土木工程施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

肖曉磊

【摘 ?要】通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)和BIM技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用進(jìn)行介紹，讓人們認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)的重要性，使土木五方責(zé)任主體可以通過(guò)BIM平臺(tái)對(duì)項(xiàng)目更好地掌控，使其可以更好地在項(xiàng)目管理中得到應(yīng)用，從而為土木行業(yè)的蓬勃發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);項(xiàng)目管理;土木工程;工程施工

隨著項(xiàng)目參與方日趨增長(zhǎng)，土木工程的規(guī)模日趨增大，在施工與設(shè)計(jì)的過(guò)程中，跨越地域、專業(yè)、參與方和項(xiàng)目階段的協(xié)同工作就更加重要了，信息的管理與交流就成了打造成功項(xiàng)目的關(guān)鍵因素。倘若采用傳統(tǒng)的基于2D圖紙的信息交流和階段式項(xiàng)目管理的方法就很容易導(dǎo)致信息的滯后、丟失或者傳遞錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致工期的延誤和大量的浪費(fèi)。若借鑒先進(jìn)的管理技術(shù)和管理理念，研究土木信息模型在設(shè)計(jì)、規(guī)劃、施工與管理過(guò)程中的應(yīng)用，則會(huì)加快推動(dòng)土木行業(yè)的信息化變革。

1BIM基本概念特征

BIM即土木信息模型，主要是根據(jù)土木工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息為依據(jù)進(jìn)行模型的建立通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬土木物所具備的所有真實(shí)的信息。其中，B及Building，可以理解為從前期的規(guī)劃決策、到設(shè)計(jì)、施工及項(xiàng)目的運(yùn)行維護(hù)等建設(shè)項(xiàng)目的全過(guò)程的生命周期;Information即信息、數(shù)據(jù)，在項(xiàng)目生命周期中會(huì)出現(xiàn)大量的信息與數(shù)據(jù)，那么應(yīng)該怎么將信息進(jìn)行分類匯總以便于相關(guān)方的使用就成了BIM出現(xiàn)的重要意義;Modeling即模型，可以理解為建造一個(gè)模型，把項(xiàng)目的所有相關(guān)信息都在模型中表現(xiàn)出來(lái)，這是BIM的核心工作。從上述論述中，我們可以看出，BIM參與項(xiàng)目建設(shè)全生命周期的各種活動(dòng)，在項(xiàng)目的生命周期中起貫穿協(xié)調(diào)的作用，保證各個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同運(yùn)作。在項(xiàng)目前期，BIM可以進(jìn)行場(chǎng)地分析、項(xiàng)目決策、能耗分析;在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，可以應(yīng)用BIM進(jìn)行碰撞檢查、施工模擬以及項(xiàng)目管理;而在項(xiàng)目后期，可以應(yīng)用其進(jìn)行設(shè)施管理、運(yùn)營(yíng)維護(hù)和空間管理，以打造成功的項(xiàng)目，增加業(yè)主的滿意度。BIM其實(shí)并不是一個(gè)或者幾個(gè)軟件的組合，它代表著一種新的工作方式，是一個(gè)新的強(qiáng)大的綜合工具，它的應(yīng)用可以改變土木產(chǎn)業(yè)以往的建造手法、設(shè)計(jì)方式、經(jīng)營(yíng)和維護(hù)工程設(shè)施的理念及方法，可以促進(jìn)土木行業(yè)的信息化發(fā)展。BIM它的主要特征可以理解為可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性、信息整合能力，可以把以往只有在建造過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤在多維數(shù)字化模型中提早發(fā)現(xiàn)提早解決。

2BIM在項(xiàng)目建設(shè)周期的管理應(yīng)用

2.1工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段BIM管理

BIM技術(shù)可以為廣大業(yè)主提供概要模型，針對(duì)該方案進(jìn)行模擬、分析，達(dá)到使該項(xiàng)目降低成本、縮短工期并且提高質(zhì)量的目的。通過(guò)利用BIM可視化這一重要特性，設(shè)計(jì)師們可以實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)“所見即所得”這一功能，同時(shí)業(yè)主也可以隨時(shí)了解到自己的投資可能收獲什么樣的成果[1]。下面我們以BIM在場(chǎng)地規(guī)劃方面的應(yīng)用為例。場(chǎng)地規(guī)劃可以使土木物的空間方位和外觀得以確定、可以建立土木物與周圍景觀的聯(lián)系等。場(chǎng)地的植被、地貌、氣候條件都將影響設(shè)計(jì)決策，因此往往需要對(duì)景觀規(guī)劃、施工配套及建成后交通流量等各種因素進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。在BIM結(jié)合GPS（地理信息系統(tǒng)）后，可以對(duì)擬建的土木物空間和場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)建立模型，得出令人信服的分析結(jié)果，做出擬建項(xiàng)目最理想的廣地規(guī)劃、土木布局、交通流線組織關(guān)系等關(guān)鍵決策。

