BIM 技術在土木工程中的具體應用措施探討

劉華 銀克儉 張璞紅 范銀龍

BIM 即建筑信息模型，在科學技術的快速發展之下，BIM 技術在土木工程施工管理和設計上得到了充分的應用。其主要原理是依靠計算機和網絡，構建出全方位工程模型，以便管理人員多角度掌握工程信息。BIM 技術可以通過對工程設計、維護和實際施工的模擬，預測出實際施工中可能出現的問題，并可有針對性地制定出有效的管理方案，以保證土木工程的順利進行。該技術的應用，對提升土木工程施工效率、質量、進度以及企業經濟效益具有重要意義。

1.BIM 技術概述

應用BIM 技術及結合工程圖紙對建筑結構進行的三維建模，能有效實現工程項目的可視化、結構化[1]。（1）利用BIM 技術可以在土木工程開展前就對項目的整體有一個全面了解，利用工程模型，找出工程可能出現的不科學和不合理之處。（2）是通過3D 模型可以觀察工程中的每一個細節，以確保企業和承包商之間不會出現意見分歧。（3）通過BIM 技術可以發現土木工程設計中存在的不合理之處，能提前制定措施解決。（4）通過計算機模擬確保正式施工時一切事物都能在掌控之中。

2.BIM 技術在土木工程中應用的意義

由于受到來自多方面因素的影響，當下我國土木工程的工程造價管理、安全管理、進度管理以及質量較為傳統，沒有實現工程管理的現代化，施工數據得不到連貫，部門之間信息無法得到共享和交流。BIM 這一新模擬技術的投入使用，讓建筑工程原先零散的數據變得統一化和整體化，在項目的決策、施工和竣工階段具有重要的參考價值。

從工程造價管理和進度管理來看，經BIM 技術多角度分析之后，在項目最終決策階段能夠發揮出不錯的參考效果。工程設計階段需要輸入信息構建出相應的工程模型，然后通過模型分析，對工程的成本、預算進行估算。項目完成之后，還可利用BIM 技術生成竣工模型，借助于BIM 技術將建筑工程管理動態性呈現[2]，最終達到減少人工成本、提高造價控制水平的效果。

在工程誤差方面，借助于BIM 技術組建的6D 關聯數據庫可實現工程的零誤差施工，為提升工程質量、工程造價管理效率提供了極大支持，并可通過BIM 模型快速獲取工程材料用量、成本估算以及設備統計，對提升工程整體管理效率有著重大意義。

在資源配置方面，傳統土木工程管理模式較為守舊，規模龐大且施工周期長的工程無法在第一時間收集和整理，進而難以實現資源的有效分配，在此情況下經驗主義泛濫，對施工整體管理造成了較為不良的影響，施工精細化管理難以實現，而借助于BIM 技術高效的數據管理，能夠在短時間內整合工程各個階段的信息數據[3]，為制定精細化管理方案提供了有力支持，讓原本的資源、資金、人力、物力的消耗大大降低，從根本上提升工程整體效益。

3.BIM 技術在土木工程中的具體應用措施

3.1 BIM 技術在工程進度管理中的應用

3.1.1 施工管理的應用

土木工程管理部門要基于BIM 的事前三維模擬建立完善、標準的施工進度管理制度，并在此基礎上加大管理力度，明確進度控制人員以及施工人員的職責。對于存在缺陷或者不處在正常工作狀態的施工項目，管理人員要及時發現并及時更換，要根據實際情況具有針對性的處理，以全面保證工程進度。要加大施工設備的配置力度，采取先進的施工設備和施工手段，全面提升施工效率。在工程施工前，根據BIM 的4D 虛擬建造技術制作4D 模擬動畫，借助可視化設備進行項目虛擬描述，制定明確的施工進度計劃，對施工進度以及施工范圍做全方位的考慮，在計劃期間做好充足的準備，確保土木工程順利進行。

3.1.2 施工進度信息收集的應用

施工進度信息收集對于借助于BIM進行全方位工程進度掌控有著重要意義。施工進度信息收集內容主要包括工期影響原因、完成程度、已經消耗資源以及工程驗收單、變更情況等，借助圖像拍攝現場施工情況的圖片，利用3D掃描技術得到實際建筑模型，并通過智能移動終端實現對工程的全過程監督、信息存儲以及資料上傳，全方位確保土木工程的施工進度。

