BIM技术在土木工程中的应用具体措施探讨

陈 寒

(山东雄狮建筑装饰股份有限公司，山东 枣庄 277500)

BIM技术属于高新技术，在工程管理的不同阶段内应用，能够在材料分配、人员协调等方面提高工作效果。在BIM技术支持下，工程可以得到可靠数据，这些可靠数据能为施工管理措施的确定提供参考，最后提高各项措施的有效性，帮助工程实现成本节约目标，让工程质量得以提升。

1 BIM技术概念以及国内外应用现状

BIM(Building Information Modeling)即建筑信息化模型，是整合所有建筑信息的三维数字化新技术，为工程信息管理提供了强有力的支持。BIM应用与土木工程，就是将工程模型在电脑上模拟建立出来，基于此把工程中可能遇到的问题提前修正解决，例如传统图纸中不易发现的碰撞问题，就可以在BIM可视化模型中一目了然。另外，不同的现代建筑对材料要求不一样，BIM就可以对材料的体积、尺寸和重量做出精密的计算。面对工期紧、施工难度大的工程时，也可以相对轻松的利用BIM统筹设计、预算、采购、施工、人员、时间等方面，在计算机里合理地模拟出来。BIM可以将全部工作与环节整合起来，实现交流与共享，BIM的数据管理平台实现了土木工程的精细化管理。

目前BIM技术在全球中逐渐被采用，例如挪威、新加坡、美国、英国以及北欧等，我国很多地方都在工程中运用了BIM技术，在BIM技术的应用上发展速度较快。BIM减少了工程中的纰漏，降低了人力、物力、财力等方面的浪费，给国内外的工程都带来了极大的改革，改变了工程中人与人之间、人与技术之间、人与流程之间的关系，改变了人们的工程思维方式。BIM技术在国内外的应用，让人们看到了其在工程的经济效益与社会效益方面的价值。

BIM技术可以完善在施工中由于对接不完整所导致的风险，对其风险进行控制以及管理。早期出现的CAD电子计算机绘图技术是BIM的前身，但是现在BIM的充分运用，已经取代了CAD。BIM可以针对建筑物进行分析，对其展开了解，也可以对信息进行管理，确保施工过程中可以将风险有效的控制。

全寿命周期风险管理是针对传统管理模式所打造的全新形势。可以针对单个信息进行管理，同时也可以对风险进行预控。全寿命周期风险管理主要采用了BIM技术，相关学者针对目前风险管理进行分析，发现使用BIM技术可以充分的进行风险管理。全寿命周期管理可以避免建筑行业在施工中出现的连接不完善，同时也可以避免整体风险。BIM技术属于综合性的系统，全寿命周期管理需要依赖于BIM技术对信息进行传递，尤其是建筑设计的相关信息，可以通过BIM技术进行汇总，真正做到将信息进行共享。

2 BIM技术的特征

2.1 出图性

BIM能让施工设计得到便利，同时能为业主方提供信息参考还有及时的帮助。而BIM及设计院提供的施工纸质图不同，一般来讲，设计院应该提供设计图纸，如墙柱、基础等方面图纸，而在BIM技术中，它能对图纸完成模拟和优化等操作，进一步保障工程施工的安全和效益。

2.2 优化性

在工程设计中，往往难以一步到位，设计偏差难以避免。在BIM系统支持下，便可以在施工时建立模型完成设计，让设计得以优化。设计师能借助BIM平台优化设计，各设计师也能联合起来使用设计优化平台。此外，BIM技术促进了工程设计的复杂化、多样化，在现阶段的工程设计中，只依靠人力会让相关工作变得非常困难。设计师在BIM技术支持下，才能将设计任务高效、顺利的完成。

2.3 协调性

BIM的关键特点是协调性，能让设备、结构和建筑三者得以协调。在BIM系统的支持下，在工程设计中便能严格把控对各专业顺利统一这一问题，能充分避免各专业的沟通问题还有返工状况，能让工程顺利减少人工费、材料费。其次，在BIM支持下，不同专业能够发挥其充分优点，高效完成工程设计。

