BIM技術在土建現(xiàn)場施工管理工作中的應用

文／李品艷 中煤第三建設（集團）有限責任公司 安徽宿州 234000

引言：

我國土建行業(yè)隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及城市化建設進程不斷加快迎來了新的發(fā)展機會。在現(xiàn)場施工管理中，應用BIM 技術十分必要，管理者可以更加直觀、準確、及時地完成現(xiàn)場管理，可以及時發(fā)現(xiàn)施工管理中的不足，進而采取調(diào)整辦法，降低出現(xiàn)質(zhì)量安全事故的概率。

1、BIM 技術的理論概述

建筑信息模型的英文縮寫為BIM，該技術使用特定的軟件組合建筑工程各個元件，最終建立一個完善的信息模型，換言之，BIM 技術就是利用信息數(shù)據(jù)庫建立建筑模型。作為現(xiàn)代信息技術，BIM 技術優(yōu)化改革了傳統(tǒng)的建筑工程設計方式，在建筑工程設計施工中，BIM 系統(tǒng)涵蓋了大量的數(shù)據(jù)信息資料，工作人員能夠利用該系統(tǒng)快速搜索到所需資料，可以滿足施工管理需求，保證順利地推進建筑給排水工程設計和施工管理等工作。建筑信息模型不僅僅單純地包含工程項目相關信息，還可以按照一定的規(guī)律、要求縷清各個信息之間的關系，做好關系模型的構建，并且隨著工程的發(fā)展不斷更新數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)動態(tài)化管控。

具體來講，在土建施工現(xiàn)場管理中應用BIM 技術具有如下重要作用：第一，實現(xiàn)二維圖紙、三維可視化立體模型的自由切換，保證設計人員工作便捷，可以及時發(fā)現(xiàn)設計方案中的不足，并且完善設計圖紙。第二，能夠專業(yè)化、系統(tǒng)化地處理各項數(shù)據(jù)和各個工種，在施工階段管理者利用信息模型能夠快速查找和調(diào)取所需數(shù)據(jù)信息，可以提高施工管理效率。第三，施工管理者可以直觀地查看施工過程，利用信息模型確認施工階段可能存在的不足，保證提前采取預防措施，降低施工階段出現(xiàn)質(zhì)量安全問題的概率。

2、BIM 技術的特點分析

2.1 可視化

設計人員和施工人員專業(yè)能力是決定傳統(tǒng)土建施工現(xiàn)場管理效果的主要因素，這就導致工程管理會從很大程度上受到人為因素的影響。各個設計人員和施工人員的綜合素質(zhì)良莠不齊，土建施工圖紙、施工過程可能會出現(xiàn)較大的檢查，最終對施工效果產(chǎn)生負面影響。有的土建工程施工中后期存在大量的返工問題，導致浪費了大量的資源和資金。此外，傳統(tǒng)的土建施工現(xiàn)場管理難以全面、直觀、準確地查看一些復雜的問題，這就暴露出了傳統(tǒng)二維圖紙的不足。

BIM 技術的應用可以有效解決上述問題。BIM 技術具有可視化的功能，可以構建三維立體模型，并且能夠導出二維圖紙。施工管理人員可以直觀地查看設計圖紙，更準確地和設計人員溝通，快速掌握設計人員的設計意圖，并且通過直觀查看施工過程明確施工階段可能遇到的問題，達到優(yōu)化圖紙、降低施工風險的效果。

