BIM技術(shù)應(yīng)用土木工程施工中的優(yōu)勢(shì)分析

張欣然 王斌 梁長(zhǎng)明

摘要： 隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，在我國(guó)土木領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，BIM技術(shù)通過參數(shù)模型整合項(xiàng)目信息，在項(xiàng)目的施工、設(shè)計(jì)、維運(yùn)方面改變傳統(tǒng)模式和方法，為項(xiàng)目的盈利、精細(xì)化管理、效率、質(zhì)量保障以及招投標(biāo)等方面做出貢獻(xiàn)。因此，將 BIM 技術(shù)應(yīng)用于施工階段有著很多方面的優(yōu)點(diǎn)，解決了許多傳統(tǒng)施工中存在的問題。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù);應(yīng)用;土木工程施工;優(yōu)勢(shì)

1 IBM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在土木工程施工過程中應(yīng)用，BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)比較多，最大的優(yōu)勢(shì)是可以模擬未完工的土木。可以在土木工程施工的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用 BIM 技術(shù)來模擬日照和節(jié)能工作等。同時(shí)，BIM 技術(shù)除了在土木工程項(xiàng)目中進(jìn)行 3D 建模、4d 仿真模擬，同時(shí)利用BIM的模擬特點(diǎn)，可以使工程施工方能夠進(jìn)行更高質(zhì)量地招投標(biāo)工作，同時(shí)對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行估算和有效的控制施工成本也有很大的益處，而且對(duì)提高造價(jià)控制的準(zhǔn)確性也有相應(yīng)的提升。 利用 BIM 技術(shù)模擬施工的同時(shí)，可以利用主模型和施工模型實(shí)時(shí)掌握施工進(jìn)度，有效預(yù)估施工的具體方向，并根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況提前規(guī)劃和計(jì)算后續(xù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況。有效的利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行這一過程，對(duì)施工過程中的每一處細(xì)節(jié)進(jìn)行虛擬實(shí)施，使施工企業(yè)能夠充分掌握和了解施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，施工單位可以提前預(yù)測(cè)下一步的施工計(jì)劃。全面了解施工難度，能夠在正式施工前做到心中有數(shù)。對(duì)項(xiàng)目施工前對(duì)工程有一個(gè)完整清晰的認(rèn)識(shí)，并預(yù)測(cè)施工中可能出現(xiàn)的問題，可以做到提前預(yù)防，并列出有效的應(yīng)對(duì)方案，保證項(xiàng)目的正常施工。在模擬過程中，相關(guān)施工單位也可以觀看模擬施工的過程，了解其原設(shè)計(jì)中存在的一些問題和不足，以便及時(shí)糾正和處理，避免問題的發(fā)生，延誤施工進(jìn)度。

2BIM技術(shù)在土木工程施工中的具體應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化

在土木領(lǐng)域施工中，場(chǎng)地布置、機(jī)械設(shè)備布置以及現(xiàn)場(chǎng)各區(qū)域的劃分都是影響施工進(jìn)度的主要因素，也是衡量一個(gè)施工方案是否是最佳的施工方案標(biāo)準(zhǔn)之一。在建造項(xiàng)目施工前，通過對(duì)項(xiàng)目的各種幾何參數(shù)進(jìn)行融合，再運(yùn)用BIM技術(shù)將三維模型通過仿真的3D模擬展示出來。提前通過建模模擬仿真預(yù)施工狀態(tài)，提前知曉場(chǎng)地的布置是否合理及機(jī)械設(shè)備在后期運(yùn)營(yíng)中是否會(huì)和土木物產(chǎn)生沖突。例如土木行業(yè)塔吊在后期與土木物產(chǎn)生碰撞，是常見的方案事故，影響現(xiàn)場(chǎng)正常施工、降低施工效率。利用BIM技術(shù)可以提前模擬施工，檢驗(yàn)方案的優(yōu)化性，對(duì)機(jī)械設(shè)備、加工區(qū)、場(chǎng)地布置等區(qū)域可以進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，對(duì)施工方案進(jìn)行最優(yōu)協(xié)調(diào)，減少經(jīng)濟(jì)損失，做到成本可控制，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目盈利最大化。

2.2 ?明確施工階段中的各個(gè)目標(biāo)

土木企業(yè)需要明確施工進(jìn)度管理的目標(biāo) ，首先，合理分配工程建設(shè)的各個(gè)階段和工程竣工的期的任務(wù)，做好進(jìn)度控制和糾正偏差等工作。通過利用 BIM 技術(shù)在施工中的應(yīng)用主要解決了任務(wù)分配、進(jìn)度控制和糾正偏差等問題。根據(jù) BIM 技術(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，施工單位可以準(zhǔn)確計(jì)算出不同階段所需的材料定額，資金定額和所需機(jī)械數(shù)量等。并有效結(jié)合企業(yè)的計(jì)價(jià)規(guī)范和施工進(jìn)度，合理計(jì)算出所需的材料量、人工量和機(jī)械數(shù)量。在進(jìn)度控制過程中，當(dāng)實(shí)際施工情況與進(jìn)度計(jì)劃不符時(shí)，可以利用 4DBIM 技術(shù)模型將進(jìn)度計(jì)劃與實(shí)際施工情況進(jìn)行比較，從而調(diào)整進(jìn)度，提高施工單位的進(jìn)度控制能力。 BIM 技術(shù)的應(yīng)用要求高水平的土木施工技術(shù)人員作為技術(shù)保障，同時(shí)對(duì)技術(shù)人員和操作人員的技能水平提出了嚴(yán)格的要求。土木工程企業(yè)應(yīng)積極的組織相關(guān)人員學(xué)習(xí)和加強(qiáng)BIM技術(shù)的應(yīng)用技能，通過有效的培訓(xùn)和考核制度，要求熟練掌握 BIM 技術(shù)的專業(yè)性和相關(guān)的基本技能。在保證 BIM 技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量和效果的前提下，為 BIM 技術(shù)的有效使用和施工效率的提高提供了人員和技術(shù)的基礎(chǔ)。土木工程施工企業(yè)也要加強(qiáng) BIM 技術(shù)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，不應(yīng)將BIM 技術(shù)僅作為管理和技術(shù)人員的學(xué)習(xí)目標(biāo)，而應(yīng)該將 BIM 技術(shù)應(yīng)確保交付給施工項(xiàng)目中的所有施工人員，普及所有參與施工的員工的素質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化的技能和綜合能力得到提升，在提高生產(chǎn)效率和保證施工質(zhì)量的同時(shí)，建設(shè)高素質(zhì)、高能力的施工隊(duì)伍。

