BIM 技術在土木工程管理中的應用

劉誼

（渦陽縣大建設促進服務中心，安徽亳州 233600）

0 引言

在信息飛速發(fā)展的時代，BIM 技術在土木工程行業(yè)應用已經十分廣泛，對土木工程行業(yè)而言，BIM 技術的使用不僅是科技進步的體現(xiàn)，還是是土木行業(yè)一個重大變革。它通過計算機等技術提供相關的數(shù)據(jù)資料，給施工管理者提供了方便，從而大大提高了施工的效率并提高了施工的質量，這對整個施工過程有著積極的影響。實踐證明，此技術在應用中有著良好的作用。這不僅能夠減少延誤工期而帶來的風險，還能使工程質量得到保證，使得土木工程施工得到了整體的優(yōu)化與改善。

1 BIM 技術概述

BIM 技術借助計算機技術進行相應的設計，并根據(jù)已有的建筑信息建造一個多維模擬的建筑。BIM 技術成功出現(xiàn)，將傳統(tǒng)的二維建筑轉化為了三維數(shù)字建筑模型，從而通過動畫的形式展現(xiàn)整個基礎工程的施工過程。對土木工程而言，從前期的設計到施工過程中再到最后的運營都離不開BIM 技術。施工人員在建筑之前通過建筑BIM 技術進行施工的模擬分析，最后選出適合施工的最佳方案。BIM 技術最早在一些發(fā)達國家得到普及并且有許多國家專門針對BIM 技術做過相應的研究，隨著改革開放，經濟的不斷發(fā)展，BIM 技術也逐漸在我國建筑業(yè)中得到了應用。目前來看，BIM 在我國主要用于相對復雜類型的建筑。此技術也會減少施工過程中的錯誤，可以減少施工的工程成本，增加施工的速度，提高施工的效率。

2 BIM 技術的應用現(xiàn)狀

美國通過科技革命，使美國的信息技術發(fā)展的非常迅猛，而BIM 技術依托于信息技術發(fā)展，所以美國是最早將BIM 技術應用到土木工程施工當中的國家，美國BIM 技術的使用也讓許多國家看到了BIM 技術的優(yōu)點。在很長一段時間的發(fā)展后，BIM 技術越來越成熟，應用范圍也越來越廣泛，越來越多的國家借鑒美國的經驗，將BIM 技術應用到土木工程施工當中，取得了良好的效果。我國還需要不斷完善科技水平，對BIM 技術進行更深入的研究與了解，使BIM 技術發(fā)揮出最大的優(yōu)勢，更好的服務土木工程行業(yè)，從而提高建筑行業(yè)的質量水平。

3 BIM 技術的優(yōu)勢

在土木工程施工管理當中，技術應用主要有以下3個優(yōu)勢。

3.1 聯(lián)系信息

BIM 技術可以將相關施工信息串聯(lián)起來，BIM 技術作為一個三維數(shù)據(jù)模型，可以利用三維立體集合構建以及在保持一定的可靠性的前提下，將所有的施工信息得到整合管理，其中包括施工前所要做的相應計算，所需要購買材料的名單，施工管理者以及施工人員信息，還有施工所需成本，人力成本和所需時間等方面的信息。BIM 技術可以將這些信息整理好，大大減少了施工管理人員的任務，在施工時可以做到客房人員的統(tǒng)一協(xié)調，更有利于施工單位進行施工。

3.2 演示模型

模型設計圖紙是整個施工基礎，相關人員需要按照圖紙來進行相應的施工，而BIM 技術可以提供相應的設計圖紙，通過BIM 技術，可以在可視化的基礎上對建筑施工圖進行協(xié)調和優(yōu)化并且能根據(jù)相關信息制作相應的模型，將其中每一個細節(jié)都可以細致地展現(xiàn)出來，做到清楚明了[1]。

3.3 精準識別

BIM 技術擁有對信息識別的功能，它可以根據(jù)構建的相關模型對施工的內容進行精準的識別，然后由系統(tǒng)對相關模型進行統(tǒng)計分析，并對更新的信息完成構建，最后形成模型，在建筑施工的過程當中，科學合理的運用BIM 技術，對整體施工的質量進行把控。

4 BIM 技術的應用特點

4.1 可視化

建筑工程是一項完整性，系統(tǒng)性的工程，其中所涉及的內容豐富，繁雜。在以前的施工當中，施工人員只能通過圖紙來施工，由于建筑過于龐大，導致施工人員無法知道施工是否科學合理，有一定的局限性。而通過BIM 技術設計可視化模型，對施工進行模擬，方便施工人員施工。工程師可以通過可視化建筑模型，來直觀立體的看出三維的設計圖形，對施工存在的潛在問題進行相應的分析，減少了施工的失誤率。

