BIM技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用分析

薛海軍 張風(fēng)震

濟(jì)寧市兗州區(qū)國(guó)土空間數(shù)據(jù)研究中心，中國(guó)·山東 濟(jì)寧 272100

1 引言

BIM 技術(shù)是美國(guó)建筑行業(yè)提出的一項(xiàng)數(shù)據(jù)信息處理方式，結(jié)合建筑構(gòu)造模型，對(duì)建筑模型進(jìn)行分析和研究，從而得到最終的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。將BIM 技術(shù)應(yīng)用到土木工程施工領(lǐng)域中，及時(shí)分析工程施工中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，保證土木工程施工的順利開(kāi)展。BIM 技術(shù)既能應(yīng)用到整體的施工建筑，也能應(yīng)用到施工的某一環(huán)節(jié)，從而提升土木工程的施工效率。

2 BIM 技術(shù)的基本概念

BIM 技術(shù)的英文名稱(chēng)為Building Information Modeling，又被稱(chēng)為建筑信息模型。BIM 技術(shù)是將三維數(shù)字技術(shù)作為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際的土木工程項(xiàng)目的信息形成工程數(shù)據(jù)模型。BIM 技術(shù)在土工工程的應(yīng)用中具有以下三個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。

①模型數(shù)據(jù)信息的完整性。BIM 技術(shù)在傳統(tǒng)的5D 模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上，添加工程數(shù)據(jù)的信息，從而能夠讓設(shè)計(jì)人員對(duì)其進(jìn)行修改。

②信息關(guān)聯(lián)性。BIM 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑信息和工程信息之間的無(wú)損傳遞。

③信息聯(lián)動(dòng)性。BIM 技術(shù)能夠保證在不同的施工階段的工程信息的一致性，節(jié)省設(shè)計(jì)人員再次測(cè)量的時(shí)間，還能按照實(shí)際設(shè)計(jì)需求，對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，從而制定合理的設(shè)計(jì)方案。

3 BIM 技術(shù)在國(guó)際上的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 BIM 技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的BIM 技術(shù)發(fā)展，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也發(fā)生了巨大的改變，經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢(shì)使得中國(guó)企業(yè)向著綜合發(fā)展，與世界企業(yè)接軌，也增加了中國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。為了能夠在激烈的市場(chǎng)中占據(jù)多數(shù)的市場(chǎng)股份，中國(guó)企業(yè)必須改變傳統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)理念、管理模式和發(fā)展目標(biāo)。對(duì)于建筑行業(yè)，將BIM 技術(shù)應(yīng)用到土木工程施工領(lǐng)域中，是提升企業(yè)實(shí)力的重要措施。中國(guó)建筑行業(yè)的改革就是應(yīng)用BIM 技術(shù)，不僅改善中國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展問(wèn)題，還能提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。但是BIM 技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，由于引入時(shí)間較短，仍舊存在著問(wèn)題，因此為了更好地在土木工程施工領(lǐng)域中應(yīng)用BIM 技術(shù)，需要對(duì)其進(jìn)行更深度的研究和分析[1]。

3.2 BIM 技術(shù)在其他國(guó)家的發(fā)展現(xiàn)狀

BIM 技術(shù)是由其他國(guó)家引入到中國(guó)的，因此在其他國(guó)家有較早的應(yīng)用和研究歷史，在其他國(guó)家的建筑業(yè)實(shí)際應(yīng)用中，具有更為廣泛的應(yīng)用。根據(jù)對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用歷史分析，在2007年，BIM 技術(shù)就已經(jīng)被應(yīng)用到美國(guó)的建筑業(yè)中，并得到了較高的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)BIM 技術(shù)的在其他國(guó)家的發(fā)展。另外，在BIM 技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，英國(guó)等國(guó)家的建筑業(yè)也開(kāi)始應(yīng)用BIM 技術(shù)，并對(duì)其缺點(diǎn)進(jìn)行修改，提出3D BIM 技術(shù)，使得BIM 技術(shù)在建筑業(yè)得到一次質(zhì)的進(jìn)展。BIM 技術(shù)將建筑業(yè)與信息技術(shù)相結(jié)合，促進(jìn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。

