BIM 技术在土木工程施工中的应用

尚一鸣 张睿月 易钰清 肖葛全 张耿毓

0 引言

在我国经济不断发展的过程中，数字化以及信息化是土木工程落实阶段比较关键的特征。且需要注意的是时代背景本身就会对各行业的发展产生影响。到目前为止BIM 技术几乎已经成为土木工程整体落实阶段必不可少的技术，不仅能够改善传统施工阶段可视化不足的问题，还能为工程与设计图纸的相符程度提供稳定保障。

1 BIM 技术优势

1.1 可视化

BIM 技术本身的视觉效果能够为土木工程行业发展带来更稳定的推动力，这一点是毋庸置疑的。在土木工程施工阶段，使用BIM 技术的优势在于通过已知的数据参数能够构建起相应的虚拟化模型，施工人员在这一阶段也就能够更加直观地感受到后续施工效果，并且在正式开始动工之前就能够优化工程中的不合理之处。可视化本身就是BIM 技术最大的特点，近几年随着城市的现代化建设，土木工程建筑的数量增多十分明显，具体施工内容和细节不仅增多，对精细程度的要求也有所提高。在传统的土木工程施工阶段，质量管理方面必然存在困难，若施工人员仅凭借自身经验展开管理，也难以预测在工程落实阶段有可能产生的问题。但若是能够融入BIM 技术，则利用该技术的可视化特点，就能够直观地观察建筑模型，最终为施工设计工作提供强有力的支持。

1.2 模拟性

众所周知，BIM 技术与计算机技术相辅相成，两者融合能够构建出建筑工程的三维立体模型。因此在BIM 技术当中，其模拟性方面的特点十分明显，技术人员只需要充分利用计算机技术以及设备对土木工程当中存在的各项问题进行模拟。同时配合检查各项施工环节，就能够基本准确的预测后续有可能产生的问题并有针对性地解决。BIM技术本身并不会受到时间的限制，因此在应用该技术的过程中，技术人员可以充分利用该技术的可视化以及模拟性特点，提前模拟施工效果避免后期产生问题。

1.3 协调性

在建筑行业发展的过程中，土木工程施工的复杂程度也会逐渐提升，在这项工作落实阶段，需要较长的时间投入，且随着施工范围逐渐扩大，技术人员预测有可能产生的问题难度也在提升。在这种情况下投入BIM 技术，一方面能够合理地安排后续土木工程的规划，减少各节点产生问题的可能。另一方面也能够体现出该技术的协调性。需要注意的是BIM 技术本身属于现代化技术，因此对于操作技术的工作人员能力要求比较高，其不仅需要充分的了解该技术特点，还需要寻找合理方式将这种技术应用到土木工程建设工作当中。

2 BIM 技术在土木工程施工中的应用分析

2.1 建筑构建模型

BIM 技术被广泛地应用到土木工程管理工作当中，主要原因在于该技术能够通过绘制好的图纸对整个土木工程项目进行分析，最终根据分析所得的数据就能够构建出相应的模型。BIM 技术人员提供的专业服务，能够保障施工进度安排的合理性，同时还能够帮助参与工程落实的技术人员提前认识到技术的不足，在正式开始施工之前就能够将有可能产生的问题提前解决。这就是使用BIM 技术构建施工模型的具体优势所在，不论是建设还是管理人员，在这种工作方式和技术的辅助下，都能够更好地理解和分析工程项目，最终促使后续作业前期就能够规避大部分有可能发生的意外风险。

2.2 虚拟施工

在3D 模型开发之后，BIM 技术的应用已经可以更加方便的实现虚拟构造。技术人员可以在软件当中设定好相应参数，后续通过BIM 技术的动态化以及可视化功能就能够将在土木工程施工阶段有可能发生的情况以及相应条件等模拟反映出来。当下BIM 技术已经在土木工程当中得到了十分广泛的应用，同时已经构建了相对完善的管理机制，尤其是在工程进度控制、成本计算等方面，都能够展现出十分优质的应用效果。

2.3 土建工程现场落实管理

在土木工程落实阶段难免需要面临一些问题，在BIM 技术投入使用之后能够有效规避其中的大部分问题。同时还能够在不影响工程质量的基础上降低成本。从BIM 技术的功能方面入手分析，这种技术的功能相对比较全面，基本能够将施工阶段存在的问题都在模型当中展现出来。在常规的质量分析工作落实过程中，可用的测量方式主要有两种，一种就是视觉方面的测量，另一种则是通过现实操作方法落实测量工作。但在当前科学技术发展的背景下思考BIM 技术的推广显然能够从数据监测方面帮助土木工程提高施工效率，还能够减少时间和成本投入。

