BIM技術在土木工程中的應用分析

摘要：在施工中應用BIM技術，有利于完善施工準備、加強成本管理、強化進度管理，獲得了較好的施工效果。簡要概述BIM技術的原理與應用現狀，對其在土木工程施工中的具體應用進行重點分析。為加快BIM技術在土木工程中的深入應用，需要不斷規范技術管理、落實技術宣傳、強化技術培訓，并逐步優化模擬技術。

關鍵詞：BIM技術;土木工程;施工應用;建筑信息模型

0" "引言

BIM技術是按照工程項目中涉及的數據信息建立模型的技術，應用該技術有利于提高信息化管理水品，加強項目各方的交流，科學合理地進行項目協調，從而達到提高工程整體建設質量的目的。BIM技術作為一種模擬的、可視化技術，為土木工程帶來了更多施工便利，可使施工準備、成本管理、進度管理等多個方面獲得良好的應用效果。

1" "BIM技術概述

BIM技術被稱為建筑信息模型，其在美國的建筑業誕生。該技術可以統籌管理建筑的設計，輔助管理施工，做好項目的協同與運營等等。BIM技術將建筑當作完整的工程，應用合理規劃、構筑科學模型以及協調運營等方式，對整體的工程進行細化和量化，再優化建筑施工過程中的各個環節，以達到提高工程整體建設質量的目的。

目前的BIM技術已經融合了原始的BIM技術的基礎，并充分結合了現代化的計算機技術、先進的三維數字技術以及多媒體建模方面的技術，形成了具有數字化、信息化和集成化特點的模型系統。工程師將該技術搭載于計算機上，通過應用專業軟件來編輯建筑相關的信息數據，將其數據信息快速轉化成可視的2D、3D模型，幫助設計工程方案和管理施工。

BIM技術具有可視化、參數化、節省工程成本以及加快工程建設速度的優勢。目前，BIM技術已經在發達國家得到廣泛的應用和推廣。但我國在BIM技術應用方面起步比較晚，對該技術不夠深入了解，總體來說該技術的應用仍然處在摸索階段。

2" "BIM技術在土木工程施工中的具體應用

2.1" "完善施工準備

BIM技術可以在土木工程中的應用可以體現在施工準備的完善上。將其應用在土木工程之中，可以將工程設計具體方案可視化，方便進行設計交流。如此不僅建設方可以了解設計方案，業主方以及施工方都可以通過設計的可視化，探討設計的可行性。其各自的建議和各自領域中可能會面臨的困難，都可得到及時地反饋。通過提前溝通設計方案，可以在最終的設計方案中積極采取有效措施，來應對施工中和竣工后可能出現的問題，確保最終的設計方案具有科學合理性。

通過建立模型的方式，施工方能夠更加直觀地了解施工方案，有利于其進行科學合理的規劃。工程施工的設計圖紙直接由BIM模型生成，極大地提高了圖紙的精細程度。與此同時，BIM技術的廣泛應用，使材料的統計更加精準，有效減少了設計中出現的問題，極大地提高了工程設計的質量。

土木工程中各結構單元可以利用BIM技術來生成三維模型，更直觀地展現出了施工中會出現的難點，以及需要注意的關鍵部位。通過模擬，可以讓相關工作人員掌控施工節點和各個專業施工過程中需要協調的地方，實現施工技術的全面、便捷交底。設計人員在最終設計中將其明確出來，呈現較為完美的設計方案。BIM技術對于土木工程的施工準備具有較好的完善作用，使土木工程的施工獲得了良好的依托[1]。

2.2" "加強成本管理

BIM技術在土木工程成本管理的工作中也起著重要作用。在設計階段，BIM技術能夠根據平面圖紙的各項信息，構建設計模型，對整個工程中需要的構件進行匯總建模分析。通過建筑預演提前發現施工中可能存在的問題，然后通過對這些問題的逐個解決，避免重復設計修改方案導致方案成本的增加。