2.2 協(xié)調(diào)一致性

土建工程施工現(xiàn)場管理中存在諸多復雜的內(nèi)容，需要多個工種共同完成施工作業(yè)，現(xiàn)場機械設備、人員、材料等內(nèi)容多，想要保證順利地落實土建施工作業(yè)，保證有條不紊地施工，就要充分做好設計方、施工方、投資方等多個部門、多個工種的溝通協(xié)調(diào)，只有全面配合協(xié)作，才能高效地完成各項施工活動。傳統(tǒng)的管理方式管理人員無法及時溝通，信息較為滯后且準確度不高，而BIM 技術的應用可以構建無障礙溝通交流平臺，更加緊密地聯(lián)系建筑隊伍，有助于達到全面溝通的效果，可以將工程數(shù)據(jù)及時分享給他人，可以對項目各個參建方信息進行高效轉換，確保信息交流的及時性和準確性，有助于協(xié)調(diào)土建施工現(xiàn)場管理工作。

3、BIM 技術的應用

3.1 施工過程管理

3.1.1 工程量統(tǒng)計分析

在土建工程管理中首先要構建BIM 模型，然后工程技術人員提取各個構件的信息，獲取物料信息，利用該模型可以直接導出需要的明細表。在BIM 模型中，施工管理人員能夠對鋼筋結構的三維模型進行細致地分析，進而明確施工階段的重難點，為現(xiàn)場作業(yè)提供很大的便捷，將整體施工效率大大提升，同時避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。BIM 技術可以模擬土建施工過程，通過模擬和仿真識別、預防、處理土建施工階段的各種問題。

3.1.2 結合現(xiàn)場實際管理施工

物料搬運是土建施工中必不可少的工作內(nèi)容，通常需要大型設備完成，有著較大的工作量。利用BIM 技術可以對各個環(huán)節(jié)的運輸、裝卸等作業(yè)進行精準地模擬，同時可以構建場地模型，全程模擬物料運輸過程，這種方式有助于管理者科學地落實物料運輸方案，更加合理地布置裝卸工作，科學選擇卸料位置，避免二次搬運浪費相關資料，保證更加合理地分配各種設備、材料，保證有效利用現(xiàn)場的各類資源。

BIM 技術一個非常顯著的優(yōu)勢就是可以協(xié)調(diào)現(xiàn)場各項作業(yè)，保證利用BIM 模型協(xié)同管理參與工程建設的主體和各個部門，保證各個管理人員都可以及時掌握土建施工現(xiàn)場的實際情況，還可以利用三維圖紙完成技術交底工作，將各個專業(yè)協(xié)調(diào)難度大的問題有效解決，保證按照進度計劃、施工組織方案開展一系列土建施工活動，避免前期審核管理不當引發(fā)工程變更、返工等不良問題。在確定了施工組織方案后，工作人員只需要將時間節(jié)點添加在BIM 模型中就能夠得到施工進度的思維模型，從而保證進度管理目標高效落實。可見，土建施工現(xiàn)場管理時，工作人員可以利用BIM 技術協(xié)調(diào)各項工作，模擬現(xiàn)場各項作業(yè)，保證有條不紊地落實各項施工活動，將施工沖突、矛盾有效避免。

3.1.3 場地布置

土建工程順利開展各項施工活動的前提和技術就是合理布置施工場地，場地布置情況直接影響著后期的質(zhì)量管理工作。在土建工程現(xiàn)場場地布置中該應用BIM 技術可以三維建模各個階段場地情況，通過直觀地查看布置情況合理調(diào)整布置方案，提高場地布置方案的合理性，同時能夠達到資源節(jié)約的效果。在利用BIM 技術布置施工現(xiàn)場時，要合理布置施工道路、物料堆放位置、機械設備、臨時水電等工作。工作人員可以試點動畫漫游對布局的合理性進行直觀地查看，對場地布置的時間節(jié)點等方面進行細致地檢查，提前確認是否存在問題，采取優(yōu)化調(diào)整辦法。在土建施工場地布置中應用BIM 技術可以將施工質(zhì)量安全顯著提高，便于后期施工作業(yè)，將返工問題減少，同時減少浪費。

