BIM技术在复杂土木工程施工中的应用探讨

范银龙　王辉

摘  要：近些年随着科技水平的不断提高，新工艺、新材料以及新技术也给广泛应用到各行各业中，并且发挥了积极的作用。在土木工程发展中也是如此，在这种高速发展趋势的推动下，我国的土木工程行业也正向着规模化以及功能化的方向发展，并且复杂程度也是越来越高。一方面在应用现代化工业设计思想后，土木工程结构设计着重强调了设计的功能性。另一方面，在建筑施工中，要求其严格按照质量管理体系和标准的要求来开展各项专项管理。特别是在施工信息化管理向数据化管理进行过渡以后，智能化管理已经成为现代复杂土木工程项目施工管理的必然选择，而 BIM 技术在土木工程管理中的应用更是提高了管理的效率和质量。因此在本文中我们主要对 BIM 技术在复杂土木工程施工中的应用进行了详细的分析与探讨，以供参考。

关键词：BIM 技术;复杂土木工程施工;应用

1 BIM技术概述

1.1概念

BIM 技术意为建筑信息模型技术，是在建筑学、工程学和土木工程领域广泛使用的工具，BIM 技术属于一个全新模拟技术类型，由 Autodesk 公司在 2002 年开发出来，经过了十几年的发展，已经形成了一种比较系统的理论和实践方法，并在此基础上发展出了一套成熟的模式。近些年来，BIM 技术更是在我国社会各个领域得到了极其广泛的应用，并取得了很好的应用效果，全面提高了社会各行业的运行效率，为我国社会经济的发展作出了巨大贡献。把BIM 技术应用于建筑施工能起到很好的应用效果，并提升此项工作的质量，通过 BIM 技术的应用，可以有效地实现工程中数据信息的共享和传递，保证项目负责人能够及时了解工程中各方面的施工情况，并在发现问题时及时采取措施加以改进和调整，同时也实现了对建筑施工的实际模拟，使相关人员能够预知整个装饰装修工程的效果，从而全面提高整个工程的质量。

1.2 特征

从BIM的特征来看，其不仅具有集成化的特点，同时还有共享化以及系统化的优势，BIM的三大特征使得其应用价值主要体现在绿色建造、行业管理以及产业升级以及智慧建设几大方面。例如在土木工程管理中，通过对结构设计、施工方案进行数据化的集成处理，就能够帮助相关管理部门建立关于 BIM 模型的数据共享平台，然后在网络通讯技术下，实现协同合作方式下的系统化管理。通过系统化的管理不仅能够充分提高管理效率，而且还能够节约施工成本，对质量控制指标进行细化，确保施工进度，减少施工中的环境污染问题。从宏观角度来看，BIM 技术不管是在土木工程规模方面还是在产业链其他环节的管理方面都具有非常显著的优势。

1.3 应用标准

在实际使用过程中，BIM 技术具有非常严格的质量标准体系限定。当前不管是在3D Revit软件、4D Navisworks软件，还是project软件的实际操作来看，大多都是以IFC作为标准。通过使用该标准，不仅能够对实际应用过程中众多软件之间的不兼容和格式差异进行有效的解决，而且还能对数据管理标准不统一的情况进行解决。所以在该标准的使用过程中，并不需要每个系统都要使用这一标准，而是将这一标准作为信息互换环节或者流通环节的标准就可以。比如，不同的A软件和B软件具有两个标准格式，但是在信息的流动过程中两个软件都使用了IFC标准格式，并且将信息转化为实际的建筑模型。也就是说，在数据形式下，对数据标准标准进标准化能够由此将各个软件的功能进行有效的结合，从而充分保证了BIM技术在建模、参数分析以及可视化管理等诸多方面功能的充分发挥。[1]

2 BIM 技术在土木工程中的具体应用

2.1 施工碰撞檢查应用

在建筑工程施工中，极易因为各种原因，造成产品功能使用冲突、空间构造矛盾等，如构件间碰撞、管道冲突、重叠工作面等。针对这一现象，工程设计师可在建筑正式施工前期，通过Revit软件建设出三维空间，以便于开展碰撞检查工作，以此避免建筑工程发生遗漏、碰撞等问题。其次，设计师还可在安装布线、管道等工作环节前期，利用BIM技术进行碰撞检查，以便于在出现问题时，能够及时调整三维模型，对碰撞问题进行及时的修改与深化。例如，在某项目中，地上总建筑面积达到了111840㎡，并由六栋30-33层的高层住宅楼组成。该项目中涉及到了大量的管道、布线工作，设计师在施工前期，便利用BIM技术对管道、布线采取了碰撞检查，并以检查结果为基础，与技术人员进行了密切的沟通，及时调整了出现碰撞问题的管道、布线铺设方案。

2.2 施工图纸设计优化

在土木工程施工过程中，图纸的作用是至关重要的，因此施工单位必须要依据工程的实际情况做好相应的设计，因为土木工程项目本身具有很大的复杂性和特殊性，所以必须要依据工程的实际情况做好各种准备工作以及对施工环境进行相应的改善。 而当前的2D技术图纸设计方案已经无法满足现代复杂土木工程建设的需要。但是 BIM 技术的应用则能够为设计人员带来更好的视觉感受，通过对相关数据进行全方面的分析，并且通过使用3D模型进行科学的构建，能够帮助设计人员更好的看到工程中的一些细节以及一些潜在的影响因素，从而更好的完成对设计图纸的构建，从根本上保证设计图纸的科学性和合理性。

