BIM技術(shù)在復(fù)雜土木工程施工中的應(yīng)用探討

范銀龍　王輝

摘? 要：近些年隨著科技水平的不斷提高，新工藝、新材料以及新技術(shù)也給廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中，并且發(fā)揮了積極的作用。在土木工程發(fā)展中也是如此，在這種高速發(fā)展趨勢的推動下，我國的土木工程行業(yè)也正向著規(guī)?；约肮δ芑姆较虬l(fā)展，并且復(fù)雜程度也是越來越高。一方面在應(yīng)用現(xiàn)代化工業(yè)設(shè)計思想后，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計著重強調(diào)了設(shè)計的功能性。另一方面，在建筑施工中，要求其嚴(yán)格按照質(zhì)量管理體系和標(biāo)準(zhǔn)的要求來開展各項專項管理。特別是在施工信息化管理向數(shù)據(jù)化管理進行過渡以后，智能化管理已經(jīng)成為現(xiàn)代復(fù)雜土木工程項目施工管理的必然選擇，而 BIM 技術(shù)在土木工程管理中的應(yīng)用更是提高了管理的效率和質(zhì)量。因此在本文中我們主要對 BIM 技術(shù)在復(fù)雜土木工程施工中的應(yīng)用進行了詳細(xì)的分析與探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：BIM?技術(shù);復(fù)雜土木工程施工;應(yīng)用

1 BIM技術(shù)概述

1.1概念

BIM 技術(shù)意為建筑信息模型技術(shù)，是在建筑學(xué)、工程學(xué)和土木工程領(lǐng)域廣泛使用的工具，BIM 技術(shù)屬于一個全新模擬技術(shù)類型，由?Autodesk?公司在?2002?年開發(fā)出來，經(jīng)過了十幾年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一種比較系統(tǒng)的理論和實踐方法，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了一套成熟的模式。近些年來，BIM 技術(shù)更是在我國社會各個領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用，并取得了很好的應(yīng)用效果，全面提高了社會各行業(yè)的運行效率，為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展作出了巨大貢獻。把BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑施工能起到很好的應(yīng)用效果，并提升此項工作的質(zhì)量，通過 BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地實現(xiàn)工程中數(shù)據(jù)信息的共享和傳遞，保證項目負(fù)責(zé)人能夠及時了解工程中各方面的施工情況，并在發(fā)現(xiàn)問題時及時采取措施加以改進和調(diào)整，同時也實現(xiàn)了對建筑施工的實際模擬，使相關(guān)人員能夠預(yù)知整個裝飾裝修工程的效果，從而全面提高整個工程的質(zhì)量。

1.2?特征

從BIM的特征來看，其不僅具有集成化的特點，同時還有共享化以及系統(tǒng)化的優(yōu)勢，BIM的三大特征使得其應(yīng)用價值主要體現(xiàn)在綠色建造、行業(yè)管理以及產(chǎn)業(yè)升級以及智慧建設(shè)幾大方面。例如在土木工程管理中，通過對結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方案進行數(shù)據(jù)化的集成處理，就能夠幫助相關(guān)管理部門建立關(guān)于?BIM?模型的數(shù)據(jù)共享平臺，然后在網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)下，實現(xiàn)協(xié)同合作方式下的系統(tǒng)化管理。通過系統(tǒng)化的管理不僅能夠充分提高管理效率，而且還能夠節(jié)約施工成本，對質(zhì)量控制指標(biāo)進行細(xì)化，確保施工進度，減少施工中的環(huán)境污染問題。從宏觀角度來看，BIM?技術(shù)不管是在土木工程規(guī)模方面還是在產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)的管理方面都具有非常顯著的優(yōu)勢。

1.3?應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

在實際使用過程中，BIM 技術(shù)具有非常嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系限定。當(dāng)前不管是在3D Revit軟件、4D Navisworks軟件，還是project軟件的實際操作來看，大多都是以IFC作為標(biāo)準(zhǔn)。通過使用該標(biāo)準(zhǔn)，不僅能夠?qū)嶋H應(yīng)用過程中眾多軟件之間的不兼容和格式差異進行有效的解決，而且還能對數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況進行解決。所以在該標(biāo)準(zhǔn)的使用過程中，并不需要每個系統(tǒng)都要使用這一標(biāo)準(zhǔn)，而是將這一標(biāo)準(zhǔn)作為信息互換環(huán)節(jié)或者流通環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)就可以。比如，不同的A軟件和B軟件具有兩個標(biāo)準(zhǔn)格式，但是在信息的流動過程中兩個軟件都使用了IFC標(biāo)準(zhǔn)格式，并且將信息轉(zhuǎn)化為實際的建筑模型。也就是說，在數(shù)據(jù)形式下，對數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進標(biāo)準(zhǔn)化能夠由此將各個軟件的功能進行有效的結(jié)合，從而充分保證了BIM技術(shù)在建模、參數(shù)分析以及可視化管理等諸多方面功能的充分發(fā)揮。[1]

