BIM 技术在土木工程施工领域的应用研究

发表时间:2020/4/14   来源:《城镇建设》2020年1月第2期   作者:郝艳伟
[导读] 随着科学技术和时代的高效发展,目前,各行业都在进行相应的改变,建筑行业也不断向着信息化进行发展。
        摘要:随着科学技术和时代的高效发展,目前,各行业都在进行相应的改变,建筑行业也不断向着信息化进行发展。在信息时代的背景下,BIM技术是中国土木工程建设领域发展的趋势。本文主要是对BIM技术在土木工程施工领域的应用进行分析。
        关键词:BIM技术;土木工程;施工领域;应用

        随着时代和社会的发展,人们对于城市的发展和建设需求不断增长,所以,土木工程项目也在不断的增加。为提高土木工程在建设过程中的质量和效率,并且为建设项目提供各种保障,各相关部门及企业可以在土木工程建设工作中引进BIM技术。
        1BIM技术的含义
        美国是BIM技术的发源地,2007年就发布了相关规范及标准,其他国家也陆续发布相关规范及标准;我国于2011年才提出相关规划要求,并于2016年发表主要规范标准,其中《建筑信息模型应用统一标准》、《建筑信息模型施工应用标准》对BIM技术的定义是:在建设工程及设施全生命期内,对其物理和功能特性进行数字化表达,并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。”其核心内容是运用数字、信息技术对已经规划建设项目的全部信息进行仿真,使施工人员能够提前发现施工方案中出现的问题,从而及时纠正错误,降低成本,减少工期,减少协调工作,真正做到资源共享。从土木工程的施工角度来说,工程施工人员经过使用BIM技术的仿真模拟,能够清楚的认识到施工环节中的所有内容及错漏,甚至对工程建筑中的每一个构件及零部件的质量和作用、数量等进行详细了解。
        2BIM技术的特点
        2.1BIM技术具有可视化
        目前,大多数土木工程项目在建设环节中都是应用二维施工技术,施工人员必须经过人脑对工程的整体实行三维立体模型的构想,这样不但会使得土木工程建筑的精确度受到影响,并且在一定程度上加大了工作人员的工作压力,而且极易造成误判。而在土木工程施工过程中使用BIM技术,能够直观的将整个项目的三维实体建模进行形成并展示出来,让施工人员直观的了解施工的整个过程、图纸与施工方案的合理性等问题,这就是BIM技术的可视化特点。这样不但能够使施工人员提前看到项目完成后的实际效果,还能不断加强施工人员和其他部门员工之间的沟通,使得土木工程建筑质量和效率能够得到大幅度的提升。
        2.2BIM技术具有数据共享及协调性
        在土木工程项目建设的中后期,会牵扯较多的施工单位和管理部门,只有大家共同协作,才能确保土木工程建设顺利进行。但是,各部门在合作过程中通常都会产生各种问题,而且难以协调。在土木工程施工环节中使用BIM技术,能够更好的处理这些问题。BIM技术可将现场、图纸等信息上传到数据中心,各相关单位及部门从数据中心查看现场实际进度与质量等情况,给予意见并反馈到现场施工人员,这样能防止在施工环节中出现各种由于交流不及时产生的问题,不断提升各部门在共同合作中的整体工作质量,从而使得土木工程的施工质量及效率能够得到提升。
        3BIM在项目建设周期的管理应用
        3.1工程规划设计阶段BIM管理
        BIM技术可以为广大业主提供概要模型,针对该方案进行模拟、分析,达到使该项目降低成本、缩短工期并且提高质量的目的。通过利用BIM可视化这一重要特性,设计师们可以实现自己的设计“所见即所得”这一功能,同时业主也可以随时了解到自己的投资可能收获什么样的成果[1]。下面我们以BIM在场地规划方面的应用为例。场地规划可以使土木物的空间方位和外观得以确定、可以建立土木物与周围景观的联系等。场地的植被、地貌、气候条件都将影响设计决策,因此往往需要对景观规划、施工配套及建成后交通流量等各种因素进行评价分析。