2.2施工階段BIM管理

2.2.1基于BIM的成本管理

成本控制一直貫穿在施工階段的全過(guò)程，從編制招投標(biāo)文件到簽訂合同，再到工程建造過(guò)程中的工程計(jì)量、變更協(xié)商一直到最終的竣工結(jié)算與決算，都離不開成本的控制。在該過(guò)程中運(yùn)用BIM技術(shù)能全面提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，提高工作效率。在施工階段，通過(guò)BIM技術(shù)建立三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)可以直接對(duì)土木中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、統(tǒng)計(jì)和匯總，并且可以根據(jù)已有的計(jì)量規(guī)則產(chǎn)生數(shù)據(jù)表，同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)庫(kù)，集成施工企業(yè)所具有的信息，服務(wù)于整建造過(guò)程，達(dá)到“一模多用”的目的。在真正的施工過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常容易出現(xiàn)量與價(jià)的調(diào)整最終導(dǎo)致工程變更。BIM技術(shù)可以根據(jù)造價(jià)規(guī)則自動(dòng)重新計(jì)算造價(jià)，大大減輕了造價(jià)工程師的工作量[2]。眾所周知，施工單位在建造項(xiàng)目上所投入的資金往往根據(jù)工程進(jìn)度分段回收，當(dāng)?shù)竭_(dá)某里程碑事件時(shí)便以合同為依據(jù)要求業(yè)主支付進(jìn)度款。BIM可以將4D、5D技術(shù)應(yīng)用到工程款的支付當(dāng)中去，項(xiàng)目開始前，施工單位通過(guò)4D技術(shù)模擬施工進(jìn)度，為資金的流轉(zhuǎn)做好準(zhǔn)備。在項(xiàng)目開始后，可以隨時(shí)根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)算成本，進(jìn)度和成本相結(jié)合的模式為索要進(jìn)度款提供了科學(xué)的依據(jù)。

2.2.2基于BIM的進(jìn)度管理

施工企業(yè)進(jìn)度管理的目標(biāo)是在工程建造的各個(gè)階段和項(xiàng)目完成的期限內(nèi)進(jìn)行項(xiàng)目的作業(yè)分配、進(jìn)度控制、偏離校正。BIM在其中的應(yīng)用主要解決作業(yè)分配和及時(shí)的校正偏離和動(dòng)態(tài)的進(jìn)度控制。施工單位根據(jù)BIM統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地計(jì)算出不同階段所需要得到材料用量以及結(jié)合計(jì)價(jià)規(guī)范、定額和企業(yè)的施工水平計(jì)算出所需要的材料用量、勞動(dòng)力、機(jī)械臺(tái)班數(shù)[3]。在進(jìn)度中控制過(guò)程中，當(dāng)真實(shí)的施工狀況與進(jìn)度計(jì)劃有所出入時(shí)，可以通過(guò)4DBIM模型將進(jìn)度計(jì)劃與真實(shí)的施工情況進(jìn)行對(duì)比，從而調(diào)整進(jìn)度，增強(qiáng)施工單位對(duì)進(jìn)度的控制能力。

2.3運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的BIM管理

運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的管理是項(xiàng)目全生命周期管理的重中之重。運(yùn)維階段管理難度和成本增加的主要原因可以歸納為信息的集成和傳遞缺少管理。而BIM作為信息庫(kù)充分吸收了項(xiàng)目全生命周期的信息，因此運(yùn)用BIM技術(shù)與運(yùn)維管理系統(tǒng)相結(jié)合可以對(duì)土木的設(shè)備資產(chǎn)、空間等進(jìn)行科學(xué)管理，也可以對(duì)可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防控制，可以大幅度的提高運(yùn)維效率并降低維護(hù)成本。以下主要對(duì)基于BIM的資產(chǎn)設(shè)施管理進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。資產(chǎn)設(shè)施管理工作處于項(xiàng)目的運(yùn)維階段，它不止需要本階段的信息集成，還需要項(xiàng)目全壽命周期的各個(gè)階段的信息，面對(duì)如此龐大、復(fù)雜的信息量，采用基于BIM的資產(chǎn)設(shè)施管理是非常有必要的，可以使運(yùn)維階段的資產(chǎn)設(shè)施管理得到充分的保障[4]。倘若將BIM技術(shù)與傳統(tǒng)的資產(chǎn)設(shè)施管理進(jìn)行整合，使業(yè)主能夠通過(guò)點(diǎn)擊查找相關(guān)內(nèi)同從而得到具體的細(xì)節(jié)，如安裝人員、安裝日期、授權(quán)信息、維護(hù)計(jì)劃等，方便與維護(hù)公司以及承包商的溝通聯(lián)系，從而達(dá)到降低成本的目的。采用該種手段可以使業(yè)主不再固守于物業(yè)管理的固化模式而可以采用多元化模式，將資源進(jìn)行整合，使其達(dá)到最優(yōu)化，從而使自身利益最大化。

結(jié)束語(yǔ)

隨著BIM技術(shù)的出現(xiàn)以及成熟，會(huì)對(duì)土木行業(yè)產(chǎn)生革命性的影響，會(huì)推動(dòng)整個(gè)土木業(yè)生態(tài)鏈的變化已經(jīng)會(huì)使價(jià)值鏈的重新整合。通過(guò)BIM集成信息會(huì)帶領(lǐng)土木業(yè)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代并且信息的集成能夠提升行業(yè)的透明度。但我國(guó)目前BIM仍處于初級(jí)階段，雖然目前BIM技術(shù)在施工企業(yè)的工程量計(jì)算、協(xié)同管理以及信息集成等方面都已經(jīng)進(jìn)行了應(yīng)用，但在施工階段的BIM應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未得到充分的挖掘，未來(lái)會(huì)隨著BIM技術(shù)進(jìn)一步的推廣與成熟，BIM將會(huì)為土木行業(yè)帶來(lái)巨變，推動(dòng)土木業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[4]李秋喜，李大華，張朋仁，王帥.基于BIM技術(shù)在工程中的應(yīng)用研究[J].安徽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，24（06）：53-56.