4.2 協(xié)同化

在我國，土木工程施工全過程相關的設計、施工、建設和管理工作之間所屬的范圍不同，由于信息傳遞之間存在時間差，使相關管理工作開展困難，技術之間不能溝通，這就會導致工程造成延誤，也確保不了工程質量。而BIM 技術能夠利用計算機進行數(shù)據(jù)的整合，使各個施工部門相協(xié)調，通過數(shù)據(jù)完成圖紙的傳輸，技術的交流等，在這期間，即使某個環(huán)節(jié)存在問題，也能夠及時的被發(fā)現(xiàn)，從而及時地傳遞給相關人員進行協(xié)調解決，便于整體工作的順利開展。

4.3 技術的模擬性

建筑施工工程很難在頭腦中直接形成思維而工作。所以BIM 技術能夠將建筑的信息通過一定的數(shù)據(jù)模擬出施工的各個環(huán)節(jié)，將一個立體的，更有空間感的模型呈現(xiàn)給工作人員，通過數(shù)據(jù)以及模型，從而可以預先的判斷施工是否存在問題，相對于傳統(tǒng)的土木工程施工，技術人員通過圖紙找到了，最優(yōu)的施工方案也無法提前知道設計的效果，因而沒有辦法避免施工后期所存在的問題，這樣不僅加大了時間，人力的投入，還對整個施工進程造成了影響。而BIM 技術可通過全面模擬建立出三維立體的模型，以展現(xiàn)所有可能發(fā)生的施工情況。

5 BIM 技術在有關土木工程施工管理方面的應用

5.1 三維技術交底

對于土木工程來說，技術交底的相關工作是非常重要的一環(huán)，其對土木施工的實際效率以及整體質量都具有很大的影響。傳統(tǒng)的土木工程施工過程中，技術人員往往都是口頭上與相關施工人員進行交底，由于可能存在認知水準、地方口音或者是其他一些因素的影響，可能導致相關施工人員不能完全領會施工中的諸多重點、要點，進而對整體的施工效率以及質量都產生極大的影響，更有甚者還會導致安全事故的出現(xiàn)。假如通過BIM 技術來實現(xiàn)三維技術交底，那么就能夠有效的解決這個問題。利用BIM 技術可以將相關的各項指標直接以形象立體的三維圖形進行展示，非常直觀，便于相關施工人員進行理解，從而確保交底工作高效、順利進行[2]。

5.2 進行碰撞檢查

傳統(tǒng)土木工程往往都是利用二維圖紙來對一些專業(yè)圖紙之間具有的沖突矛盾進行對比分析，如果是針對一些比較簡單的構造，可以起到非常好的效果，一旦某些結構非常復雜、信息密集的圖紙，將難以發(fā)現(xiàn)其中存在的沖突問題。以消防管道為例，當將其構造展現(xiàn)在平面圖紙上的時候，通常會出現(xiàn)一些交叉在一起的情況，無法直觀的了解到這些部位的實際情況。因此，我們可以通過BIM 技術來對實況空間進行模擬，結合具體的環(huán)境信息將二維圖紙拉伸成為三維動畫，進而更加直觀地找到其中存在的一些問題和矛盾點。對相關的結構布局以及施工方案進行合理的優(yōu)化。科學合理的使用這項技術，能夠使工程的整體經濟效益得到明顯提高。

5.3 對施工管理進行優(yōu)化

在施工管理過程中應用BIM 技術也具有良好的效果。其優(yōu)勢有兩點：①施工人員的具體分配，利用技術模擬，可以對施工的整體流水作業(yè)進行觀察與分析，進而發(fā)現(xiàn)資源浪費或是安排欠缺的地方，從而進行科學合理的優(yōu)化，調整人員分配方案，實現(xiàn)最優(yōu)的作業(yè)安排，確保人力資源得到合理有效的利用。②對施工步驟進行簡化，例如在樣板層或者是樣板房方面的施工建設時，利用BIM 技術對安裝拆卸的過程進行簡化，縱觀整體之后進行更優(yōu)的布局，并將優(yōu)化后的布局進行模擬操作，對照前后的差異及優(yōu)化效果，從而達到節(jié)約成本和優(yōu)化施工的目的。

5.4 施工進度模擬

施工進度計劃是整個施工組織設計當中的核心與重點，對進度計劃進行科學合理的安排，才能確保在資金、材料、人力以及機械等方面的消耗為最優(yōu)的前提下，在規(guī)定工期以內結束相關的工程施工任務。將項目進度的相關文件與BIM 模型互相關聯(lián)起來，同時將相關的時間信息添加到BIM 模型當中，從而為眾人呈現(xiàn)一個形象生動的、動態(tài)可視化的三維立體圖形。依照實際的工作量、人力資源以及時間進度等確定具體的勞作量，以保證高效化、合理化的施工。以生動的立體模型來替代傳統(tǒng)文字書面上的信息展示，使整體的工程進度及工程施工狀態(tài)一目了然，大大的提升了工作效率。利用BIM 技術來模擬出相關土木工程施工的實際進度情況，構建了一個信息集成化與協(xié)同化的中心控制平臺，提高了各單位之間的溝通效率，避免了信息傳遞滯后與丟失的情況[3]。