對其設計方案進行優化、深化和拆分，可使其設計難度大大降低，設計所需要花費的時間大幅度縮短，設計成本有效降低。同時，對設計進行恰當的優化，能夠將構件吊裝的施工難度大大降低，減少施工失誤，提高工程質量，避免設計問題導致的質量通病，進而提升整體的工程質量，降低后續維護成本。

在投標階段，BIM主要通過模型生成生產軟件進行信息化計量，來實現精準管理。根據工程實際的建筑進度，進行工程模擬，可實現工程動靜態的結合。合理地運用BIM技術可以把傳統計量的手工誤差降到最小。依靠大數據的云計算，可快速且出色地獲取投標報價合理范圍，有效避免成本的盲目浪費，加強對土木工程成本控制掌控。

在施工階段，施工方能夠通過BIM技術構建好模型，可以使資源配置更為合理，明確規劃目標，減少錯誤施工帶來的成本浪費。通過完善平面圖紙中的不足，做好購買清單，有利于合理安排施工，解決施工現場面臨的使用建筑面積不夠問題，精準安排施工。BIM技術在進行施工模擬工作時，能夠對其裝配工藝進行適當優化，進而把控安裝階段花費的成本，減少在施工過程中出現的突發因素，對可能出現的問題，做到早發現、早解決，保證每一步重要程序的循序漸進，不發生耽誤工期的情況。其通過對施工工序以及施工材料的精準控制，實現施工成本的可靠把控。

在竣工結算階段，BIM技術充分結合了現代化的計算機技術、先進的三維數字技術，通過其數字化、信息化和集成化特點把施工信息進行整理，方便獲取各項施工流程中花費的成本，有利于降低竣工結算的成本 [2]。

2.3" "強化進度管理

土木工程的各個階段關系緊密且能夠互相銜接，由此導致對其施工進度的管理難度較大。BIM技術在土木工程中的應用，則能對施工的各個階段實施全面管理，使其形成有效的銜接，更方便地調取不同施工階段的各類工程信息，進而方便管理人員對施工進度進行全面有效把握。

在BIM技術上構建的信息管理模式對于工程業務溝通而言十分方便，其能夠統一實施溝通，并可對各項施工信息加以整合，實現無障礙交流，避免施工信息冗余或者丟失，降低施工進度管理效率。此類技術具備的可持續性優化的優勢，能夠隨著土木工程的逐步深入，根據不同的施工環節優化BIM模型，使各個施工環節得到精準控制，進而把握整體施工進度，使工程的管理效率得到有效提升 [3]。

3" "加強BIM技術在土木工程中應用措施

3.1" "規范技術管理

BIM技術的快速發展促使土木工程獲得了更好的發展機遇，為施工準備、進度管理以及成本控制等方面提供了諸多便利，但同時也形成了新的挑戰，為此需要針對該技術采取規范的管理手段。首先，需要圍繞BIM技術制定檢驗制度，確保其應用效率與應用安全，并考核其在工程中的實用性。其次，制定監督制度以對BIM技術的應用進行管控，為其合理應用提供保障。最后，完善技術應用相關的工作。

為規范BIM技術管理，需要對BIM模型的精細程度進行科學界定。美國建筑師協會已經對BIM模型細致程度（LOD）進行了定義，不同的LOD等級對應著BIM模型不同的精細程度，有著不同的效果（如表1所示）。只有進行完善的設計，才能夠充分發揮其效用。只有結合工程的實際情況，對多方面因素加以充分考慮，才能確保BIM技術在土木工程的相關工作中取得事半功倍的應用效果。

3.2" "落實技術宣傳

BIM技術的發展速度是有目共睹的，但仍有部分工程人員固步自封，堅持用傳統的技術進行土木施工。此類現象是BIM技術的應用宣傳不到位引起的。要想讓BIM技術更快地融入土木工程的工作之中，必須要加強該技術的宣傳，使整個行業充分認識到BIM技術的創新性與實用性。