3.3.3 分項工程管理中的應用。

按照土木工程施工規范標準進行施工，分部和分項工程監管也是保證整個工程進度的基礎，管理人員要將其作為重點控制對象，在按照相關施工圖紙和采用合格材料的前提下，將工作重點置于標準和施工規范上，將進度監管貫穿到工程的每個環節。比如在土木工程中，地基支護就是一大分項工程，監管人員要借助BIM 技術實現對施工現場的監管，確保施工人員嚴格按照施工規范進行，保證施工質量的同時不影響工程進度。最后，要做好關鍵部位和薄弱環節的監管，土木工程的關鍵部位和薄弱環節很大程度上是由施工人員的素質和施工內容所決定的。薄弱環節包括兩個方面：（1）技術和工藝，這方面的薄弱會導致工程進度無法得到保障，所以需要重點控制。（2）容易影響進度的部位，借助BIM 技術的事前分析，可迅速找出重要或者關鍵控制點，最終達到事半功倍的效果。

3.2 BIM 在施工階段中的應用

BIM 技術現階段在土木施工階段中的應用廣泛，而建筑的整體布局和設計是重要內容。將BIM 技術應用到土木施工中主要表現為：（1）通過分析建筑的總體信息以及建筑施工的完整性，實現建筑各部位之間相互協調。（2）保證施工階段和控制終端之間能夠進行正常的信息交流，保證整個土木施工工序的合理性，并在此基礎上找出不合理之處，將其優化。（3）在建筑設計方面需要各個環節之間的相互協作。（4）在施工的控制管理中，建筑材料的進場需在完成技術交底工作之后，嚴格根據參數進行下單制作，明確重點控制對象，比如一些鋼結構和較為復雜的結構設計，這些部件需要在合同簽訂之前就根據BIM 模式進行模擬設計。（5）BIM 技術在構件的應用方面，需要對土木施工整體進行合理的劃分和切割，不僅要滿足美觀要求，還需要滿足現場的施工要求。

3.3 BIM 技術在工程造價管理中的應用

3.3.1 在項目投資中的運用

項目投資成本的預算是施工項目展開的重點，也是造價管理的核心組成。在傳統項目投資管理中，其主要手段是通過項目估算，即在原有數據的基礎上對項目所需要的整體成本進行全方位估算，這一方法存在較大的不確定性，效率也十分低下，不能有效反映造價指標。通過BIM 及時在造價中的運用，造價管理人員可以直接從BIM 數據庫中收集或者提取相應的數據信息，并對其進行綜合性分析，再結合建筑信息模型，構建出更加完整的造價指標，不僅極大地保障了數據的真實性、準確性，還能為建筑工程造價提供有效的指標，幫助造價管理人員提升造價管理效率，實現高效的成本控制。

3.3.2 項目設計階段的應用。

BIM 技術在土木工程設計階段的應用可以提升工程造價管理的有效性，而BIM 技術的應用，讓信息得到了整合，并且讓各個部門之間能夠有效討論，最終協同討論，將土木工程設計進一步完善，避免因為后期設計問題而出現成本的浪費。

3.3.3 施工完成階段的運用

BIM 技術同樣可以有效運用到施工完成階段，工程在竣工或者結算階段會暴露出一系列典型問題，如信息不夠完善、圖紙和建筑存在出入、各項數據出現誤差等，這會在極大程度上影響后期階段和后期維護。因此，工程人員可以借助BIM 的數據建模功能，實現對每一階段的數據核算，掌控各個環節容易發生的典型問題，確保施工階段和項目設計階段的數據不出現誤差，既達到節約時間的目的，也能夠全方位優化成本控制。

3.4 BIM 技術在運營維護中的有效運用

對土木工程進行及時的后期運營及維護對提升建筑壽命、強化項目的生命周期管理有著重要意義。當前土木工程的后期運維在信息集成和信息交互中存在較大不足，而BIM 作為優秀的信息模型，涵蓋了項目的全周期信息。通過BIM 的運用，對土木工程進行全方位監管，對可能發生的自然災害進行提前防御，可從根本上杜絕危害建筑安全的事故發生。

4.總結

土木工程是城市化建設的主要項目之一，是構成我國城市網絡的關鍵組成，一旦施工中由于人為因素或者自然因素出現施工問題，將給施工企業帶來較大的經濟損失。所以，利用BIM 模型構建對土木工程進行全方位分析，事前制定可行性方案，對工程容易出現問題的因素進行綜合考量，能讓管理人員有針對性地采取措施，全面確保工程施工進度、施工質量以及工程效益，讓我國的土木工程建設邁上一個新的臺階。