BIM技术在建筑施工中的应用探究

白钰

（山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西 阳泉 045000）

0 引言

建筑工程建设规模的增大，结构设计更为复杂，不同专业之间的有着众多的交叉作业，施工难度进一步增加。为提高工程施工进度与质量，逐渐有更多新型技术手段被应用到实际中。其中，BIM技术在建筑施工中应用越来越广泛，通过构建建筑信息模型，实时掌握施工动态，及时发现存在的施工问题，并且通过各单位之间的有效沟通，随时了解施工情况，确保可以利用更短的时间来达到预期的施工效果，减少各种质量病害的发生。

1 BIM技术特点

1.1 全建筑信息

BIM技术通过建立建筑信息模型，使得工程建设的所有参与方均可以通过统一的平台获得工程相关的所有数据信息，包括设计范围、施工动态、施工监测等，并以不同阶段的建筑施工信息为基础，掌握施工建设实际情况，为后续的施工管理提供支持。并且，通过应用全建筑信息模型，BIM用户可以根据自身权限来获取对应的数据，并对其进行修改、完善、分享等操作[1]。

1.2 全周期覆盖

工程生命周期从方案规划阶段开始，经过设计、施工、运营、维护以及改建拆除等环节，全程涉及的专业内容非常多，这就决定了工程施工以及管理的高难度。通过BIM技术应用，系统内的用户可以随时根据个人需求对其含有的信息进行查询应用，因此无论工程生命周期长短，可以被应用到任何阶段。根据工程各阶段建设需求，BIM技术可以提供一个虚拟的项目成长过程，包括设计、施工、运维等全阶段。BIM模型可以作为一个交流平台，使得工程相关单位和行业通过其进行协同作业。

1.3 全程协同管控

BIM模型为工程各参与单位提供了一个协同作业的平台，可实现施工全过程的覆盖，作用于整个建设周期。在BIM全过程协同管理模式中，设计单位更关注工程全周期费用，将重点放在工程长期运营和节约上，而不是关注一次性投资的节约。而供应单位考虑的是工程系统下产品之间协调与匹配性，施工单位则利用BIM模型掌握全面的设计信息，施工完成后将全面实际建筑信息交付给业主[2]。运营单位则在工程使用阶段积累信息，并与前面阶段信息进行对比，来获得运维管理经验。利用BIM系统，工程各参与单位不仅仅要考虑个人需求，更是要从全周期角度，对所有参与单位提供便利，通过相互协作实现最大的建设效益。

2 BIM技术在建筑施工中应用优势

2.1 可视化优势

工程施工作业要有科学可行的方案设计作为支持，以往大部分是以二维CAD图纸为载体，通过颜色、图层、线性等方法来设计表达，为设计与施工单位间的信息沟通提供途径。但就实际效果来看，因为专业不同，导致单位间的交流并不顺畅，有较大的可能出现错误、偏差、遗漏等问题，增大工程设计难度，影响后续的施工。通过BIM技术的应用，以三维数字技术为支持，通过可视化方式，以三维立体形式来更直观的展示工程各部分立体构造，以可视化方式实现项目设计、施工以及运营，提高项目运行效果[3]。三维立体数字模型的构建，使得施工人员更清晰明确的了解到设计意图，为设计与施工之间建立了有效的沟通桥梁，并能够及时就存在异议的部分进行商讨和修改，为高效率、高质量施工打好基础。

2.2 优化性优势

随着工程规模的增大，所需投入资金更多，对施工技术要求更高。面对复杂的结构设计，施工作业更容易受到外界因素的影响，出现质量问题以及安全问题的可能性更大。将BIM技术应用到工程施工中，从几何和物理方面提供工程信息，为工程施工提供准确依据。通过BIM技术的应用，还能够更直观的获得建设成品状态，发现并确定设计方案中存在的缺陷，并有针对性的采取措施进行优化，以免因设计因素而对安装作业产生影响，造成工期延误，影响资源配置效果。

2.3 协调性优势

对传统施工模式进行分析可以得知，工程施工过程中各参与单位之间交流比较少，没有统一的信息交互标准机制作为支持，面对交叉作业很多时候会出现分歧，对施工作业的正常进行有一定的影响。应用BIM技术，可以营造一个协作平台，实现各参与单位间信息的有效交流，从根本上来解决工程不同参与单位信息断层问题，保证施工安装作业的有效实施[4]。以BIM技术作为支持，为不同参与单位提供全面化、真实性的线上信息共享，使得不同单位之间可以保持同步调施工，避免因为信息不同步对施工带来的不利影响。

2.4 成本优势

BIM技术在建筑施工中的应用，在成本管理方面也有较大优势，包括物资管理和成本管理两个方面。相比以往管理模式，BIM技术可以精湛计算工程施工所需物资，为预算管理提供可靠数据支持，避免资源浪费，提高成本管理质量。同时，通过建筑模型可以准确分析每一个施工环节，从实际情况出发，分析某个阶段或某个节点施工的成本应用情况，及时找出实际成本与预算之间偏差产生的原因，然后综合多方要素来进行调整，实现施工方案的进一步优化，提高工程施工综合效益[5]。

3 BIM技术在建筑施工中应用方向

3.1 工程施工设计环节

建筑工程设计涉及的学科专业众多，作为工程施工的重要保障，必须要保证每一个细节科学可行，避免后期施工变更带来的不必要麻烦。面对越来越复杂的工程结构，灵活应用BIM技术，构建建筑信息模型，基于其可视化特点，来动态展示工程施工过程，以更直观的方式了解每一个环节是否可行，能够更准确的发现存在的不合理，及时进行调整与修改，提高方案的可行性。并且，通过BIM统一平台，设计单位与建设单位之间能够做到更全面的沟通，了解设计需求，完善每一个细节。

