浅析砌体施工过程中BIM技术应用的实证研究

【摘要】

通过BIM技术在砌体结构施工中的应用，以模型集成的方式，便于砌体工程的深化及现场施工；以信息化的管理，保证工程质量、施工进度及减少材料浪费。

【关键词】BIM技术； 砌体施工; 展望

【中图分类号】TU754.1【文献标志码】A

［定稿日期］2024-07-20

［作者简介］赵文冰（1994—），男，本科，助理工程师，从事房建基础处理及主体工程施工及技术管理工作；

严嘉耕（1994—），男，本科，工程师，从事房建基础处理及主体工程施工及技术管理工作；

王东（1995—），男，本科，助理工程师，从事房屋工程建筑安全管理工作。

0 引言

随着建筑信息模型（BIM）技术的发展和应用，其在建筑施工过程中的优势越来越明显。特别是在砌体施工过程中，BIM技术可以提供更准确的工程量计算，更高效的施工方案，以及更有效的项目管理。因而，BIM技术在砌体施工过程中的具体应用和效果还需要进一步研究。

1 工程概况

本文依托于西昌市川兴城中村棚户区改造工程项目，该建筑规划占地90 921 m2，总规划建筑面积约为3 787 264 m2。项目工程体量大、涉及专业多、异形构造多、多专业交叉作业多，因项目为棚改项目，涉及当地居民回迁安置，导致项目工期紧，对于二次结构施工进度尤为重要，项目地处断裂带周边，属于9度设防地区，对砌体结构的抗震性能、砌筑施工工艺、现场管理要求高。为保证项目砌筑施工质量，项目推进采用加气块、多孔砖、轻质隔墙等施工工艺，同时积极推进现代化信息技术，做到对砌体施工的质量、进度、工序组织进行更好的控制（图1）。

2 BIM技术概述

2.1 BIM技术的定义和特点

建筑信息模型（BIM）是一种基于3D模型的设计和建筑信息管理技术。可以整合和管理建筑项目的所有相关信息，包括设计、施工、运营等各个阶段的信息。BIM技术的主要特点包括：三维可视化、信息一体化、协同工作和生命周期管理。

2.2 BIM技术的发展和应用

BIM技术自20世纪80年代开始发展，经过几十年的发展，已经在全球范围内得到广泛应用。BIM技术不仅被应用于建筑设计和施工阶段，也被应用于建筑运营和维护阶段。在施工阶段，BIM技术可以提供精确的工程量计算，有效的施工方案，以及实时的项目管理。

3 砌体施工的关键问题

（1）材料质量：砌体材料的质量直接影响到砌体的质量和稳定性。因此，施工前需要对材料进行严格的质量检查，确保其符合设计和施工要求。包括砖块、砂浆、混凝土等材料的强度、密度、吸水性等性能。

（2）施工技术：施工人员需要掌握正确的砌筑技术，包括砖块的摆放方式、砂浆的涂抹厚度、砌筑的水平和垂直度等。同时，要定期对施工人员进行技术培训，提高施工技能。

（3）施工管理：有效的施工管理可以保证施工的顺利进行，避免施工过程中的错误和延误。这包括施工计划的制定和执行、施工质量的监控和控制、施工安全的管理等。

4 BIM技术在砌体施工过程中的应用

4.1 BIM技术在砌体施工设计阶段的应用

在设计阶段，BIM技术可以帮助设计师创建详细的3D砌体模型。这个模型包括砌体的尺寸、位置、材料等信息。既提高设计的准确性，又可以帮助设计师更好地理解和优化设计方案。此外，BIM技术还可以进行碰撞检测，避免设计中的错误和冲突。例如，可以检测砌体与其他结构元素（如梁、柱）之间的空间冲突，及时进行调整。