2.3 在工程进度管理中的应用

2.3.1 施工管理的应用

在土木工程管理过程中，管理部门要在BIM模拟技术的基础之上来对施工进度管理制度进行完善和标准化，通过加大管理力度来对施工人员的职责和进度控制进行有效的明确。在管理过程中一旦发现施工项目存在不足或者工作状态市场，就要及时予以更换，并且依据工程的实际情况来进行科学的处理，从而保证施工的进度。此外还要对施工设备加大配置的力度，尽可能的采用先进的施工设备和施工方法来更加有效的提高施工效率。在施工之前，施工单位可以通过4D 模拟技术来制作模拟动画，通过可视化的设备来对项目进行虚拟性的描述，并在此基础之上制定科学的全方位的进度计划，做好施工前的各项准备工作，为土木工程的顺利施工奠定良好的基础[2]。

2.3.2 施工进度信息收集的应用

通过BIM技术在帮助施工企业对施工进度信息进行收集方面有着至关重要的意义。施工进度信息不仅包括工期的影响因素，完成程度，而且还包括已经消耗的各种资源和工程验收单、变更情况等，通过借助图像拍摄现场的施工图片，在借助3D扫描技术得到与工程实际情况相符合的建筑模型，然后再通过智能移动终端来完成对施工全过程的监督，相关信息资源的存储和上传，更好的保证施工进度。

2.4 BIM 在施工阶段中的应用

BIM 技术在土木工程施工阶段的主要表现为：首先就是通过运用BIM技术来对建筑的总体信息和其完整性进行有效的分析，从而实现对建筑各个部分间的协调;其次就是能够实现施工阶段和控制终端之间的信息交流，从而确保各个施工工序间的合理性，同时找出其中存在的问题和不合理的地方，从而对其进行优化升级。其三就是要确保建筑设计每个环节之间能够进行科学的协作。其四就是在实际的管理过程中，在技术完成以后才能让建筑材料进入到施工场地，而且要严格依据参数来进行下单的制作，对重点控制对象进行有效的确定，例如在对钢结构或者一些比较复杂的结构进行设计时，需要在合同签订之前通过BIM模型进行模拟设计。最后就是在构件应用中，通过BIM技术能够对工程整体进行科学合理的规划和切割，不仅能够充分满足建土木工程美观性的要求，而且还能更好的满足现场施工的具体要求。

2.5 在运维阶段的应用实践

在工程运维阶段，首先每个单位都要通过 IFC 文件来开展交流工作，由此来实现数据的交流、集成和共享。而且还能实现对建筑工程生命周期中各种相关信息进行科学的收集和汇总，避免出现信息断层的问题出现。在BIM技术的背景下，以往传统的管理系统已经发生了显著的改变，管理方也能够通过 BIM 模型来获得项目的主体信息，而不是像以往一样需要与不同领域的责任人进行反复的交流和沟通。依托 BIM 技术能够使项目的信息更加真实、多样化，同时各项资源的分配也更加合理，管理人员可以实现从设计、施工、运营到拆除的全要素的拟合，更加科学的进行材料采购，资源分配以及施工进度安排等各个环节的设计和处理工作[3]。由此可见通过BIM技术不仅能够实现4D/5D/nD的科学管理，更能有效的保证管理的精细化以及系统化。在对BIM技术进行实际利用运用过程中，还可以建立一体化的信息管理平台，也就是通过BIM技术来对项目的安全系数、工程误差、以及温度、结构质量等要素进行科学的检测和记录，同时在养护过程中实现对建筑实际情况的實时监控，以便能够对项目中存在的风险问题进行及时有效的处理，从根本上提高土木工程项目的使用年限。此外就是项目的建设方还要依据工程的实际情况建立具有针对性的监控审批流程体系，由此实现对建筑工程主要操作流程的自动化衔接和监督，在特殊情况下还可以引入VR技术，将其与BIM技术进行有效的嫁接，通过建筑模型和虚拟的有效结合，来对温度控制、浇筑以及张力信息、材料等要求进行提前模拟操作，从而实现节约施工成本，提高管理效率和质量的目的。

3 结语

总之，作为城市化建设项目中的重要项目之一，土木工程施工质量直接影响着城市化建设的质量，但是在实际施工中，因为影响因素众多，比如人为和自然因素，这些都会给施工企业带来很大的经济损失，而科学的管理则能够有效的降低事故发生的概率，尤其是随着BIM 技术的应用，能够通过模型构建来对土木工程进行全方面的分析，并且制定可行性施工方案，对施工中可能会出现的问题进行综合分析，提前采取有效的措施进行解决，不仅能够保证施工进度，而且还能有效提高施工质量，或者更高的经济效益，对我国土木工程建设事业的发展有着至关重要的意义。

参考文献：

[1]BIM技术在复杂土木工程施工中优势分析[J]. 范晓琴.  四川水泥. 2021（01）

[2]BIM技术在土木工程施工中的应用分析[J]. 肖凯峰.  四川水泥. 2021（02）

[3]BIM技术在土木工程施工中的有效应用[J]. 张月玥，齐悦.  工业建筑. 2021（01）