3.1.4 碰撞檢測

傳統(tǒng)的二維設計圖紙難以有效協(xié)調(diào)水暖電、結構等各個專業(yè)之間的工作，難以在準備階段明確施工中是否存在沖突，這就導致在土建施工階段各個工種很容易發(fā)生矛盾，施工空間不足、管線碰撞等問題十分常見，導致不得不耗費大量的時間和精力返工處理。而BIM 技術有效地解決了上述問題。工作人員可以利用BIM 模型中的碰撞檢查功能檢查施工方案中各個項目配置是否合理，明確各項作業(yè)之間是否會產(chǎn)生沖突。BIM 系統(tǒng)會自動標記存在沖突的環(huán)節(jié)，工作人員采取優(yōu)化措施，降低施工階段的返工問題，并且做好技術方案的編制，將管線規(guī)格、型號等諸多細節(jié)標注清楚，保證了土建施工有條不紊地開展。

3.2 施工進度管理

工作人員要按照如下流程用BIM 技術編制進度管理方法：第一，構建三維立體模型，通過參數(shù)化建模保證各個部門能夠在同一平臺上共享數(shù)據(jù)信息。在三維模型中，要包含各個方面的信息內(nèi)容，比如土建施工流程、機械設備配置等。各個部門的工作者可以共同溝通、討論土建施工過程，采用數(shù)字化的管理方式實現(xiàn)橫縱向兩個維度的全面管理。第二，用計算機編制完成項目進度計劃的編制，并且在系統(tǒng)中準確地錄入各個節(jié)點參數(shù)，比如使用PROJECT 編制甘特圖，將資源、勞動力等條件加入到各個分部分項當中，將傳統(tǒng)進度編制工作量大且管理難度大的問題有效解決。同時，土建施工現(xiàn)場管理中可以利用BIM 系統(tǒng)導出的各種資源，繪制勞動力曲線，確保施工階段各項工作順利落實。第三，模擬施工過程。首先，將進度和成本因素加入到三維模型基礎當中，形成5D 模型，然后使用模擬軟件Navisworks、廣聯(lián)達BIM5D 等模擬施工進度、施工過程，并且通過碰撞檢查確認進度管理是否合理，從而優(yōu)化調(diào)整模型和進度計劃，減少施工階段土建工程現(xiàn)場管理的工作難度，降低出錯頻率。其次，在施工階段BIM 系統(tǒng)可以實時監(jiān)控實際施工進度和進度計劃的契合度，一旦發(fā)生進度延后可以及時發(fā)出提示，工作人員根據(jù)提示及時對施工進度計劃進行調(diào)整，適當加快施工進度，更新模型數(shù)據(jù)，再次模擬施工過程，保證順利地開展后續(xù)施工作業(yè)，確?？偣て谀軌虬凑蘸贤笸瓿?。第四，協(xié)同工作，信息共享伴隨工程進展，項目各參與方在以BIM 為基礎的平臺上實現(xiàn)協(xié)同工作，及時進行數(shù)據(jù)信息的傳遞和共享，一旦工程發(fā)生變更或索賠，通過GIS、紅外線掃描、監(jiān)控設施、移動IT 等將現(xiàn)場信息收集并傳至云端數(shù)據(jù)庫，更新原有5D 模型，相關參與方都可以在第一時間獲取有效信息，從而采取應對措施，避免由于信息傳遞不及時而出現(xiàn)的工程延誤。以廣聯(lián)達BIM5D 為例，軟件提供了模型視圖、流水視圖、施工模擬、合約視圖、物件跟蹤等多方向協(xié)同管理的可能性，通過三端一云，即移動端、Web 端、PC 端、BIM 云，可實現(xiàn)技術部、商務部、質(zhì)量部、安全部、生產(chǎn)部等多部門多崗位協(xié)同辦公。

