淺析砌體施工過(guò)程中BIM技術(shù)應(yīng)用的實(shí)證研究

【摘要】

通過(guò)BIM技術(shù)在砌體結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用，以模型集成的方式，便于砌體工程的深化及現(xiàn)場(chǎng)施工；以信息化的管理，保證工程質(zhì)量、施工進(jìn)度及減少材料浪費(fèi)。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)； 砌體施工; 展望

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU754.1【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

［定稿日期］2024-07-20

［作者簡(jiǎn)介］趙文冰（1994—），男，本科，助理工程師，從事房建基礎(chǔ)處理及主體工程施工及技術(shù)管理工作；

嚴(yán)嘉耕（1994—），男，本科，工程師，從事房建基礎(chǔ)處理及主體工程施工及技術(shù)管理工作；

王東（1995—），男，本科，助理工程師，從事房屋工程建筑安全管理工作。

0 引言

隨著建筑信息模型（BIM）技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，其在建筑施工過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。特別是在砌體施工過(guò)程中，BIM技術(shù)可以提供更準(zhǔn)確的工程量計(jì)算，更高效的施工方案，以及更有效的項(xiàng)目管理。因而，BIM技術(shù)在砌體施工過(guò)程中的具體應(yīng)用和效果還需要進(jìn)一步研究。

1 工程概況

本文依托于西昌市川興城中村棚戶(hù)區(qū)改造工程項(xiàng)目，該建筑規(guī)劃占地90 921 m2，總規(guī)劃建筑面積約為3 787 264 m2。項(xiàng)目工程體量大、涉及專(zhuān)業(yè)多、異形構(gòu)造多、多專(zhuān)業(yè)交叉作業(yè)多，因項(xiàng)目為棚改項(xiàng)目，涉及當(dāng)?shù)鼐用窕剡w安置，導(dǎo)致項(xiàng)目工期緊，對(duì)于二次結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度尤為重要，項(xiàng)目地處斷裂帶周邊，屬于9度設(shè)防地區(qū)，對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能、砌筑施工工藝、現(xiàn)場(chǎng)管理要求高。為保證項(xiàng)目砌筑施工質(zhì)量，項(xiàng)目推進(jìn)采用加氣塊、多孔磚、輕質(zhì)隔墻等施工工藝，同時(shí)積極推進(jìn)現(xiàn)代化信息技術(shù)，做到對(duì)砌體施工的質(zhì)量、進(jìn)度、工序組織進(jìn)行更好的控制（圖1）。

2 BIM技術(shù)概述

2.1 BIM技術(shù)的定義和特點(diǎn)

建筑信息模型（BIM）是一種基于3D模型的設(shè)計(jì)和建筑信息管理技術(shù)?？梢哉虾凸芾斫ㄖ?xiàng)目的所有相關(guān)信息，包括設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等各個(gè)階段的信息。BIM技術(shù)的主要特點(diǎn)包括：三維可視化、信息一體化、協(xié)同工作和生命周期管理。

2.2 BIM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

BIM技術(shù)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始發(fā)展，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。BIM技術(shù)不僅被應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)和施工階段，也被應(yīng)用于建筑運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段。在施工階段，BIM技術(shù)可以提供精確的工程量計(jì)算，有效的施工方案，以及實(shí)時(shí)的項(xiàng)目管理。

3 砌體施工的關(guān)鍵問(wèn)題

（1）材料質(zhì)量：砌體材料的質(zhì)量直接影響到砌體的質(zhì)量和穩(wěn)定性。因此，施工前需要對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，確保其符合設(shè)計(jì)和施工要求。包括磚塊、砂漿、混凝土等材料的強(qiáng)度、密度、吸水性等性能。

（2）施工技術(shù)：施工人員需要掌握正確的砌筑技術(shù)，包括磚塊的擺放方式、砂漿的涂抹厚度、砌筑的水平和垂直度等。同時(shí)，要定期對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高施工技能。

（3）施工管理：有效的施工管理可以保證施工的順利進(jìn)行，避免施工過(guò)程中的錯(cuò)誤和延誤。這包括施工計(jì)劃的制定和執(zhí)行、施工質(zhì)量的監(jiān)控和控制、施工安全的管理等。

4 BIM技術(shù)在砌體施工過(guò)程中的應(yīng)用

4.1 BIM技術(shù)在砌體施工設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師創(chuàng)建詳細(xì)的3D砌體模型。這個(gè)模型包括砌體的尺寸、位置、材料等信息。既提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，又可以幫助設(shè)計(jì)師更好地理解和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。此外，BIM技術(shù)還可以進(jìn)行碰撞檢測(cè)，避免設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和沖突。例如，可以檢測(cè)砌體與其他結(jié)構(gòu)元素（如梁、柱）之間的空間沖突，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