在BIM结合GPS(地理信息系统)后,可以对拟建的土木物空间和场地数据建立模型,得出令人信服的分析结果,做出拟建项目最理想的广地规划、土木布局、交通流线组织关系等关键决策。
        3.2施工阶段BIM管理
        3.2.1基于BIM的成本管理
        成本控制一直贯穿在施工阶段的全过程,从编制招投标文件到签订合同,再到工程建造过程中的工程计量、变更协商一直到最终的竣工结算与决算,都离不开成本的控制。在该过程中运用BIM技术能全面提升企业的核心竞争力,提高工作效率。在施工阶段,通过BIM技术建立三维模型数据库可以直接对土木中对应的数据进行读取、统计和汇总,并且可以根据已有的计量规则产生数据表,同时通过计算机技术创建模型数据库,集成施工企业所具有的信息,服务于整建造过程,达到“一模多用”的目的。在真正的施工过程中,会经常容易出现量与价的调整最终导致工程变更。BIM技术可以根据造价规则自动重新计算造价,大大减轻了造价工程师的工作量[3]。众所周知,施工单位在建造项目上所投入的资金往往根据工程进度分段回收,当到达某里程碑事件时便以合同为依据要求业主支付进度款。BIM可以将4D、5D技术应用到工程款的支付当中去,项目开始前,施工单位通过4D技术模拟施工进度,为资金的流转做好准备。在项目开始后,可以随时根据工程进度计算成本,进度和成本相结合的模式为索要进度款提供了科学的依据。
        3.2.3基于BIM的进度管理
        施工企业进度管理的目标是在工程建造的各个阶段和项目完成的期限内进行项目的作业分配、进度控制、偏离校正。BIM在其中的应用主要解决作业分配和及时的校正偏离和动态的进度控制。施工单位根据BIM统计的数据可以准确地计算出不同阶段所需要得到材料用量以及结合计价规范、定额和企业的施工水平计算出所需要的材料用量、劳动力、机械台班数。在进度中控制过程中,当真实的施工状况与进度计划有所出入时,可以通过4DBIM模型将进度计划与真实的施工情况进行对比,从而调整进度,增强施工单位对进度的控制能力。
        3.3运营维护阶段的BIM管理
        运营维护阶段的管理是项目全生命周期管理的重中之重。运维阶段管理难度和成本增加的主要原因可以归纳为信息的集成和传递缺少管理。而BIM作为信息库充分吸收了项目全生命周期的信息,因此运用BIM技术与运维管理系统相结合可以对土木的设备资产、空间等进行科学管理,也可以对可能发生的灾害进行预防控制,可以大幅度的提高运维效率并降低维护成本。以下主要对基于BIM的资产设施管理进行简要说明。资产设施管理工作处于项目的运维阶段,它不止需要本阶段的信息集成,还需要项目全寿命周期的各个阶段的信息,面对如此庞大、复杂的信息量,采用基于BIM的资产设施管理是非常有必要的,可以使运维阶段的资产设施管理得到充分的保障[4]。倘若将BIM技术与传统的资产设施管理进行整合,使业主能够通过点击查找相关内同从而得到具体的细节,如安装人员、安装日期、授权信息、维护计划等,方便与维护公司以及承包商的沟通联系,从而达到降低成本的目的。采用该种手段可以使业主不再固守于物业管理的固化模式而可以采用多元化模式,将资源进行整合,使其达到最优化,从而使自身利益最大化。
        4结束语
        随着BIM技术的出现以及成熟,会对土木行业产生革命性的影响,会推动整个土木业生态链的变化已经会使价值链的重新整合。通过BIM集成信息会带领土木业进入大数据时代并且信息的集成能够提升行业的透明度。但我国目前BIM仍处于初级阶段,虽然目前BIM技术在施工企业的工程量计算、协同管理以及信息集成等方面都已经进行了应用,但在施工阶段的BIM应用还远远未得到充分的挖掘,未来会随着BIM技术进一步的推广与成熟,BIM将会为土木行业带来巨变,推动土木业的进一步发展。
        参考文献:
[1]崔学忠.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].中国建材科技,2019,28(01):103-104.
[2]张伟.BIM技术在土木工程施工领域的应用进展[J].山东工业技术,2019(03):132.
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