3.3 施工安全管理

3.3.1 設置施工安全指標

施工安全指標可以有效指導土建工程施工現(xiàn)場安全管理工作，有助于提高施工現(xiàn)場安全管理水平，為此，施工單位要在土建施工前將安全指標明確，確保安全地完成土建施工。在土建工程安全管理中應用BIM 系統(tǒng)可以將安全指標輸入到系統(tǒng)當中，做好建筑模型的構建，保證管理者可以根據(jù)實際情況及時修復和調(diào)整管理方法，將土建施工中的風險問題有效降低，保證土建工程單位順利地開展各項施工作業(yè)。

3.3.2 識別風險因素

復雜性是土建工程施工現(xiàn)場最為顯著的特點，施工中安全風險因素較多，只有管理者準確地識別和控制這些安全風險才能保證土建工程以及施工人員的安全。在施工安全管理中利用BIM 模型可以對施工中存在的風險因素進行識別，在確定風險因素后可以提前采取調(diào)整和預防措施，合理調(diào)動施工人員、物資、機械設備等，將危險因素及時排除。針對一些突發(fā)的風險，可以根據(jù)實際情況和應急預案采取預防和處理辦法，避免突發(fā)事件引發(fā)大范圍的嚴重事故。

3.3.3 加強安全檢查

將BIM 技術應用于土建工程施工安全管理中可以進行安全檢查，通過專業(yè)碰撞檢查優(yōu)化各個施工環(huán)節(jié)，不但可以保證施工安全，還有助于控制施工時間。BIM 技術有著較強的收集和分析數(shù)據(jù)信息的能力，通過安全檢查可以高效識別土建工程施工現(xiàn)場安全風險，達到施工計劃方案進一步改善優(yōu)化的效果。

3.3.4 制定應急預案

在土建施工安全管理中可以利用BIM 技術從數(shù)據(jù)層、模型層和應用層進行施工現(xiàn)場分析，其中數(shù)據(jù)層主要是分類處理土建工程施工現(xiàn)場的各類危險源，做好識別信息庫的構建。模型層主要在實際施工階段檢查施工過程中的安全情況，通過動態(tài)模擬明確是否會出現(xiàn)施工安全。保證有效審閱項目信息。應用層主要是完善優(yōu)化土建工程現(xiàn)場管理安全計劃，通過安全培訓以及動態(tài)模擬的方式將發(fā)生安全事故的風險顯著降低。如果土建施工中遇到一些僅僅更換設備、人員緊急疏散等突發(fā)實踐，可以利用BIM 模型第一時間確定突發(fā)事件處理辦法，達到風險危險的及時控制，將風險引發(fā)的后果大大降低。

3.3.5 及時更新信息庫數(shù)據(jù)

土建工程現(xiàn)場施工管理有著較為繁瑣的內(nèi)容，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息也較多，雖然利用信息化技術可以高效地管理施工數(shù)據(jù)，可以將施工效率提高，但是傳統(tǒng)的管理方式仍然難以科學地、系統(tǒng)化地整合各項數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)信息存在滯后性。工作人員使用BIM 技術可以實時上傳施工現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)，可以隨時直觀地查看各項數(shù)據(jù)的變化，保證及時準確地掌握現(xiàn)場各項信息，同時市場動態(tài)也可以反映在系統(tǒng)中，這大大提高了管理工作效率。

3.4 工程造價管理

3.4.1 在設計環(huán)節(jié)上的應用

在建筑工程造價管理中應用BIM 技術可以利用信息模型更加準確地分析每個環(huán)節(jié)的要點，能夠保證成本造價控制數(shù)據(jù)更加準確可靠。在設計階段，需要設計人員和其他人員加強溝通，深入了解工程項目的實際情況，利用BIM 建筑結構模型進行整個項目的模擬，直觀地呈現(xiàn)設計方案，同時還可以利用碰撞檢查功能對各個工種之間是否存在沖突進行檢查，一旦出現(xiàn)施工矛盾，可以在設計階段通過調(diào)整設計方案避免。通過優(yōu)化設計方案，可以保證各個專業(yè)人員在同一水平面作業(yè)中協(xié)調(diào)合作。傳統(tǒng)的建筑工程設計方案還可能難以均勻地分配各項資源，而BIM 建筑模型中，造價管理人員通過碰撞試驗能夠審核圖紙中的內(nèi)容，及時深化圖紙，保證更加準確地預測每個施工步驟，合理安排各個環(huán)節(jié)各項資源，將返工時間有效避免，實現(xiàn)資源利用率的提升，進而達到造價控制的效果。

