BIM技術在土木工程施工領域的應用進展

王俊?李揚

摘要：在建筑業數字化、信息化的發展中，BIM技術是重要的代表之一。該技術的應用不僅能促進土木工程管理向科學化方向的實施，而且對實現土木工程施工技術的量化管理和可視化管理具有十分重要的作用，對提升技術操作質量具有重要參考意義。本文主要針對BIM技術在土木工程施工領域的應用進行簡要分析。

關鍵詞：BIM技術;土木工程;施工;應用

一、BIM技術概述

BIM技術概述是一種建筑信息模型，它最早起源于美國，用美國國家標準定義，BIM是一個物理和功能性數字表達，同時也是一個共享知識資源，在項目不同階段，不同施工單位在BIM中提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協調作業。目前，BIM技術在一些發達國家中的建筑得到普及，很多西方國家針對BIM技術發展做出過特別研究，而我國隨著改革開放之后，建筑行業的得到了飛速發展，BIM技術體系在我國也得到基本應用，目前BIM技術在我國集中應用于復雜型建筑、古建的應用、以及對于文物建筑的修復上等。而且BIM技術應用會大大減少施工過程中的錯誤率，對工程的各個參與方來說，減少錯誤對降低工程成本都有很重要的影響，施工企業會因此減少施工時間，進而提高施工效率。

二、BIM技術特點

（一）可視化

在傳統的建筑行業中，拿到施工圖紙之后，都會對建筑模型加以想象，對于一般簡單的東西這種方式未嘗不可，但是隨著我國建筑業的進步，各種建筑物的層之不窮，原來的方式也已經跟不上現在的建筑節奏，所以需要在原有基礎上，使建筑物更形象地體現出“所見所得”，BIM技術可以建立整個工程三維模型，并且可以根據電腦技術展示出來，方便了施工人員對于實物的了解，也便于工作中的溝通和交流，從而大大縮短了施工周期。

（二）模擬性

BIM技術可以對實際物體中進行模擬實驗，借助4D管理系統對各個施工環節都可以進行模擬操作，既有效的控制工程造價、工程進度、三維畫面模擬，也能達到科學合理地進行施工管理的目的。

（三）協調性

BIM技術在土木工程建設后期具有良好的協調性，既能協調管理單位和施工單位之間的工期，又能避免因為溝通不實而引發的各種問題。例如在土木工程建設中，對于墻壁中閥門的布置問題上，因為在土木工程上施工圖紙是各自繪制在各自的施工圖紙上的，真正施工過程中，可能在布置管線時正好在此處有結構設計的管道等構件在此對管線的布置進行妨礙，這種就是施工中常遇到的碰撞問題，而BIM技術能夠合理解決類似于這些的碰撞問題。它具有良好的協調性能，能夠方便于對傳統土木工程建筑中的改裝，也能規避因為施工過程中因溝通不及時而出現的各種問題。

三、BIM技術的應用進展

（一）建立三維建筑模型

技術人員可以將施工設計方案中的所有信息輸入BIM數據庫當中，得到三維建筑模型。通過模型可以完整形象地展現建筑物的全貌，并在此基礎上進行進一步的修改和完善。三維建筑模型中的每一個部件的尺寸、材料、性能都可以進行針對性修改，無需像傳統建筑圖紙一樣“牽一發而動全身”。在現場施工時，施工人員也可以直接參照三維建筑模型進行操作，提高溝通效率和協作能力。

（二）進行模擬施工測試

只要具備足夠完善的數據庫，我們就可以對整個施工建筑過程進行模擬測試，合理安排施工計劃和施工步驟。每一個施工步驟中都有可能存在安全隱患，只要我們事先通過全面的模擬測試找到并排除隱患點，就可以用模擬試錯代替現場試錯，既可以保障施工安全，也可以節省建筑成本、提高施工效率。對于施工過程中可能出現的各類特殊狀況，例如低溫、雨雪、地震等，也可以進行分別測試，盡量減少自然災害造成的安全事故和經濟損失，并做好相關預防措施。

