分析模擬技術(shù)，該技術(shù)可以通過設(shè)置具體的時間參數(shù)來對整個施工過程進(jìn)行模擬。在模擬過程中，包括進(jìn)度控制人員、設(shè)計人員與管理人員都需要積極參與其中，施工方則需要參與到技術(shù)改造與施工過程整理當(dāng)中，提升土木工程施工的整體效果。目前，虛擬施工技術(shù)已經(jīng)從過去3D 技術(shù)逐步發(fā)展為4D 技術(shù)，目前一些地區(qū)更是推出了5D 模型技術(shù)，實現(xiàn)了更為細(xì)致的精準(zhǔn)模擬，這對于土木工程施工而言具有重要的意義。

3.BIM 技術(shù)在土木工程施工中應(yīng)用的優(yōu)化策略

土木工程施工中應(yīng)用BIM 技術(shù)，需要做好以下方面的工作。

3.1 施工安全管理優(yōu)化

根據(jù)土木工程施工的客觀需求，應(yīng)用BIM 技術(shù)時要確保其在安全管理中的應(yīng)用效果。根據(jù)上述分析我們不難發(fā)現(xiàn)，土木工程施工項目具有復(fù)雜度高、交叉施工類型繁多等問題，所以整個施工過程對于人員的技術(shù)水平與安全意識都具有一定的要求。在技術(shù)操作難度較高的情況下，所有人員的技術(shù)水平與操作能力都面臨著一定的挑戰(zhàn)。土木工程施工過程中還需要做好安全防護工作，如果落實不到位則很容易出現(xiàn)問題，從而給施工人員與管理各項工作帶來隱患。在BIM 技術(shù)應(yīng)用過程中，需要盡可能地解決可視化的問題，這樣才能夠確保設(shè)計交底，滿足施工過程中安全質(zhì)量控制要求。在結(jié)構(gòu)化施工操作時，需要根據(jù)正式的操作流程來進(jìn)行改善，后臺操作人員根據(jù)可視化系統(tǒng)的內(nèi)容來對報警信息進(jìn)行處理，如果不及時進(jìn)行處理，就有可能出現(xiàn)局部斷裂的風(fēng)險。BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以為預(yù)警系統(tǒng)提供充分的信息技術(shù)支持與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)支持，滿足信息核查與分析的要求，及時發(fā)現(xiàn)隱患并協(xié)助解除。由此可見，土木工程施工中安全管理優(yōu)化離不開BIM技術(shù)的應(yīng)用與支持，通過BIM 技術(shù)核驗分析后達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)行執(zhí)行，即可滿足后期驗收的要求。

3.2 施工質(zhì)量管控

土木工程施工質(zhì)量控制是行業(yè)賴以發(fā)展的基本條件。在項目推進(jìn)過程中，除了需要加強質(zhì)量管理理念的普及，也需要在管理工作中貫徹全新的管理技術(shù)與發(fā)展模式，提升建設(shè)質(zhì)量與目標(biāo)水平。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用BIM 技術(shù)，能夠滿足建設(shè)質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展的需要，極大改善工程建設(shè)水平。MIB技術(shù)應(yīng)用于質(zhì)量管理領(lǐng)域，既可以滿足系統(tǒng)化信息化的建設(shè)要求，也可以通過虛擬操作施工過程模擬的方式對設(shè)計的各個細(xì)節(jié)進(jìn)行展示，從而實現(xiàn)技術(shù)交底。材料的應(yīng)用應(yīng)該滿足科學(xué)、合理的要求，持續(xù)完善過程監(jiān)測的需要，根據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)化的要求來開展科學(xué)管理活動[5]。另外，提升整體質(zhì)量監(jiān)管水平，也離不開BIM 技術(shù)在線監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并協(xié)助解決各種問題，對于故障與建設(shè)缺陷能夠第一時間預(yù)警并定位，為處理質(zhì)量缺陷創(chuàng)造了良好的條件。

3.3 施工成本管理

成本管理也是土木工程施工項目管理不可或缺的組成部分之一。目前大多數(shù)企業(yè)實施成本管理都開始嘗試使用BIM技術(shù)，但是實際應(yīng)用的效果卻并不理想。BIM 技術(shù)在成本管理中的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢，其能夠通過3D、4D 建模以及施工過程模擬的方式來對整個施工進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，協(xié)助管理者及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，從而降低施工過程中出現(xiàn)的各種違約風(fēng)險與質(zhì)量問題風(fēng)險，在根本上保障企業(yè)的整體效益。除此之外，成本管理人員也可以借助多種信息錄入對比的方式來實施集中管理，由于BIM 技術(shù)可以實現(xiàn)后臺操作與信息對比，降低了工作人員的核對信息工作負(fù)擔(dān)與工作壓力，同樣也實現(xiàn)了及時地信息反饋，從而取得了良好的管理時效性。

4.總結(jié)

綜上所述，土木工程施工中應(yīng)用BIM 技術(shù)，不但可以改善施工現(xiàn)狀，提升施工質(zhì)量水平，同時也有助于優(yōu)化管理流程，提升模型建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，確保虛擬化操作質(zhì)量。在深入成本管理、安全管理與質(zhì)量控制管理后，能夠借助可視化分析模式來解決整體施工管理問題，確保建設(shè)需要，從而獲得良好的經(jīng)濟效益與社會效益，推動行業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展。