4.2 BIM技術(shù)在砌體施工實(shí)施階段的應(yīng)用

在施工實(shí)施階段，BIM技術(shù)可以提供實(shí)時(shí)的施工信息，幫助施工人員更準(zhǔn)確地執(zhí)行施工計(jì)劃。例如，可以通過(guò)BIM模型查看砌體的具體位置和尺寸，以確保施工的準(zhǔn)確性。同時(shí)，通過(guò)BIM模型，施工人員也可以更容易地檢查和控制施工質(zhì)量。例如，可以通過(guò)BIM模型檢查砌體的垂直度和水平度，以確保施工質(zhì)量。此外，BIM技術(shù)還可以進(jìn)行4D模擬，預(yù)測(cè)施工過(guò)程，幫助施工人員提前發(fā)現(xiàn)和解決可能的問(wèn)題。

4.3 BIM技術(shù)在砌體施工管理階段的應(yīng)用

在施工管理階段，BIM技術(shù)可以幫助施工人員更好地管理施工資源，包括人力、材料和設(shè)備。通過(guò)BIM模型，施工人員可以更準(zhǔn)確地計(jì)算材料需求，避免浪費(fèi)。例如，可以通過(guò)BIM模型計(jì)算砌體所需的磚塊和砂漿的數(shù)量，以準(zhǔn)確地采購(gòu)材料。同時(shí)，BIM技術(shù)還可以提供詳細(xì)的施工進(jìn)度信息，幫助施工人員更好地控制施工進(jìn)度。例如，可以通過(guò)BIM模型查看每個(gè)施工任務(wù)的完成情況，以及整個(gè)項(xiàng)目的施工進(jìn)度。

5 案例分析

5.1 案例選擇和數(shù)據(jù)收集

BIM在砌筑工程中的應(yīng)用十分廣泛，以正在施工的川興B03地塊為例；通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)砌體工程進(jìn)行模擬排布，以直觀的三維結(jié)構(gòu)模型，無(wú)需排布過(guò)程中的空中想像。也可以利用三維動(dòng)畫(huà)進(jìn)行技術(shù)交底，使管理及施工人員更加清晰直觀地了解施工流程、施工工藝及細(xì)部做法（圖2～圖4）。

5.2 案例分析和結(jié)果

使用BIM技術(shù)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。首先，創(chuàng)建一個(gè)3D砌體模型，以便更好地理解設(shè)計(jì)方案。然后，使用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，預(yù)測(cè)施工過(guò)程，以及計(jì)算材料需求量等。通過(guò)這些分析，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，優(yōu)化施工計(jì)劃，以及提高施工效率和質(zhì)量。

最后，根據(jù)分析結(jié)果評(píng)估BIM技術(shù)在砌體施工中的效果?？梢员容^使用BIM技術(shù)前后施工時(shí)間、成本、質(zhì)量等指標(biāo)，以評(píng)估BIM技術(shù)的效益。也可以根據(jù)分析結(jié)果提出改進(jìn)建議，進(jìn)一步提高BIM技術(shù)在砌體施工中的應(yīng)用效果。

6 BIM技術(shù)在砌體施工過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)

6.1 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和準(zhǔn)確性：BIM技術(shù)可以創(chuàng)建3D模型，提供全面的設(shè)計(jì)信息，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

（2）優(yōu)化施工計(jì)劃：BIM技術(shù)可以進(jìn)行4D模擬，預(yù)測(cè)施工過(guò)程，幫助施工人員優(yōu)化施工計(jì)劃。

（3）提高施工效率：BIM技術(shù)可以提供實(shí)時(shí)的施工信息，幫助施工人員更準(zhǔn)確地執(zhí)行施工計(jì)劃，從而提高施工效率。

（4）提高資源管理效率：BIM技術(shù)可以幫助施工人員更好地管理施工資源，包括人力、材料和設(shè)備，提高資源管理效率。

6.2 BIM技術(shù)的挑戰(zhàn)

（1）技術(shù)難度：BIM技術(shù)的應(yīng)用需要專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和技能，對(duì)施工人員的技術(shù)要求較高。

（2）硬件設(shè)備要求：BIM技術(shù)的應(yīng)用需要高性能的硬件設(shè)備，這可能會(huì)增加施工成本。

（3）數(shù)據(jù)安全問(wèn)題：BIM技術(shù)的應(yīng)用涉及大量的數(shù)據(jù)交換，可能存在數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。

7 結(jié)論和建議

7.1 研究成果總結(jié)

在本研究中，詳細(xì)分析了BIM技術(shù)在砌體施工過(guò)程中的應(yīng)用，以及其優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)。發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)可以有效地提高砌體施工的設(shè)計(jì)質(zhì)量、施工效率和資源管理效率，但也面臨一些技術(shù)和設(shè)備方面的挑戰(zhàn)。

7.2 研究的局限性

本研究的主要局限性在于，分析主要基于理論和案例研究，沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模的實(shí)證研究。因此，結(jié)論可能受到一些特定條件和假設(shè)的影響。

7.3 對(duì)未來(lái)研究的建議

對(duì)于未來(lái)的研究，建議進(jìn)行更多的實(shí)證研究，建議研究如何克服BIM技術(shù)在砌體施工過(guò)程中的挑戰(zhàn)，以進(jìn)一步提高其應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

［1］ 嚴(yán)嘉耕，李云飛，馬宏亮.三維傾斜攝影與BIM技術(shù)在房建項(xiàng)目中的應(yīng)用［J］.四川建筑，2022，42（1）：48-50.

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