土木工程施工中的BIM技術應用研究

王一凡

（臨沂市城市管理綜合服務中心，山東臨沂 276037）

由于BIM技術的諸多優勢，BIM在建筑業中的應用越來越廣泛。對BIM技術進行科學合理的利用也是目前發展的必要條件和關鍵前提。為了更好地應用BIM技術，首先要對BIM技術有深入的了解和探討，以便更好地應對BIM對土木工程的綜合影響。與此同時，BIM技術在工程建設中的應用，可以在一定程度上看到其利弊并起到積極作用，及時改進BIM中的不足并加以創新。

1 BIM技術概述

在建筑及土木工程領域中，BIM技術有著極其重要的作用和深遠的影響，為了保證BIM的順利實施，我們必須對BIM技術有一個正確的認識和理解，以便更好地發揮其作用。要理解BIM，必須對其概念、優點、應用難點等進行深入探討。

1.1 BIM技術概念

BIM技術的全稱是Building Information Modeling，通常稱它為建筑信息模型。其關鍵在于充分利用數字化技術、傳感器等先進技術，建立虛擬三維模型，并將其應用于工程建設中，以保證工程設計的合理性和有效性。

1.2 BIM技術的優勢

當前BIM技術已發展成為一項關鍵技術，正逐步應用于土木工程等諸多領域。BIM在建筑和土木工程領域中已顯示其自身的優勢和劣勢，其具體表現為：

1.2.1 較強的模擬性

在施工中，應用BIM技術可以全面、科學、合理地模擬建筑工程設計，使建筑模型直觀地展現在人們面前，具有很大的優勢。它不僅能引導人們參與到工程預處理過程中，而且能對模型中存在的問題有一個清晰的認識，并能及時、適當地進行識別和調整，有效避免工程建設中不必要的問題，避免了不良后果和影響。

1.2.2 有效的溝通性

BIM技術以數字技術為基礎，以計算機網絡技術為基礎，結合BIM在土木工程中的作用，是一種體現時代潮流，將設計人員、工程項目和工程客戶聯系起來的技術。兩者之間的有效溝通是土木工程的可靠保證，起著舉足輕重的作用。

1.2.3 BIM技術在我國國應用的現狀分析

在我國，土木工程是一個復雜的組織，具有多種類型和規模。目前，BIM在國內發展空間和前景仍十分廣闊，BIM技術在技術層面上沒有太多的技術內容，但圍繞著BIM在某一行業的廣泛應用，權威機構應該予以認可，最重要的是將基于全過程的信息管理理論與相應的建筑師的設計理念相結合，但通常需要較長的時間；BIM技術涉及的行業標準相當苛刻，但中國土木工程的最大問題是行業標準不夠規范，要求不高，主要與社會發展環境和體制有關。但實際應用和推廣BIM技術是一個難點。

由于BIM技術應用領域廣泛，應用方式復雜，如BIM建模和相應的管道設計，BIM設計可以說是一項比較成熟的技術，但是我國很多施工單位在實施BIM時，對BIM概念了解不多，應用還停留在表層，這也是BIM在土木工程中應用相對落后的原因。

隨著BIM技術的不斷發展和廣泛應用，住宅建筑信息化建設的重要性日益突出。中國土木工程建設規模龐大，必然要求傳遞信息，這就增加了傳遞過程中出現錯誤的可能性，嚴重影響了土木工程的發展，BIM技術可以有效整合信息，構建全方位的信息。因此，土木工程信息整合的誤區非常重要。推動中國在可持續發展的基礎上制定節能措施，BIM技術的應用符合中國推進的可持續發展戰略，隨著信息時代的快速發展，各國對信息管理提出了更高的要求，中國不斷運用BIM技術實現信息管理信息化。

2 BIM技術在工程施工階段的應用分析

2.1 工程施工階段的BIM應用分析

BIM技術在項目中的主要應用如下：

（1）采用BIM技術可以優化施工階段的整體施工方案。工程施工階段，利用BIM技術進行三維設計、調度，根據施工進度和質量的變化，通過BIM技術平臺對現場實際位置進行具體分析，及時發現問題，找出最佳施工方案，進行調整。對施工順序、工程量進行分析和優化，對施工過程中最重要、最困難的因素進行模擬，從而完善整個施工方案。

（2）工程建設過程中，BIM技術能夠模擬建設項目，而項目虛擬設計對整個建設過程和工程質量有很大影響。模擬實際工程，準確確定施工進度，有利于與設計方案相適應；同時，通過BIM技術的配合，能夠客觀、準確地捕捉到參與工程建設的各單位對建設項目的實施情況，以及實施過程中出現的問題和時機。通過BIM提供的平臺，可以實現項目中各參與單位之間的信息交換和溝通，達到信息對稱和交換，減少矛盾和摩擦。