（三）分析施工成本

在傳統的土木工程施工領域中，成本控制一直是我們面臨的重要難題。由于傳統施工項目中存在大量的不確定、不可控因素，現場施工人員往往需要不斷地改變建筑部件和操作方法，造成施工成本節節攀升。而通過BIM技術，我們可以通過詳盡的模擬測試找到最合理的施工方案，減少施工過程中的不確定因素，從而更加精準地計算出施工過程中所需的材料成本和人工成本。同時，BIM技術下的成本計算也更加快捷、更加智能，同時還可以結合施工成本選擇更加優化的施工方案，實現真正有效的成本控制。

（四）加強現場管理和溝通

與傳統建筑圖紙相比，BIM模型更為形象、直觀，可以直接為現場施工人員提供操作參考，并提高施工人員對工程項目的理解程度，增強管理人員和現場施工人員的溝通效率。現場人員在施工過程中如果發現施工方案存在缺陷、或存在理解障礙，也可以直接對管理人員進行反饋，避免了多層級匯報產生的信息誤差。

（五）優化造價管理

在理論層次上，有學者對造價預算中BIM技術的使用展開了研究，指出BIM技術在土木工程項目預算中應用的難點，并以此為基礎制定了造價估算的基本操作理念，不僅如此還制定了5DBIM技術成本估算流程圖。關于工程的造價方法，有學者將BIM技術當作基礎，深入地分析了核算工程成本的主要理論，同時闡述了實現的方法，強調了BIM技術在計算造價成本中的應用價值，同時闡述了基于BIM技術核算造價的3種方法：第一種，借助API接口將BIM軟件和成本預算的軟件連接在一起。第二種方法，使用開放的數據庫與ODBC連接在一起，能夠直接訪問BIM模型對應的數據庫。第三種，借助BIM軟件提取項目工程的性，然后以表格文件的形式實現外導。在工程的造價管理當中，各種造價計算軟件已經發展地較為成熟，使用比較便利。但是直到目前還沒有辦法使用《建設工程工程量清單計價規范》，而且該規范無法系統地對各類工程構件以及有關的材料展開分類。因此，在工程造價管理中使用BIM技術需要將理論和工程應用緊緊結合在一起，展開更深入地思考。

（六）對施工進度和成本進行控制

傳統的土木工程施工主要是靠一些網絡圖和施工現場的照片進行進度控制的，所以這樣的方法就會造成工人窩工、工序搭接不合理，現場信息反饋不準確，而BIM技術能夠及時對施工現場的一些數據進行收集，然后再把總進度的信息按照專業、樓層的形式和實際的模型聯系起來，不僅分析更加方便，對于每一個區域和建設步驟需要使用的資金、人力、材料、機具配備等情況都能具體控制，數據分析不清問題都能很好地解決，并且在建筑的時候完成之后就可以把時間輸入進去，并且設計圖中的總進度進行分析，然后可以及時糾正，對總進度進行修改。對于施工過程中的成本控制則是根據BIM技術中的協調化特征進行控制的，因為他對建筑的數據有詳細的記錄和分析，在購買材料以及安排人力資源的時候就可以做到科學合理，避免資源的浪費，需要的材料資金、人工需要發放的工資、還有機械的進場和購買都能夠降到最低，因此工程成本也能夠有效地控制，從而提高企業的利潤。

四、結束語

綜上所述，BIM技術在土木工程施工中的應用，可以明顯改善對于施工過程中的施工成本控制、施工進度，而且施工管理方面也得到了有效加強，從而能夠提高施工工程中的質量。隨著我國科學技術的發展，BIM技術將會在我國建筑業原有基礎上，得到更大幅度的提高。建筑業的前景的廣闊，也會因為BIM技術的普及應用得到更為廣泛的增強。

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