3.2 工程施工现场布置

建筑工程施工具有较高的复杂性与系统性特点，现场存在着大量的物资，一般情况下非常混乱，如果不加以管理，不仅会影响正常施工进度，而且还很容易发生安全事故。尤其是部分大规模建筑工程，周边环境复杂，对现场平面布置提出了更高的要求。借助于BIM技术手段，全面把握工程现场施工情况以及周边环境，确定现场各类物资的实际情况，综合多方面的信息，构建工程现场模型。通过专业建模，为管理人员提供现场三维平面布置图，能够更加灵活的安排和布置，花费更少的时间与精力，来完成施工现场管理，避免各个方面之间的相互干扰，为高效、安全施工创造良好的环境条件[6]。

3.3 工程施工检测管控

建筑工程施工需要多个单位以及部门之间的相互配合，只有真正做到信息共享，才能够达到高效率、高质量、高安全性的施工。其中，施工检测也是管理的一项重要内容，可借助于相关技术来创建建筑模型，包括建筑结构模型、机电模型等，然后将模型应用到检测软件中，模拟施工情况，确认是否会出现各种施工问题，判断设计方案是否有不合理的部分。并且因为单位以及部门之间可做到信息共享，对于模拟施工的过程均可以看到，然后及时就存在的问题进行讨论，确定最佳处理方案，及时进行纠正，避免了正式施工阶段的问题发生。通过前期的模拟检测，可以减少资源的浪费，且节省了大量的时间，不会影响到施工进度，以免产生额外的损失[7]。并且，通过BIM技术，还可以对工程施工的每个环节进行实时监测，全面掌握施工情况，预防各施工问题的出现，提高工程建设综合效益。

4 BIM技术在建筑工程施工中应用案例分析

4.1 工程概述

建筑工程位于市中心，总面积共21万m2，总高度为332m，地上共有66层，地下有4层。工程项目为酒店和商务办公，其中4～50层为商务办公，51～66层为酒店，地下为停车场与设备间。该工程结构采用的是钢筋混凝土框架核心筒，钢管混凝土内外框柱，钢筋混凝土框架梁与钢筋桁架混凝土楼板。其中30～51层沿外框架周圈设置外框柱转换刚桁架。

4.2 基于BIM技术的施工管理

4.2.1 建立BIM模型

工程项目规模大，施工作业复杂，确定应用BIM技术建立三维模型，用以实现施工全过程的动态化管理，提高施工质量。以施工图纸为依据建立专业模型，各专业之间相互沟通联系，通过配合完成模型的深化，尤其是复杂节点要进行三维放样，将主要施工工序更直观的展示出来，以确保能够及时发现存在的不合理部分[8]。并且，要进行冲突检测，如果存在冲突要重新进行模型优化。基于各项信息参数生成施工作业模型，并对设计图纸做全面优化，可分阶段来对模型进行深化，并在阶段性成果验收达标后，继续下一阶段的优化。最后需要根据深化图纸进行施工，指导每道工序规范落实，减少各种变更问题的发生，确保每个细节均能够与计划一致，为高质量施工打好基础。

4.2.2 协同现场管理

现场施工管理需要安排专人负责，在巡查中一旦发现存在质量安全问题，必须要第一时间通过BIM平台上传相应信息，并就质量和安全问题联系相关负责人及时进行整改。以及还要将整改后的结果上传到BIM平台进行反馈，然后管理人员及时就整改后的情况进行验收，待验收通过后便可关闭问题。整个施工过程中遇到的任何问题均需要汇总到BIM平台上进行分析与统计，提高管理的时效性与有效性，并且还能够对施工人员提供一个警示作业，实现施工全过程的动态检测，以此来减少各种质量问题的发生[9]。

4.2.3 图纸深化设计

通过BIM平台可以实现多专业之间的共同设计，即相互之间可以做到信息共享，这对于交叉作业来讲意义重大，能够更及时的发现专业间存在的问题，并通过有效沟通进行针对性的调整与修改，确保施工作业能够顺利进行。以机电施工深化设计为例，在基础上进行综合管线的碰撞检测与修正，提高建筑模型的和理性与可行性。并且BIM平台内调整修改的所有内容均可以进行标注，明确专业建造管线的标高与位置，为现场施工提供精准化的指导。另外，因为建筑工程建设需要大量的钢材料，可以应用BIM深化建筑模型精细化的提取各种梗菜的采购名称清单以及零部件尺寸，另外还有异形构件的双定尺度量测钢板，这样既可以减少材料损耗，又可以提高构件制造精度，为后期的现场拼装打好基础，提升钢结构施工质量[10]。

4.2.4 施工协调管理

通过BIM技术的应用，为施工管理提供更加直观的现场情况，使管理人员能够通过对现场情况的了解与分析，及时调整各环节作业，保证整个施工作业更加高效协调。面对本工程项目大量的现场作业，基于BIM技术的虚拟化特点，将空间数据信息与时间数据信息整合到一个可视化建筑模型内，以更加直观、准确的方式掌握各结构的施工工序，了解施工流程中每一个细节，真正实现动态化和协调化管理，及时发现存在的施工问题以及安全隐患，确保在第一时间采取措施进行预防和处理，避免问题真正发生，并将损失降到最低。

5 结语

BIM技术在建筑工程施工中应用越来越广泛，具有非常高的实用性，无论是对于施工作业，还是对于成本管理、资源配置等方面均有着较大的优势。通过分析总结BIM技术的特点，确定其在建筑工程施工应用的方式方法，推动管理模式的创新。应在实践中不断的积累总结经验，及时就存在的不足进行调整，争取为推动建筑行业的持续发展提供更大支持。