（3）在施工期間，可以使用BIM技術制作三維動畫，在施工期間，設計和執行的業主可以用三維動畫模擬整個施工過程，并用客戶繪制的三維動畫呈現。但是在三維動畫仿真中，這種動畫形式變得十分復雜，相應的渲染效果也不能滿足用戶的需求，傳統的廣告投資無論在資金還是時間上都過大，既不經濟又不實用，對這種公關沒有效果。BIM系統包含了整個建設項目的全部數據信息，為廣告客戶提供了詳細、全面的信息，有助于提高三維動畫仿真和工程仿真的質量，增強渲染效果，也能真實地反映整個項目。

2.2 在工程施工階段運用BIM技術的益處

（1）以BIM為平臺，對施工全過程進行質量和形象檢測，傳統的建筑工程設計多采用二維CAD 軟件進行平面設計，但對于工程的各個環節，相應的圖紙是不統一的，而且彼此獨立。在第一階段的施工過程中，總監理工程師對整個工程進行檢查和確認，但這種人工控制不可避免地會造成與實際情況的偏差，因此也有必要對其時間和能耗進行分析。因為工程項目對施工時間的要求比較高，所以，在施工過程中進行這類人工檢查，對施工時間的影響不大，使出現設備與管道碰撞問題的工程項目比較復雜。根據實際情況來決定這些問題會影響施工進度，增加施工成本。而在工程施工階段采用BIM技術，可以很好地解決這一問題，不僅不影響施工進度，而且節省了工程費用和時間。

（2）采用BIM技術，可對整個工程進行施工方案調整。利用BIM技術平臺，實現施工階段質量控制和質量評價，并根據工程實際情況對設計體系進行調整。

（3）BIM技術應用于施工階段，可以避免各種較大的誤差。采用BIM技術進行三維工程施工仿真，可以對施工前期的各個環節有一個清晰的了解，避免影響施工過程。另外，使用三維設計圖紙可以使施工人員在施工過程中更舒適、更輕松，將文本資料解釋清楚，避免因誤讀造成重大錯誤。

3 BIM技術在施工中的具體應用

BIM技術在工程建設中起著重要作用，它的具體應用體現在三個方面：

3.1 運用BIM技術進行模擬建模

將BIM技術應用于建筑工程，在建模的過程中，首先整合相關數據，最后建立完整的數據模型。不僅要先建立主體模型，而且要先捕捉全局，還要建立施工模型，準確捕捉施工過程和步驟。在模型仿真中應用BIM應該做以下工作。

（1）重視信息的全面和完整性。為確保工作的順利進行，必須保證資料的完整、準確，才能保證工作的順利進行。缺少信息會給建模帶來嚴重影響和不良后果。

（2）把握各種信息之間的關聯性。只有在收集和理解各種信息的基礎上，建模才能做得更好，并且能夠有效把各種對建模工作至關重要的信息聯系起來。

（3）要嚴格數據采集，保證數據的一致性、統一性、客觀性、真實性，確保數據真實可靠。

3.2 運用BIM技術進行模擬施工

第二階段式建筑仿真，即建模的BIM技術。仿真具有很多優點和優勢。工程實踐中，及時發現可能出現的諸多問題，盡量避免不利影響，了解正常施工過程和正常進度，運用BIM技術進行模擬設計時應考慮以下幾點：①充分利用BIM的優勢，優化BIM的應用；②要對模擬施工過程嚴格監控，找出施工過程中存在的問題，采取積極有效的措施合理解決，避免出現具體問題；③深入了解和掌握模擬施工的每一個環節和步驟，真正避免施工過程中出現的各種問題。

3.3 運用BIM技術進行施工管理

首先，要建立健全制度，把建廠作為各項工作的重要組成部分，嚴格按制度辦事；其次，在施工過程中，應配備專業管理人員，對施工過程進行嚴格有效的管理。

4 BIM技術的有效應用價值

4.1 運用BIM技術有助于更好地及時查詢

將BIM技術應用于土木工程，能更好地建模。為了有效提高管理效率和水平，必須在做好造型設計的基礎上，減少施工安全隱患。

4.2 運用BIM技術有助于提高監管水平

將BIM技術應用于土木工程，有利于施工過程的全程監控和管理。采用BIM技術對土木工程進行監控，一方面可以及時發現問題，采取有效措施加以解決，另一方面可以提高行政效率、工程質量和管理水平。

5 結論

BIM技術與以往技術相比，具有很多優點，被廣泛應用于高層建筑、土木工程等領域，并發揮著不可替代的作用，必將成為未來發展的強大動力。將BIM技術應用于深基坑施工，能很好地模擬和模擬現場，并對其進行嚴密的監控和管理，有利于節省工程造價，促進工程建設，進一步提高工程效率和加快進度，提高工程質量。與此同時，BIM技術的不斷創新，推動了土建行業的健康發展。BIM技術是一種集成、系統、功能共享的信息技術，具有較高的工程應用價值。既可體現三維設計，又可模擬工程設計的全過程及局部細節，適合工程設計人員熟悉建筑環境，加強工期控制及成本管理，避免不必要的問題。可通過加強BIM標準化建設，加強BIM技術與其他技術的協同，使其不斷完善和優化。