5.5 實現(xiàn)綠色施工

綠色施工所具有的特點就是需要工程能夠以較高的資源利用效率進行施工，降低對周圍環(huán)境產生的不良影響。對于傳統(tǒng)方面的施工方式來說，或多或少的都會出現(xiàn)環(huán)境污染以及資源浪費的情況，同時還有很多施工方在實際的施工過程中都是憑借著自己的施工經驗進行施工，對于這種施工方式來說，顯然無法達到綠色環(huán)保的相關標準。怎樣利用BIM 技術進行綠色施工是有關土木工程方面急需得到妥善解決的重點問題：首先，通過BIM 技術可以將諸多施工方案進行整理及統(tǒng)一管理，從而進行各方案之間的比對分析，依照具體的情況來分析出最適合當下采用的一種施工方案，以此進行施工指導，最大限度的避免因為施工方式不當致使材料浪費、工期延誤等相關事件的出現(xiàn)。

6 促進BIM 在土木工程管理中的應用策略

6.1 加強對BIM 技術的研發(fā)

科學技術的進步只能不斷滿足社會的發(fā)展需求而不至于被淘汰，對于BIM 技術來說也是這樣，該技術的提升不但能夠促進國家路面施工技術水平的提升，還能夠提升整個國家的建筑施工的能力，為了重視該技術的發(fā)展，一方面需要專門的研究人員持續(xù)對技術進行研究提升，另一方面也必須注重對施工技術人員的培養(yǎng)工作，讓建筑設計施工技術研究人員更加的專業(yè)化，建筑設計公司可以和工程技術研究機構進行長期合作，對于BIM 技術也可以直接投入實際使用。作為建筑施工隊伍，國家需要定期對施工人員進行知識的訓練和引導，從而使得施工人員的施工技術水平和生產能力提高，以滿足國家高速公路施工的技術需求。除此之外，研究技術人員也要經過實踐考核來一步步增強研發(fā)科技的實用性，只有在經過實踐的道路施工現(xiàn)場才能夠找到技術問題的解決方案，而這些方式遠比單純在實驗室研究技術要高效得多[4]。

6.2 完善土木工程施工的相應過程

模擬施工技術的不斷進步能夠實現(xiàn)建筑工程建設的高精確性。在模擬施工中及時發(fā)現(xiàn)各種技術問題，并提出處理對策，利用工程資料建模技術能夠對建筑過程中的方案設計加以持續(xù)的優(yōu)化，BIM 施工技術也能夠在對建筑設計過程中的資料加以數(shù)據(jù)分析的基礎上推動該科學技術的創(chuàng)新發(fā)展，在實踐應用過程中，如果發(fā)現(xiàn)工程技術存在的不足和漏洞，還可以通過工程技術的進一步完善加以補救。因此，BIM 施工技術只有在持續(xù)的技術創(chuàng)新中才能夠滿足經濟社會發(fā)展的現(xiàn)實需求。如今的社會已經是個信息社會，土木工程者也應積極促進建筑等施工技術的信息化發(fā)展，同時對于信息技術的應用也可以化抽象為更加具體，對在建筑施工過程中的問題也可以以大數(shù)據(jù)分析形式呈現(xiàn)，從而防止因人為信息的錯誤傳輸而導致溝通不暢，或者信息溝通中出錯，用信息技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析比用人為的數(shù)據(jù)分析有效性更高，信息錯失概率也更少，所以要透過不斷完善信息和數(shù)據(jù)分析技能，使工程施工的信息化程度更高[5]。

6.3 推動施工技術的創(chuàng)新

BIM 技術全名為施工過程信息管理建模技術，最初是使用于基礎建設領域的，但近幾年來才逐步運用于土木施工中，由于施工中必須面臨著復雜多變的地質條件而且對技術水平需求較高，所以BIM 技術并不能停步不前，還需要根據(jù)結合的施工特點，進一步優(yōu)化其設計，以達到其智能化和自動化，同時身為工程技術研究人才也必須越來越嚴苛地規(guī)定自身，并持續(xù)地對自身設計進行新的技術挑戰(zhàn)，施工者要創(chuàng)新協(xié)調建筑施工的管理模式，以保持各施工環(huán)節(jié)間的相互聯(lián)系。

7 結語

綜上，利用BIM 技術，相關的工作人員可以迅速地找到設計上存在的不足，從而進行優(yōu)化設計，既可節(jié)約工期，也可以節(jié)約成本。在土木工程建設方面，通過BIM 技術可以實現(xiàn)各個施工環(huán)節(jié)的信息共享，解決傳統(tǒng)的信息傳遞困難的問題，隨著技術的快速發(fā)展和應用，這種技術可以極大提高施工效率，促進土木工程施工技術的快速發(fā)展。