2.3 對(duì)材料進(jìn)行控制

傳統(tǒng)施工主要借助的人工操作的形式，需要加強(qiáng)對(duì)資金、材料的應(yīng)用量的計(jì)算，不僅會(huì)耗費(fèi)工作時(shí)間，還會(huì)出現(xiàn)計(jì)算不準(zhǔn)確的問題，再加上市場(chǎng)中各類材料的價(jià)格可能會(huì)有變動(dòng)、國(guó)家福利政策會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致工程施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)材料價(jià)格波動(dòng)的問題，難以進(jìn)行資金的合理控制，對(duì)工程的效益發(fā)展產(chǎn)生不利影響。此狀況下就應(yīng)該科學(xué)運(yùn)用 BIM 技術(shù)，編制相應(yīng)的資金管理規(guī)劃內(nèi)容，借助建模系統(tǒng)整合工程數(shù)據(jù)信息、成本信息、材料信息等等，通過 3D 技術(shù)建立模型、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在 BIM 技術(shù)的支持下按照具體的工程動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)工程量準(zhǔn)確計(jì)算出來，便于動(dòng)態(tài)化的進(jìn)行材料價(jià)格、項(xiàng)目涉及到資金的管理。在日常施工期間，也可以運(yùn)用電子設(shè)備、移動(dòng)通信設(shè)備等，在現(xiàn)場(chǎng)開展追蹤管理活動(dòng)，隨時(shí)性的了解施工期間資金占用量、材料應(yīng)用情況等等。

2.4 ?在工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用

工程質(zhì)量是促進(jìn)土木企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)，在土木工程管理中合理運(yùn)用 BIM 技術(shù)，輔助質(zhì)量管理工作，結(jié)合項(xiàng)目的特點(diǎn)和需求，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行工作指導(dǎo)，并實(shí)現(xiàn)信息化管理。質(zhì)量管理數(shù)量大，種類多，實(shí)效性高，是 BIM 技術(shù)管理工程質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。BIM 質(zhì)量管理是以 BIM 數(shù)據(jù)生產(chǎn)、處理、解析為基礎(chǔ)的。工作人員只需要對(duì)整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的相關(guān)資料進(jìn)行收集和整理，并導(dǎo)入 BIM 系統(tǒng)當(dāng)中，BIM 系統(tǒng)將會(huì)形成一套完整的設(shè)計(jì)圖紙和模型，將每個(gè)周期詳細(xì)的數(shù)據(jù)提取出來。BIM 數(shù)據(jù)的提取對(duì)每個(gè)周期每個(gè)工作流程都有詳細(xì)的定義，對(duì)構(gòu)件類型、建造位置、工程量清單、招標(biāo)投標(biāo)、施工進(jìn)度、周期、安全管理等都有具體的描述，根據(jù)應(yīng)用的需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)化，來提取數(shù)據(jù)庫的模型數(shù)據(jù)。在 BIM 為載體的土木質(zhì)量管理體系中，數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，更新速度快，舊的質(zhì)量管理信息不斷被覆蓋，新的數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生更新。

2.5成本管控的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在工程項(xiàng)目管理成本控制方面發(fā)揮著非常重要的作用。土木項(xiàng)目的成本主要取決于材料、人力和機(jī)械設(shè)備、人員管理等方面。通過采用 BIM 技術(shù)進(jìn)行成本控制時(shí)，一方面可以優(yōu)化構(gòu)造方法計(jì)劃實(shí)現(xiàn)材料資源的最佳組合和配置，并有目的有計(jì)劃地引進(jìn)工程材料等物料，提高物料應(yīng)用的清晰度，梳理物料來源和去路，減少物料資源浪費(fèi)的發(fā)生，避開多次采購(gòu)的困擾;另一方面，成本控制和施工時(shí)間控制在很大程度上是相互的，通過 BIM 技術(shù)根據(jù)整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的總建設(shè)規(guī)模和數(shù)量，合理安排項(xiàng)目建設(shè)過程，實(shí)現(xiàn)細(xì)致發(fā)展，分階段完成施工目標(biāo)，分層次進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)，梳理土木項(xiàng)目施工工序，確保結(jié)構(gòu)施工的正常進(jìn)行，確保項(xiàng)目的順利進(jìn)行并有效地控制工期。成本管控和質(zhì)量管控是相輔相成的，二者之間可以相互滲透，兩者之間的關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì) BIM 技術(shù)的應(yīng)用技巧上，這為有效管理和控制另一方奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)束語

雖然 BIM 技術(shù)在土木施工企業(yè)中得到了全面的應(yīng)用，隨著 BIM 技術(shù)的進(jìn)一步推廣和成熟，需要不斷創(chuàng)新BIM 技術(shù)，促進(jìn)土木行業(yè)帶來新時(shí)代的變革，推動(dòng)土木工程行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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