3.4.2 施工環(huán)節(jié)的應用

利用BIM 技術構建的立體模型可以直觀地查看施工過程，能夠保證管理者明確每個施工環(huán)節(jié)的建筑材料、設備、人員等方面的情況，確保合理地完成各個細節(jié)的管理。在BIM 系統(tǒng)中，采購人員可以按照采購計劃、工程建設標準及時采購相關材料、購買或者租賃設備。同時，管理者可以根據(jù)季度計劃詳細地布置各個環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容，全面清晰地查看布置結果，并且不但調(diào)整優(yōu)化，最終確保管理目標高效、科學地落實。在具體施工環(huán)節(jié)，工程項目有著十分復雜的施工過程，需要眾多的部門和人員參與其中，傳統(tǒng)人工傳遞資料的方式難以滿足現(xiàn)代管理的需求，而BIM 系統(tǒng)中工作人員只需要及時錄入相關數(shù)據(jù)，其他部門就能快速地獲取相關信息，這在計劃變更、索賠等工作中都發(fā)揮了至關重要的價值。利用BIM 技術還可以高效地計算各項費用，避免漏項、重算等問題出現(xiàn)。

3.4.3 在竣工階段的應用

土建工程竣工階段造價管理需要造價人員第一時間收集相關資料信息，明確各項工作是否順利完工。在結算階段，涉及到多方的利益，比如發(fā)包方、承包方、業(yè)主等，傳統(tǒng)的結算方式需要造價管理人員查閱大量的資料，有著十分復雜的過程，結算效率不高，需要較長的結算周期，工作任務較大。在竣工結算階段應用BIM 技術可以保證造價管理人員對工程架構進行細致地查看，利用系統(tǒng)快速獲取結算所需各項信息，高效地完成結算工作。此外，BIM 技術的“三維布爾計算”方式在竣工審核中可以以立體模型修正需要修訂的內(nèi)容，然后核算具體數(shù)據(jù)。比如之前柱子的規(guī)格為500×500mm，利用BIM 模型可以直接將其修正為600×600mm 此時系統(tǒng)會直接顯著修訂后的結果，避免工作人員再次計算，節(jié)省了造價管理人員的工作量。此外，BIM 系統(tǒng)還能夠利用通用格式系統(tǒng)導進完工圖，系統(tǒng)可以對相關信息的進行比對，智能化生成比對結果。這項功能可以提高竣工結算的效率，保證管理者盡快確定存在偏差的內(nèi)容，并且利用BIM 技術的云端技術獲取一些最細的標準，根據(jù)市場信息做好人工費等方面的調(diào)整，保證高效地落實整個竣工結算工作。

結語：

總而言之，土建工程作為建筑工程重要的施工環(huán)節(jié)，現(xiàn)場管理涉及到諸多的內(nèi)容，傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代大規(guī)模土建工程施工管理要求，而BIM 這一先進信息技術的應用可以協(xié)調(diào)處理各項工作，保證各個部門、工作人員共同配合，提高了施工效率，同時還有助于保證施工質(zhì)量安全、節(jié)約成本。在具體應用BIM 技術時，管理者可以在諸多方面發(fā)揮該技術的價值，比如進度管理、安全管理、造價管理等。當前BIM 技術應用中仍然存在一些不足，需要工作人員進一步加強創(chuàng)新優(yōu)化，提高該技術應用水平，切實優(yōu)化土建施工質(zhì)量安全。