BIM 技术在土木工程应用中的具体措施实践

2021-11-27冯敏

中国建筑金属结构 2021年6期

冯敏

现如今，BIM 技术逐渐开始应用到企业施工当中，该技术利用自身独特的优势和结合建筑工程的各项操作，使土木工程施工水平显著提高，其功能多样、安全性强，可以充分满足人们日益提高的需求。为更好地适应不同建筑施工需求和发挥其应有的效能，应全面探究BIM技术，并在使用过程中进行科学、有效的创新，以此才能进一步推动建筑行业的发展[1]。同时，BIM 技术的优势众多，诸如可视化、协调性、模拟化、优化型、可出图性等，将其应用到土木工程施工中能够促进工程质量显著提高，并为工程施工提供一系列可靠的数据支持，从而有效地节省施工成本。

1.BIM 技术的主要含义

BIM 技术并非大家所认为的是一种建筑行业中应用的工具，而是一种新型理念，将其应用到土木工程项目中能够及时提供设计范围、进度、成本信息等，最为重要的是，这些信息完整、可靠且能够进行有效协调。建筑模型最大特点就是所携带的信息多，众所周知，传统建筑绘图技术主要在于记录点、线、面、体等几何信息，而利用BIM 技术能够通过参数化建模来将各种几何信息构成一定参数组件，且一项工程中需要参与的人数较多，各个单位之间免不了进行频繁的交流、沟通，由此可以将人员本身所具有的创意充分激发出来，且能够及时发现施工问题。在土木工程项目中应用BIM技术，尽管会增加前期设计、方案设计成本，但是在建设管理阶段极易因为自动化产出图文而节省大量的人力成本、时间成本。BIM 技术又名建筑信息管理，简而言之其基础就在于3D 数字技术，最终能够形成一种集成数字模型[2]。

2.BIM 技术优势

2.1 可视化功能优势

借助BIM 技术所具有的可视化功能能够优化设计、处理拟建项目，还能够将各专业设计人员的工作集中到一起并形成一个操作实体，方便进行集中管理，以此可以深度融合现实情况、各专业设计，从而能够更好地处理那些相对比较复杂的项目。与此同时，利用BIM 模型在调整、优化拟定方案时可以按照施工作业的实际情况，还能够科学地预测现场施工中可能出现的问题，并制定针对性的解决措施。通过相应建筑模型的构建，可以帮助设计人员在设计过程中更为直观地了解设计中的问题，并提前在设计阶段解决问题，从而提高建筑工程的整体设计质量与效率。

2.2 协调性功能优势

建筑工程的施工作业流程通常情况下比较复杂，不同专业工程之间的协调工作量大，为此在项目周期范围内就需要项目管理人员严格根据项目进度要求，系统地组织、协调各个专业工种作业。由于在施工期间面临诸多不确定因素，相应很难按照预想计划来组织现场施工。借助BIM 技术所具有的协调性能够无缝衔接管理不同施工作业流程，减少时间浪费，还能够充足地保障工作质量并取得良好的工作成效。

2.3 虚拟性功能优势

在项目施工过程中各种因素都会影响工程进度，导致很难及时发现问题、解决问题。而利用BIM 技术能够有效地对项目开展4D、5D 模拟，而在进行4D模拟时联合时间进度，能够准确地分析今后的施工过程，方便管理人员及时做出相应的调整；而5D 模拟会加上造价，促使所形成的施工进度管理更具立体性。借助BIM 技术所具有的虚拟性，能够更为准确地控制整个建筑过程，防止出现现场施工情况背离施工组织计划的情况[3]。

3.我国BIM 技术应用现状

早在2011 年我国就制定了《2011-2015 年建筑业信息化发展规划》，在“十二五”期间就基本明确了可以普及应用的建筑企业信息系统；在2015 年出台了相关指导意见，明确指出，在2020年底一些建筑施工企业需要对BIM技术、管理系统进行充分掌握并实现，并能够一体化的集成与应用其他信息技术；到2016 年又制定了《2016-2020 年建筑业信息化发展规划》，在此基础上可将“十三五”期间的基本规划与要求确定下来并发布了许多与之相关的规范标准。根据2011年中国工程建设BIM 使用报告，我国BIM 技术的应用依然处于初级阶段。