2.4 可视化

在新时期中，工程设计面临的要求变得更高，这是因为市场经济在快速发展，要求工程应用更为先进的各项技术，顺利完成施工项目。在BIM支持下，可以可视化的建立工程模型，在工程准备阶段便为工程施工提供可视化的模型，而这能给予工程人员真实、直观的视觉体验，便于对工程问题的提前纠正[1]。总的来讲，BIM在提供可视化功能的同时，也能提供系统、全面的工程信息整合功能，为工程优化提供信息参考。

3 木工程中BIM技术的应用措施

3.1 项目协调阶段

在应用BIM技术时，应该满足设计部的要求。在使用前，要结合自身技术状况深入分析，利用BIM的技术试用，让设计部可以充分掌握此项技术，再完成需要的推广和普及工作[2]。此外，应该有效协调各方意见，在土木类型工程中，会有监理、施工和业主等参与方，各主体会对施工有着不同要求，这非常容易导致分歧，因此要借助BIM技术，展示工程的模型，收集整理不同意见，尽量反馈完整的信息，让工程方案能被有效改进。另外，BIM技术可以让施工参与方理解工程师的设计意图，减少不同专业不同利益方之间的误解与矛盾。例如，在道路工程项目协调阶段，应用BIM技术的可视化功能可以将道路工程的模型与结构运用三维可视图展示出来，让工程设计单位、施工单位与业主单位等根据道路模型在设计风格、技术、施工要求等方面进行交流，让各方都能够有表达的权利，提出自己的想法，最终达成一个彼此都满意的设计意向，共同将项目推进下去。

3.2 设计阶段

在BIM技术的应用中，数据非常重要。在土木设计中，对BIM技术的有效应用，并没有局限在建立模型上，它能直观体现工程施工的具体状况，展现重要部分具体、局部的特征，在它的支持下，能让具体结构和三维模型更为接近[3]。在工程设计中，BIM技术的应用，能让设计活动将信息结构方面的模型当做基础。在现阶段，设计过程往往出现没有充分开发软件平台各项功能的问题，从土木工程的功能优化这一角度来讲，可以尝试碰撞检测的措施促进设计有效的提升。

其次，在BIM技术的支持下，设计师能处在协作设计的良好模式中，他们可以在BIM平台内共同完成设计，彼此间加强沟通，更快的找到设计时的遗漏和错误，让设计效率提高，让资源得以共享。最后，在BIM技术中，它有数据共享上的明显优势，在设计师完成图纸设计时，能实时变更中心文件，让其他的设计师等人员，都能及时得到数据，让信息传送所需要的时间缩短，让图纸错误被及时改正，让工程设计提高质量。

3.3 施工阶段

在土木施工中，往往会缺乏风险评估、操作规范等方面的高效管理，这会影响到施工效率。为处理此问题，BIM技术的应用便要受到重视，需充分利用BIM中数据储存这一功能，利用模型数据库，有效渗透土木施工时的不同因素，如材料规格、建筑成本等，再借助BIM系统展开上述信息，动态模拟土木信息，以此完成工程信息的动态分析，有效控制建筑成本，结合动态线性变动状况，明确施工时会存在的问题，便于对响应措施的落实[4]。

此外，在此前的施工活动中，需要利用二维化的平面图对施工的进度进行了解。但是随着工程规模逐渐扩大，工程内部不断复杂，依靠二维图纸很难让工程参与人员全面、准确地理解工程，而BIM的虚拟功能就可以有效地解决这个问题。在施工管理中运用BIM虚拟功能，通过建构虚拟模型，可以将工程设计理念与构思形象化，让施工参与方实现有效沟通与协作，保证各方对施工方案的一致性理解，确保符合设计标准的施工技术与措施有效实施。例如在岩土工程勘察中，地下岩土很难被直接观察，通过BIM就可以整合与集成岩土工程的数据，建立可视化的三维模型，将岩土真实的地质环境模拟出来，在最大限度上方便施工参与方进行交流，降低数据错误的可能性，利用关联的数据，实现工程设计单位、业主单位、施工单位等多个工程参与方在工程施工中的协作。

同时，利用BIM技术可以对工程施工进度进行科学地管理。如，BIM技术可以针对施工中的具体环节进行形象模拟，施工参与方通过BIM生成的横道图、网络图以及三维动画，分析和验证具体环节中的施工数据、施工技术、施工工序等问题，然后及时做出有效的处理，确保工程顺利运营，保障工程安全与工程质量，实现土木工程施工管理的现代化。

