BIM 技術在土木工程施工領域的應用進展

郝 巖 張志琦 田多賢 王 騫 張 雷 張錦鋒

（甘肅農業大學， 甘肅 蘭州 730070）

BIM 是應用于建筑行業最重要的數據化工具。BIM 的概念由1970 年美國建筑行業提出關于數據處理的新方式，它是通過概念實現和表達，并通過建筑項目特性和功能特性，進行數據化的處理技術。所以這樣的活動就是一種新知識信息的分享，也是對建筑問題討論的一種方式。在建筑業中BIM 技術是應用比較廣泛的數據化工具，而且已經取得很好的應用效果。在土木工程中使用BIM 技術可降低工期延誤的風險，還可以對土木工程項目實現整體性能的優化。

1 BIM 技術和土木工程

BIM 技術是建筑信息管理系統，主要是利用3D 數字技術，對土木工程施工中的各種數據進行全面的整理，而且利用三維軟件進行分析，最終形成三維模型。在土木工程施工的過程中，使用BIM 技術可以對整個工程進行科學、合理規劃、設計，可以提高土木工程的管理水平和工程的質量，保證建筑工程順利進行，間接縮短工期，增加企業的經濟效益。

BIM 技術在土木工程中的使用最早在1970 年，隨著信息技術的發展，為BIM技術的應用提供一個良好的環境。從那以后，BIM 技術在全球范圍之內迅速傳播，已經實現更廣泛的應用。BIM 技術在我國的土木工程使用還處于初級階段，在應用的過程中還有許多問題需要處理。

2 BIM 技術在土木工程行業應用的重要性

在沒有BIM 技術的時候，土木工程施工的具體操作流程都是依靠建筑工程設計人員專門制作網絡計劃的模式進行設計。但是隨著信息技術和土木工程的不斷發展，傳統的網絡計劃已經不能滿足現代人們對于建筑工程的認識，現實中遇到的突發情況，也不能在網絡上表示出來，工程人員也不能對可能出現的情況進行準確的評估，建筑工程的很多細節都不能及時調整，有很多設計不合理的地方也不能及時反饋給工程設計者，導致現場施工人員即使發現問題，也不能及時進行調整。自從BIM 技術出現以后，BIM 技術可以有效地解決土木工程建設過程中時間和空間遇到的所有問題，并根據數據模型展現出來，把建設目標動態化，也可以隨時改變工程參數，管理人員也可以對工程的每個流程進行有效監督和管理，進而保證工程施工順利進行，保證工程質量。

3 BIM 技術在土木工程中的應用

3.1 BIM 技術在施工階段的可視化應用

在土木工程建設過程中，設計人員只能依靠自己的想象對整個工程進行構想，即便自己可以理解，也很難向現場施工人員表達信息，這樣就很容易出現設計和現實施工出現誤差。BIM 技術在土木工程施工中的應用可以有效解決可視化建筑模型，實現3D 模型，其中不僅有外觀的構建，還包括內部的三維模型。人們可以利用BIM 技術觀察建筑的方方面面。現在一些造型新穎的建筑具有時代特色，這樣施工的難度就會呈幾何倍數增長。但是，在施工現場，工程管理職者會用BIM技術和遙感技術，結合數據成像等技術，讓整個工程信息準確，自動出現在施工人員的面前，進而提高員工對工程的認識。

3.2 BIM 技術在土木工程中虛擬施工的應用

BIM 技術虛擬施工是在完成可視化模型的基礎之上，通過建筑工程設置時間數據，用動態可視化的方式把建筑的施工過程用視覺方式表現出來，這樣有利于土木工程設計者和現場管理者提前發現設計和施工中可能出現的問題。在利用BIM 技術進行模擬施工的時候，可以利用主題模型和施工模型這兩個，第一時間掌握工程的進度，評估施工的方向，并根據發展情況對施工現場進行提前計劃。這個過程可以通過計算機進行，建筑工程的每一個細節都可以進行虛擬實現，進而幫助施工企業提前預知施工進度和施工難點。另外，解決施工問題的同時還應該預測施工過程中可能出現的情況，做到提前預防，并把預測的方法一一列舉，保證施工進度正常進行。在模擬的過程中，相關施工企業還可以模擬施工觀看，這樣可以清楚認識到設計中的問題，這樣就會有大把的時間進行改正，減少設計不合理的現象。對于土木工程來說，BIM 技術是比較實用的技術。虛擬施工計劃也是對建筑工程可行性的一次驗證，通過虛擬施工可以把施工過程中所需要的時間和空間進行準確的預測，當真正施工的時候，就可以嚴格按照預定的計劃進行，加強工程管理。

3.3 BIM 技術在現場施工管理中的應用

BIM 技術不僅可以實現對整個建筑工程的施工管理，而且也可以在某一個部分工程的階段，每個流程，對其中的某一個點進行精準的管理，進而實現由局部到整體的全方位的把控。利用BIM 技術可以對建筑工程進行施工管理，這就需要對建筑工程的詳細數據進行了解和時間參數的認識。這最主要的就是用計劃模型校準已經建成部分的數據，然后把3D 數據和BIM 模型進行匹配，這樣就可以修正已經完成部分，進而實現對建筑施工的控制和管理。具體的流程是根據建筑工程結構施工設計圖用CAD 畫出節點的二維刨面圖，用來表示出節點梁的上下皮鋼筋，用BIM 技術表示出梁柱節點的鋼筋和型鋼空間的關系。

3.4 BIM 技術在信息處理平臺的應用

在土木工程建筑活動中，BIM 技術作為新興的處理方式，它對建筑工程的影響十分巨大。但是BIM 技術也是新的信息技術，在它使用的過程中需要平臺的支持，這個也是信息、數據收集穩定的基礎，也是實現信息價值的關鍵。在BIM 技術應用的過程中，想要增加在土木工程中的價值，就必須讓BIM 技術做到內容更加充分。這就是信息處理的過程。同時也是對BIM 技術收集的過程。在這個過程中應該加強信息處理的準確性，提高信息質量，才能保證相關決策做到準確有效。BIM 技術也可以和地理信息系統相結合，這樣二者可以形成一個新的整體，這樣就可以讓BIM 技術更好的發揮應有的作用。

4 結束語

總而言之，BIM 技術可以利用3D 模式展現建筑物的示意圖，模擬建筑物的施工過程，促進工程技術人員熟悉施工的主要內容，強化管理者對于施工質量的控制，可以在施工之前就發現建筑世界的不合理的地方，施工過程中有錯誤也可以通過BIM 技術及時發現，及時修改進而減少因為設計和二次返工的費用。在科學技術日益發展的今天，施工企業應該根據自己的實際情況，借助BIM 技術提高建筑水平和自身的管理水平。施工企業可以利用BIM 技術，不斷積累經驗，不斷創新。隨著BIM 技術在土木工程的使用，也將提高工程的質量。