但是，随着我国科技、信息技术的发展与进步，我国建筑行业早在2014 年就开始应用BIM 技术，且这项应用日益强化且深入。通过建立、分析、优化模型可知，BIM 技术的应用能够减少因为人工计算误差而造成的重复项目、成本预算。当前，建筑工程中的安全事故明显减少，极大地提高了工程建筑的建设质量与效率，相应地还增强了社会经济效益，为我国现代化建设发展提供了源源不断的推动力。在近几年，尽管BIM 技术在我国获得高效发展，但是与美国、日本等发达国家相比，依然存在不小的差距[4]。

4.BIM 技术在土木工程中的具体应用措施

4.1 项目协调中的应用

应用BIM 技术时有必要严格根据设计部门的相关要求进行，正式应用前有必要根据自身实际情况进行分析、思考，以此有助于设计部门更好地掌握这项技术并进行尝试性应用，然后结合实际情况进行推广与普及。与此同时，将各方面的意见协调起来，在土木工程中参与方众多（诸如业主、施工方、监理方、其他外包商等），而不同主体所具有不同的施工要求，极易造成这样或那样的分歧，为此在展示项目工程模型时有必要充分利用BIM技术，认真收集、整理各方面的意见，保证能够完整地反馈信息，从而能够更加科学、合理地改进方案。

4.2 设计阶段中的应用

BIM 技术中数据作为一项最为关键的内容，在将这项技术应用到土木工程设计过程中时不能局限于建立模型，而需要将土木工程的实际施工情况更为直观地体现出来，并将一些重要部分的局部特征展现出来，利用BIM 技术所得到的三维模型与实际模型结构十分接近。同时，在设计过程中为更好地立足于新型结构模型来开展设计工作，就需要强化应用BIM技术[5]。纵观当前实际情况，设计人员在开展设计工作时难免会遇到这样或那样的错误，诸如软件平台功能开发不足等，而站在土木工程项目功能优化的角度上，为充分体现这一技术优势，就需要采用碰撞检查的方式来实现。应用这一技术能够提供一种更为良好的协作模式，帮助设计人员开展各项工作，确保他们可以在同一平台上进行工作，还能够强化设计人员之间的交流与沟通，方便及时发现各种潜在问题，诸如错误、遗漏等，以此可以进一步提高设计人员的工作效率，还能够有效地共享资源。除此之外，在数据共享方面BIM 技术具有其他技术所无法比拟的优势，在设计图纸时设计人员可以实时变更中心文件，并帮助其他设计人员及时获取相关数据，以此进一步缩短信息传达的时间，还能够及时消除图纸中的错误，从而充分保证工程设计质量。

4.3 工程施工中的应用

在运营土木工程施工项目的过程中，要想提高施工水平非常困难，究其原因就在于在土木工程施工操作中不管是操作规范上还是风险评估上，都很难提高管理效率，相应地会直接影响整个工程项目的整体施工效率。利用BIM 技术可以妥善解决这一问题，具体应用措施如下。

（1）充分利用BIM 技术中的数据存储功能，在土木工程施工过程中，为有效地渗透各个因素，就需要建立一定模型数据库来实现，诸如施工进度、建筑成本、材料规格等，然后在这一技术的帮助下能够有效地收集这些信息并动态地模拟土木工程中的信息，以此实现动态分析，实现对建筑成本的有效控制，为及时发现施工中的问题，就需要结合按照动态线性变动情况，从而能够制定一系列切实可行的解决措施。（2）对BIM 技术所具有的虚拟功能进行充分利用。在之前的建筑项目施工过程中，一般可以利用二维平面图来进一步了解施工进度，而随着建筑规模的扩大与内容的日益复杂，为更好地监控整个建筑架构与局部结构，完全可以利用BIM 技术来实现，从而有效地呈现整体施工进度效果。

4.4 施工监控中的应用

（1）严格监控审批流程，借助BIM技术平台来监督整个工程项目中的各项操作流程，为更好地融合施工模型、虚拟现实，还可以利用VR 技术，以此更好地模拟操作后期建设，诸如浇筑、材料、温控、张力等，提前通过模拟操作，可以制定严格更为科学、合理的施工方案。（2）将BIM 技术应用到施工关键部分的监控工作中，通过模拟操作过程有助于减少一些高风险操作内容风险，还能够在关键节点中应用，从而进一步优化施工节点的操作流程。（3）重视搭建信息管理平台，利用BIM 技术所具有的信息储存功能来建立一个相应的运营维护平台。