2 BIM 技術(shù)在土木工程中的具體應(yīng)用

2.1?施工碰撞檢查應(yīng)用

在建筑工程施工中，極易因為各種原因，造成產(chǎn)品功能使用沖突、空間構(gòu)造矛盾等，如構(gòu)件間碰撞、管道沖突、重疊工作面等。針對這一現(xiàn)象，工程設(shè)計師可在建筑正式施工前期，通過Revit軟件建設(shè)出三維空間，以便于開展碰撞檢查工作，以此避免建筑工程發(fā)生遺漏、碰撞等問題。其次，設(shè)計師還可在安裝布線、管道等工作環(huán)節(jié)前期，利用BIM技術(shù)進行碰撞檢查，以便于在出現(xiàn)問題時，能夠及時調(diào)整三維模型，對碰撞問題進行及時的修改與深化。例如，在某項目中，地上總建筑面積達(dá)到了111840㎡，并由六棟30-33層的高層住宅樓組成。該項目中涉及到了大量的管道、布線工作，設(shè)計師在施工前期，便利用BIM技術(shù)對管道、布線采取了碰撞檢查，并以檢查結(jié)果為基礎(chǔ)，與技術(shù)人員進行了密切的溝通，及時調(diào)整了出現(xiàn)碰撞問題的管道、布線鋪設(shè)方案。

2.2?施工圖紙設(shè)計優(yōu)化

在土木工程施工過程中，圖紙的作用是至關(guān)重要的，因此施工單位必須要依據(jù)工程的實際情況做好相應(yīng)的設(shè)計，因為土木工程項目本身具有很大的復(fù)雜性和特殊性，所以必須要依據(jù)工程的實際情況做好各種準(zhǔn)備工作以及對施工環(huán)境進行相應(yīng)的改善。 而當(dāng)前的2D技術(shù)圖紙設(shè)計方案已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代復(fù)雜土木工程建設(shè)的需要。但是 BIM 技術(shù)的應(yīng)用則能夠為設(shè)計人員帶來更好的視覺感受，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)進行全方面的分析，并且通過使用3D模型進行科學(xué)的構(gòu)建，能夠幫助設(shè)計人員更好的看到工程中的一些細(xì)節(jié)以及一些潛在的影響因素，從而更好的完成對設(shè)計圖紙的構(gòu)建，從根本上保證設(shè)計圖紙的科學(xué)性和合理性。

2.3?在工程進度管理中的應(yīng)用

2.3.1?施工管理的應(yīng)用

在土木工程管理過程中，管理部門要在BIM模擬技術(shù)的基礎(chǔ)之上來對施工進度管理制度進行完善和標(biāo)準(zhǔn)化，通過加大管理力度來對施工人員的職責(zé)和進度控制進行有效的明確。在管理過程中一旦發(fā)現(xiàn)施工項目存在不足或者工作狀態(tài)市場，就要及時予以更換，并且依據(jù)工程的實際情況來進行科學(xué)的處理，從而保證施工的進度。此外還要對施工設(shè)備加大配置的力度，盡可能的采用先進的施工設(shè)備和施工方法來更加有效的提高施工效率。在施工之前，施工單位可以通過4D 模擬技術(shù)來制作模擬動畫，通過可視化的設(shè)備來對項目進行虛擬性的描述，并在此基礎(chǔ)之上制定科學(xué)的全方位的進度計劃，做好施工前的各項準(zhǔn)備工作，為土木工程的順利施工奠定良好的基礎(chǔ)[2]。

2.3.2?施工進度信息收集的應(yīng)用

通過BIM技術(shù)在幫助施工企業(yè)對施工進度信息進行收集方面有著至關(guān)重要的意義。施工進度信息不僅包括工期的影響因素，完成程度，而且還包括已經(jīng)消耗的各種資源和工程驗收單、變更情況等，通過借助圖像拍攝現(xiàn)場的施工圖片，在借助3D掃描技術(shù)得到與工程實際情況相符合的建筑模型，然后再通過智能移動終端來完成對施工全過程的監(jiān)督，相關(guān)信息資源的存儲和上傳，更好的保證施工進度。