3 实例分析

以某土木工程为例，该工程楼层为 23～ 34 层不等，总体建筑面积达130 000m。

3.1 模型建立与应用

由于土木工程建筑项目本身的复杂程度比较高，因此技术人员选择在3D 集合建构模型当中强化BIM 技术的应用，同时在初步创建土木工程准备工作的阶段对后续工程落实方式和细节进行模拟。在BIM 技术的辅助下，技术人员不仅能够直观地通过模型发现土木工程当中的技术以及其他方面的问题，还能优化工程管理。一般的土木工程施工设计团队需要使用比较原始的Revit 软件构建模型，后续应用阶段还需要与BIM 技术相互配合落实结构细节实时编译以及模型创建等工作。需要注意的就是各项细节优化和模型构建参数的标准程度，这也是为后续工程落实细节的准确性提供保障。这种技术投入应用的优势在于，能够将土木工程落实过程中不合理之处在建设之前就找出来。技术人员可以模拟土木工程当中的复杂几何形状，后续使用3D 模型进行建筑工程项目碰撞试验即可深入地了解工程落实是否合理。在施工阶段，对于工程质量来讲，土木工程建筑模型的标高、模板现场处理以及安装工作的落实至关重要。需要掌握Revit 软件创建BIM 3D 模型的具体方式，这也是为后续建筑施工人员在现场标记模板安装位置以及各处尺寸掌握的准确程度等提供合理参考，对于建筑结构支撑稳定性的提升而言效果十分明显。

3.2 施工管理阶段的造价管理

在BIM 技术的辅助下，技术人员能够更加有效地落实施工项目造价以及成本核算工作，通过全方位的管理项目成本，能够为后续工程落实阶段需要面对的造价管理以及控制问题落实提供辅助。首先需要注意的就是，技术人员日常工作是通过API 接口实现成本－费用计费软件和BIM 技术平台的连接。其次就是利用开放的ODBC 数据连接BIM 模型的方式优化工作，力求达到为后续工作落实的稳定性提供保障的工作效果。最后技术人员需要熟练掌握Excel 文件的使用方式，这样才能够将BIM 技术检索内容和计算出的项目数据信息完整导出。

3.3 施工质量管理

不论是使用新的管理模式还是在原本的工程管理工作当中引进新技术，目的都是保障土木工程质量提升。因此若想在土木工程管理的过程中应用BIM 创新技术，就能够达到提高质量管理效率的目的。且提高BIM 技术的使用率，也能保障施工人员更加系统地对工程进行管理以及监督。如：虚拟操作施工过程细节以及帮助工人明确操作要点等方面，BIM 技术都能够展现出明显的优势。

3.4 施工领域

在传统的2D 平面图辅助土木工程落实阶段，需要技术人员根据工程参数设计，后续再结合平面图研究扩展工程细节，后续的数据库建立以及3D 土木工程设计图的构建也需要专业人士负责。显然这一过程耗时比较长，且相对更加复杂。但BIM 技术本身的优势之一就是能够独立控制软件执行数据建模工作，且具有简化2D 图纸向3D 图纸转化的能力。在后续该技术实际的应用过程中，技术人员只需要将需要用到的颜色导入模型并集成3D 模型，即可获得全景透析工程结构图。

BIM 技术在土木工程建筑当中更具体的应用包括：工程中的建筑机电工程、消防工程、幕墙工程等都需要按照指定的图纸文件和统一的比例落实建造工作，但需要注意的是一旦在施工阶段产生设备故障等问题，必然对施工进度和质量产生影响。在这一阶段，BIM 技术就能够为建筑项目的落实提供比较精准的数据参考，技术人员只需要保障在每个环节都严格按照规范落实工作，就能够有效避免上述问题产生。

4 结束语

综上所述，在土木工程施工的过程中，应用BIM 技术不仅能够改善施工现状，还能有效提升质量水平，对于后续的优化管理流程以及提升建筑工程模型精细度等方面的工作而言都有明显效果。且在深入成本管理以及安全管理之后，技术人员还能够借助BIM 技术的可视化分析模式调整整体工程落实的潜在问题，保障满足质量标准的同时达到提升经济效益的效果。