4.2 BIM技术在砌体施工实施阶段的应用

在施工实施阶段，BIM技术可以提供实时的施工信息，帮助施工人员更准确地执行施工计划。例如，可以通过BIM模型查看砌体的具体位置和尺寸，以确保施工的准确性。同时，通过BIM模型，施工人员也可以更容易地检查和控制施工质量。例如，可以通过BIM模型检查砌体的垂直度和水平度，以确保施工质量。此外，BIM技术还可以进行4D模拟，预测施工过程，帮助施工人员提前发现和解决可能的问题。

4.3 BIM技术在砌体施工管理阶段的应用

在施工管理阶段，BIM技术可以帮助施工人员更好地管理施工资源，包括人力、材料和设备。通过BIM模型，施工人员可以更准确地计算材料需求，避免浪费。例如，可以通过BIM模型计算砌体所需的砖块和砂浆的数量，以准确地采购材料。同时，BIM技术还可以提供详细的施工进度信息，帮助施工人员更好地控制施工进度。例如，可以通过BIM模型查看每个施工任务的完成情况，以及整个项目的施工进度。

5 案例分析

5.1 案例选择和数据收集

BIM在砌筑工程中的应用十分广泛，以正在施工的川兴B03地块为例；通过BIM技术对砌体工程进行模拟排布，以直观的三维结构模型，无需排布过程中的空中想像。也可以利用三维动画进行技术交底，使管理及施工人员更加清晰直观地了解施工流程、施工工艺及细部做法（图2～图4）。

5.2 案例分析和结果

使用BIM技术对收集的数据进行分析。首先，创建一个3D砌体模型，以便更好地理解设计方案。然后，使用BIM技术进行碰撞检测，预测施工过程，以及计算材料需求量等。通过这些分析，可以发现设计中的问题，优化施工计划，以及提高施工效率和质量。

最后，根据分析结果评估BIM技术在砌体施工中的效果。可以比较使用BIM技术前后施工时间、成本、质量等指标，以评估BIM技术的效益。也可以根据分析结果提出改进建议，进一步提高BIM技术在砌体施工中的应用效果。

6 BIM技术在砌体施工过程中的优势和挑战

6.1 BIM技术的优势

（1）提高设计质量和准确性：BIM技术可以创建3D模型，提供全面的设计信息，从而提高设计质量和准确性。

（2）优化施工计划：BIM技术可以进行4D模拟，预测施工过程，帮助施工人员优化施工计划。

（3）提高施工效率：BIM技术可以提供实时的施工信息，帮助施工人员更准确地执行施工计划，从而提高施工效率。

（4）提高资源管理效率：BIM技术可以帮助施工人员更好地管理施工资源，包括人力、材料和设备，提高资源管理效率。

6.2 BIM技术的挑战

（1）技术难度：BIM技术的应用需要专业的知识和技能，对施工人员的技术要求较高。

（2）硬件设备要求：BIM技术的应用需要高性能的硬件设备，这可能会增加施工成本。

（3）数据安全问题：BIM技术的应用涉及大量的数据交换，可能存在数据安全问题。

7 结论和建议

7.1 研究成果总结

在本研究中，详细分析了BIM技术在砌体施工过程中的应用，以及其优势和挑战。发现，BIM技术可以有效地提高砌体施工的设计质量、施工效率和资源管理效率，但也面临一些技术和设备方面的挑战。

7.2 研究的局限性

本研究的主要局限性在于，分析主要基于理论和案例研究，没有进行大规模的实证研究。因此，结论可能受到一些特定条件和假设的影响。

7.3 对未来研究的建议

对于未来的研究，建议进行更多的实证研究，建议研究如何克服BIM技术在砌体施工过程中的挑战，以进一步提高其应用效果。

参考文献

［1］ 严嘉耕，李云飞，马宏亮.三维倾斜摄影与BIM技术在房建项目中的应用［J］.四川建筑，2022，42（1）：48-50.

［2］ 王立春.土建工程施工管理存在的问题及应对策略［J］.中州建设， 2021（5）： 73-74.

［3］ 魏希胜. 土木工程中砌筑施工工艺及质量通病的预防措施分析［J］.建材发展导向，2020（6）： 37-38.