3.4 监控阶段

第一，应该监控审批的流程，针对土木施工的操作过程，利用BIM平台完成流程监控。应该借助VR等技术，融合虚拟、现实的施工模型，实现对工程后续施工的有效模拟操作，如温控、材料或建筑等过程，利用提前的有效模拟操作，使得土木施工获得合理、科学的方案。第二，应该对信息管理完善平台进行搭建，借助BIM内信息储存这一功能，建设包含质量检测、运营维护等方面的管理平台。在检测施工质量时，具体内容有结构、温度、安全等方面预警和检测功能；在养护管理工程时，需要完善土木工程各项信息，对工程档案进行建立，在此基础上，和现场检测相配合，实现在运营维护时的高效检测。而利用对于信息反馈的高效数据分析，能确定运营维护时的风险问题，这有利于将养护工作高效完成，使工程寿命得以保障。第三，应该在关键的施工内容监控中，应用BIM技术来模拟施工操作，促使风险较高的操作内容能够降低风险，以BIM在关键节点内的应用，让施工节点的操作流程得以优化。例如，对基于BIM技术的桥梁工程进行监测，就可以打造桥梁工程建造的数字化管理平台，在平台的协同下管理平台，就可以设置生产管理、设备管理、混凝土生产管理等模块，对这些施工过程进行监测。在桥梁工程BIM数字化平台，设置新型能力指标，如材料损耗降低率、设备利用率、箱梁预制周期缩短率等，实时统计桥梁工程材料的消耗量与利用率。另外，在平台中围绕桥梁工程施工过程，呈现桥梁的施工进度与施工计划、机械与人员的管理以及成本与质量管理，便于工程参与方在平台随时采集数据，监测施工过程中的具体环节。此外在这一平台还可以实现桥梁工程的数据开发与利用，对生产数据进行科学的量化管理，比如梁体生产进度报表、安全质量问题月度统计报表、水泥实验室检测数据报表、钢筋加工报表、混凝土生产统计报表、混凝土车辆调度报表等。这些报表中的数据都可以利用BIM数据平台收集并加以利用。例如，梁体生产进度表中的设计产量、开工累积产量以及周完成量等，平台对这些数据进行实时统计与实时查询，以便施工参与方了解。

3.5 其他应用

在工程招标造价的阶段中，BIM技术的应用也发挥重要作用效果，这关系着对招投标造价的事前控制，有利于招投标中的成本降低，让工程造价被合理控制。而在招投标的环节中，BIM技术也能得以应用，它能整体分析不同招标资料，帮助企业选择适合的施工单位，利用此方式对施工造价进行控制。在工程中，验收以及结算也属于造价管理中的关键环节。在这些环节中，也可以对BIM技术正确使用，以它来全方位对工程信息进行储存，结合规定完成信息的品牌剖析，为竣工验收打好基础，同时BIM技术能够提供数据库支持。在工程项目中，企业可以建设BIM信息库，它属于BIM技术中非常关键的一部分，能在工程推进中满足各人员熟悉工程实况的需求，有利于对造价系数的全面剖析，便于对工程全方位的了解。在一些工程中，还会用纸质图纸完成工程设计，利用不同角度设计图纸，反映工程的状况，而此类方式会消耗更多图纸和时间成本，在修改上也有着较大困难，而在BIM技术支持下，这些问题便能被有效弥补。BIM技术能将工程施工过程组成一个整体，利用数据融合这一方式模拟工程。在施工的不同阶段，工作人员都能按照具体需求对相关资料进行提取，让更多设计数据被顺利集成，根据提取数据对各位置模型进行建立，让工程施工变得更为便利。

4 结 语

在土木工程领域，BIM技术的应用有着明显效果，它能让土木管理的普遍问题得以解决，让管理工作的效果顺利提升。在新时期中，土木工程的建设要求更为复杂，信息技术也在不断发展，对BIM技术的有效应用，还需要工程人员的不断探索和改进，让土木工程的管理模式变得更为科学和有效，促进工程效果效益的提高。