2.4 BIM?在施工階段中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在土木工程施工階段的主要表現(xiàn)為：首先就是通過運用BIM技術(shù)來對建筑的總體信息和其完整性進行有效的分析，從而實現(xiàn)對建筑各個部分間的協(xié)調(diào);其次就是能夠?qū)崿F(xiàn)施工階段和控制終端之間的信息交流，從而確保各個施工工序間的合理性，同時找出其中存在的問題和不合理的地方，從而對其進行優(yōu)化升級。其三就是要確保建筑設(shè)計每個環(huán)節(jié)之間能夠進行科學(xué)的協(xié)作。其四就是在實際的管理過程中，在技術(shù)完成以后才能讓建筑材料進入到施工場地，而且要嚴(yán)格依據(jù)參數(shù)來進行下單的制作，對重點控制對象進行有效的確定，例如在對鋼結(jié)構(gòu)或者一些比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，需要在合同簽訂之前通過BIM模型進行模擬設(shè)計。最后就是在構(gòu)件應(yīng)用中，通過BIM技術(shù)能夠?qū)こ陶w進行科學(xué)合理的規(guī)劃和切割，不僅能夠充分滿足建土木工程美觀性的要求，而且還能更好的滿足現(xiàn)場施工的具體要求。

2.5?在運維階段的應(yīng)用實踐

在工程運維階段，首先每個單位都要通過 IFC 文件來開展交流工作，由此來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交流、集成和共享。而且還能實現(xiàn)對建筑工程生命周期中各種相關(guān)信息進行科學(xué)的收集和匯總，避免出現(xiàn)信息斷層的問題出現(xiàn)。在BIM技術(shù)的背景下，以往傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了顯著的改變，管理方也能夠通過?BIM?模型來獲得項目的主體信息，而不是像以往一樣需要與不同領(lǐng)域的責(zé)任人進行反復(fù)的交流和溝通。依托?BIM?技術(shù)能夠使項目的信息更加真實、多樣化，同時各項資源的分配也更加合理，管理人員可以實現(xiàn)從設(shè)計、施工、運營到拆除的全要素的擬合，更加科學(xué)的進行材料采購，資源分配以及施工進度安排等各個環(huán)節(jié)的設(shè)計和處理工作[3]。由此可見通過BIM技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)4D/5D/nD的科學(xué)管理，更能有效的保證管理的精細(xì)化以及系統(tǒng)化。在對BIM技術(shù)進行實際利用運用過程中，還可以建立一體化的信息管理平臺，也就是通過BIM技術(shù)來對項目的安全系數(shù)、工程誤差、以及溫度、結(jié)構(gòu)質(zhì)量等要素進行科學(xué)的檢測和記錄，同時在養(yǎng)護過程中實現(xiàn)對建筑實際情況的實時監(jiān)控，以便能夠?qū)椖恐写嬖诘娘L(fēng)險問題進行及時有效的處理，從根本上提高土木工程項目的使用年限。此外就是項目的建設(shè)方還要依據(jù)工程的實際情況建立具有針對性的監(jiān)控審批流程體系，由此實現(xiàn)對建筑工程主要操作流程的自動化銜接和監(jiān)督，在特殊情況下還可以引入VR技術(shù)，將其與BIM技術(shù)進行有效的嫁接，通過建筑模型和虛擬的有效結(jié)合，來對溫度控制、澆筑以及張力信息、材料等要求進行提前模擬操作，從而實現(xiàn)節(jié)約施工成本，提高管理效率和質(zhì)量的目的。

3 結(jié)語

總之，作為城市化建設(shè)項目中的重要項目之一，土木工程施工質(zhì)量直接影響著城市化建設(shè)的質(zhì)量，但是在實際施工中，因為影響因素眾多，比如人為和自然因素，這些都會給施工企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟損失，而科學(xué)的管理則能夠有效的降低事故發(fā)生的概率，尤其是隨著BIM?技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過模型構(gòu)建來對土木工程進行全方面的分析，并且制定可行性施工方案，對施工中可能會出現(xiàn)的問題進行綜合分析，提前采取有效的措施進行解決，不僅能夠保證施工進度，而且還能有效提高施工質(zhì)量，或者更高的經(jīng)濟效益，對我國土木工程建設(shè)事業(yè)的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。

參考文獻：

[1]BIM技術(shù)在復(fù)雜土木工程施工中優(yōu)勢分析[J]. 范曉琴.??四川水泥.?2021（01）

[2]BIM技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用分析[J]. 肖凱峰.??四川水泥.?2021（02）

[3]BIM技術(shù)在土木工程施工中的有效應(yīng)用[J]. 張月玥，齊悅.??工業(yè)建筑.?2021（01）