淺談建筑施工管理中BIM技術的應用

摘 要：BIM技術主要是利用建筑信息模型構建的形式對建筑施工全過程管理的技術。BIM技術是現階段建筑施工管理中一種新型管理技術，其中生命周期數字化實時管理的形式，可有效提高建筑施工管理效率及質量。本文以現階段建筑施工中BIM技術應用特點為入手點，結合實際施工事例，從建筑設計、項目施工、安全管理等方面，對建筑施工管理中BIM技術的應用進行了簡單的分析。

關鍵詞：建筑施工管理；BIM技術

前言

BIM最早出現于19世紀70年代，相較于傳統二維CAD技術而言，BIM技術高度數字信息集成的特點，可為工程項目資源計劃設置、安全風險控制、施工效率提升提供有效的依據。在《2011-2025年建筑業信息化發展綱要》中，將BIM技術作為我國十二五期間建筑業推廣應用的主要信息技術。這種情況下，BIM技術的應用分析就成為建筑業管理人員面臨的主要課題。

一、建筑施工管理中BIM技術應用特點

在施工作業前期了解全部風險因素，是建筑施工質量控制的前提條件。在建筑施工管理中，BIM技術的應用具有持久化、可操作化、全過程、定量化、空間化、數字化等優良特點，其可以結合信息技術的合理應用，為建筑施工項目參與人員施工前期三維交互全流程模擬提供幫助。而通過對前期風險因素或不良狀況的分析，也可以動態識別建筑施工現場風險，為建筑施工方案及時調整及施工安全隱患的有效判定提供依據[1]。

二、建筑施工管理中BIM技術的應用

（1）工程概況

某建筑工程占地面積為321334.9m2，總建筑面積為382500m2，最多可容納2萬人居住。該建筑工程結構形式為超大規模復雜索承網格結構，整體工程最大標準高度為42.800m，平面為橢圓形，整體結構尺寸為254*225m。

（2）BIM施工場地布置及設計

由于該工程建設難度較大，在前期施工環節需要對工程設備及物料資源進行合理設置。基于BIM技術的建筑施工模型，主要以三維立體施工規劃的方式，對大跨度空間鋼結構進行模擬分析，避免道路轉彎半徑不足對預應力鋼結構穩定性的影響。同時需在現場設置多個塔式起重設備，并對施工生活區、現場道路、材料庫及其堆放區域進行合理設置。

在BIM施工場地模擬分析后，需依據整體工程鋼結構預應力節點情況，采用BIM深化設計方法，綜合考慮應力、材質、施工順序、企業信息、構件尺寸等因素，對索體族、索夾族、耳板族等復雜節點進行逐一分析。結合專業設計圖紙的優化調整，可有效提高施工設計方面與實際施工適應性。以預應力結構及索夾節點深化設計為例，由于索夾節點是預應力與系統結構體系的主要連接點，在實際索夾節點分析環節，需要對其整體數據進行重復運算。即利用BIM技術進行環索索夾模型構建，然后將其導入ANSYS有限元軟件中，最后依據力學分析模型、實際模型數據，對其彈塑性情況進行分析。

（3）基于BIM技術的施工動態模擬

基于BIM技術的施工動態模擬，主要是在4D空間內進行不同施工方案的對比。在具體分析過程中，可利用Revit三維模型，結合Navisworks施工動態模擬軟件，將時間、空間、構建屬性進行融合分析。如在箱梁端部預應力穿筋模擬過程中，可將穿束機、預應力穿筋架體采用塔式起重機吊放在操作區域內，然后將起重機將成盤鋼絞線起吊至預應力穿筋架體內部。隨后將鋼絞線從穿筋架內部拉出并引入穿束機內部，采用穿束機將單根鋼絞線穿過波紋管端口后，且另一端預應力鋼筋也穿出波紋管一定長度后，可采用砂輪進行預應力穿筋段切割措施。在具體施工模擬模塊，主要是依據預應力施工階段施工數據及設備運行數據，在平臺構筑三維場景內對各個施工工具進行全過程瀏覽分析，并依據工程各階段進行情況，對工程內部信息進行逐一分析，以便為建筑施工管理效率的提升提供依據。

（4）基于BIM技術的施工質量及安全管控

施工質量及安全管控是建筑工程施工管理的重要模塊。一方面，在建筑質量管控環節，主要針對建筑預應力鋼結構關鍵節點安裝，對索夾、調節端索頭及安裝位置焊縫情況進行控制。在具體施工質量控制環節，施工管理人員可通過將關鍵模塊族文件與工程加工構件質量進行對比分析，或者采用關鍵部位安裝動畫的方式，為安全工作進行提供有效的質量，從而保證工件加工質量[2]。

另一方面，基于BIM技術的建筑施工安全管控，主要包括危險因素設備、風險區域劃分、施工空間沖突優化、安全管控方案制定等幾個方面。首先在風險因素辨別環節，可依據建筑各構件施工計劃，進行4D施工模型的危險識別系統構建；然后在動態施工模擬領域，結合數據風險因素辨識情況，采用可視化分析的方式對不同建設階段施工風險因素進行分析。必要情況下，可采用不同的顏色表示不同的施工風險等級，從而最大層度降低施工方風險因素；最后，在有限的建筑施工區間內具有大量的機械、材料、人員等資源，而為了最大程度避免一定工作空間內不同施工工序間沖突，可預先依據工程資源及空間布局，對各工序進度空間需要變化及邊界進行分析。同時基于BIM集成化特點，進行易識別安全風險管控方案的提取。此外，在模擬施工環節，可采用模糊數學評價方法，對施工進度進行定期分析，結合現代視頻智能監控技術，開展施工監理機構、施工機構、建設機構、政府等開展多部分可視化管理，結合各部門施工效益的合理調節，保證建筑施工速率。

綜上所述，在建筑施工管理中，BIM技術的應用，有效提高了建筑工程信息化管理效率，為建筑工程施工管理工作的順利開展提供了有效的幫助。而通過直接觀察建筑內部結構及各細節節點，也可以及時發現建筑實施風險因素，結合二次施工管理資料庫的建設，可為整體建筑施工工程管理工作順利進行提供依據。

參考文獻

[1]翟越，李楠，艾曉芹，等.BIM技術在建筑施工安全管理中的應用研究[J].施工技術，2015，44（12）：81-83.

[2]劉占省，馬錦姝，衛啟星，等.BIM技術在徐州奧體中心體育場施工項目管理中的應用研究[J].施工技術，2015，44（6）：35-39.

（作者單位：重慶建工第十一建筑工程有限責任公司）