4 BIM 技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 BIM 技術(shù)在施工成本計(jì)算中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的土木工程施工中，施工成本計(jì)算由造價(jià)工程師進(jìn)行計(jì)算，主要采用的計(jì)算方式有兩種，一種是將整體的設(shè)計(jì)圖紙的信息傳輸?shù)焦こ塘康挠?jì)算軟件中，對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，借助軟件得到計(jì)算結(jié)果；另一種是通過(guò)測(cè)繪出的具體設(shè)計(jì)圖紙，造價(jià)工程師按照計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行手工計(jì)算，這種計(jì)算方式具有較大的計(jì)算誤差。這兩種計(jì)算方法在使用時(shí)，會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力。BIM 技術(shù)在施工成本計(jì)算上的應(yīng)用主要是對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行自動(dòng)建模，節(jié)省人工建模的時(shí)間，提升計(jì)算工作效率。在建模時(shí)，BIM 技術(shù)還能將施工成本、施工計(jì)劃與信息模型進(jìn)行結(jié)合，形成直觀的SD 模型，通過(guò)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)施工過(guò)程中施工成本的控制和管理。有效利用BIM 技術(shù)，能夠降低施工成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還能優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高對(duì)資源的合理利用。在施工階段，BIM技術(shù)也能結(jié)合實(shí)際的施工數(shù)據(jù)，制定成本使用計(jì)劃、施工材料采購(gòu)計(jì)劃等，加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)督，從而提高土木工程的施工效率[3]。

4.2 BIM 技術(shù)在施工技術(shù)上的應(yīng)用

在采用傳統(tǒng)的施工方案對(duì)土木工程的實(shí)際施工作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，不能全面的考慮施工要求，從而出現(xiàn)施工過(guò)程中返修的問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)降低施工質(zhì)量、延長(zhǎng)施工周期的問(wèn)題。BIM 技術(shù)能夠利用其三維模擬技術(shù)，對(duì)施工操作進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，在虛擬化操作中，找到施工中的問(wèn)題，進(jìn)而解決問(wèn)題，保證施工方案的準(zhǔn)確性。將BIM 技術(shù)應(yīng)用到施工技術(shù)上，能夠有效控制施工過(guò)程中材料的使用情況和工程量，完善施工材料的管理工作，避免出現(xiàn)浪費(fèi)、缺失等問(wèn)題。BIM 技術(shù)還能將工程模型進(jìn)行拆分，對(duì)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，得到更精準(zhǔn)的工程量，便于設(shè)計(jì)人員及時(shí)的修改和完善設(shè)計(jì)方案。在施工材料的采購(gòu)中，BIM 技術(shù)能夠根據(jù)施工的需求，明確所需的材料的用量，減少實(shí)際用量與理論用量之間的差值，降低施工成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

4.3 BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在施工管理中的應(yīng)用主要為在兩個(gè)方面：①支持現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)協(xié)同。在土木工程的實(shí)際施工中，工程人員需要全面理解工程的信息，才能制定合理的施工方案，保證施工方案的可行性。但是傳統(tǒng)的二維圖紙不能很好地將設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)體現(xiàn)出來(lái)，使得后期施工過(guò)程中出現(xiàn)較多的問(wèn)題。BIM 技術(shù)將工程信息進(jìn)行分析，構(gòu)建虛擬的工程模型，工程人員能夠直觀地看到設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)的效果，提高溝通效率。②進(jìn)度優(yōu)化。進(jìn)度優(yōu)化是保證土木工程的施工效率高效的主要因素。BIM技術(shù)采用橫道圖、三維動(dòng)畫(huà)等形式，模擬施工的具體環(huán)節(jié)，從而幫助工程人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并制定解決措施，保證工程的順利開(kāi)展。在施工管理應(yīng)用BIM 技術(shù)，能夠?qū)κ┕み^(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤，將實(shí)際施工周期與設(shè)計(jì)施工周期進(jìn)行對(duì)比，保證施工項(xiàng)目按時(shí)完成[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM 技術(shù)能夠?qū)ν聊竟こ淌┕ぶ械墓こ虜?shù)據(jù)構(gòu)造三維模型，并模擬施工過(guò)程，幫助施工人員了解施工流程和內(nèi)容，降低施工問(wèn)題發(fā)生的概率，降低施工成本，保證土木工程的施工質(zhì)量。隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，建筑行業(yè)想要獲得更高的發(fā)展，需要重視BIM 技術(shù)在土木工程的應(yīng)用，提升施工企業(yè)的管理水平，從而提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。