為了使更多的土木工程之中應用此類技術，相關企業應當開辦BIM技術的相關講座，號召大家學習BIM技術。還可以邀請BIM應用較為熟練的人員進行演講，或者派遣單位技術人員去其他應用較好的企業進行學習。只有切身體會到BIM技術在土木工程中的強大作用，才能夠使其加強BIM技術的應用。

3.3" "強化技術培訓

為了使BIM技術取得更好的應用，需要加強管理人員應用該技術的培訓。管理人員應用BIM技術進行工程管理的能力，與其最終的應用效果息息相關，相關人員的素質、素養決定了BIM技術應用質量。因此需要對管理人員進行定期培訓，進而提高其專業技能和綜合素質，

加強管理人員的BIM技術素養，可以通過在相關工程中采用老帶新的工作模式實現。可由熟練掌握BIM技術的員工，對新應用的人員進行各方面專業知識的講解。這樣可以更好地幫助管理人員了解工程情況，對工程各個環節的成本具有更直觀的判斷。除此之外，還需要定期組織管理人員進行外出培訓，通過參加高端人才交流會或是參與大型工程建設，豐富、創新知識，與時俱進，不斷提升自我認知能力[4]。

3.4" "優化技術模擬

BIM技術的深入推進，需要對BIM技術具備的可視化優勢加以利用，對施工方案進行動態的模擬優化，使各類工藝的實施效果獲得直觀的對比。通過對比選出最優方案，經過模擬優化的BIM技術推出的最佳方案，能夠大幅提高施工效果。土木工程需要利用BIM技術進行模擬優化的應用方向，主要集中在周邊環境、施工場地布置、交叉作業工序、土方開挖、混凝土支撐拆除、管線改遷、鋼支撐搭設、吊裝等多個方面。

某地鐵土木工程施工中，BIM技術人員對地鐵站周邊的環境實施了建模分析，獲得直觀的分析結果。以此為依據對提出的施工圍擋方案進行了模擬推演，進而明確了該工程的施工圍擋范圍。除此之外，還對附近的車流量進行了模擬，最終確定了圍擋數量。在確定細化管線改遷以及周圍建筑搬遷的相關方案時，也進行了技術模擬，并取得了理想效果。

在搭建臨時住宿區域時，通過BIM技術模擬合理地布置了各個功能區域（見圖1），使其與堆料區域分離，達到了一次成型的布置效果，大大降低了二次搬運的可能性，提高了工程的建設效率。同時，可通過技術模擬對工程的場地空間進行準確分析，使其契合工程的整體需求。在此基礎上選用合適的施工機械，模擬設備遷徙之后，將施工便道進行合理規劃。對于土木工程而言，技術模擬優化可使BIM技術更深入地應用到施工中的各個方面，使現場布置得到更好規劃，能對施工進行更細致、全面的指導，大大增強了施工可控性。

4" "結語

總而言之，在施工中應用BIM技術，有利于完善施工準備、強化進度管理、加強成本管理以及配合綠色施工。為加快BIM技術在土木工程中的深入應用，獲得更好的應用效果，需要不斷落實此項技術的宣傳、規范技術管理、強化技術培訓，并不斷優化技術模擬。

參考文獻

[1] 朱敏，張哨軍，孫靜，等.基于BIM技術的裝配式混凝土木筑成本控制研究[J].價值工程，2019，38（30）：268-270.

[2] 趙培莉.BIM技術在裝配式建筑工程項目全壽命周期成本管理中的應用研究[J].四川水泥，2021（4）：208-209.

[3] 張忠磊.基于BIM技術的復雜立交橋協同設計方法[J].中國公路，2020（18）：112-113.

[4] 曾瓊瑤，鄭凱鋒，潘偉.BIM在橋梁工程中的應用研究現狀及展望[J].四川建筑，2020，40（6）：79-81+84.