分析BIM技术在土木工程施工中的应用

发表时间:2020/8/10   来源:《建筑实践》2020年3月8期   作者:刘甲立
[导读] 在建筑行业实现数字化和信息化的发展中,BIM技术是重要代表之一。
        摘要:在建筑行业实现数字化和信息化的发展中,BIM技术是重要代表之一。该技术的使用不但能够促使土木工程管理向着科学化的方向落实,而且对于将土木工程施工技术实现量化管理和可视化管理起着非常重要的作用,对于满足当前土木工程管理团队提升技术操作质量起着重要的借鉴意义。BIM技术最开始使用是在上个世纪70年代,随着后期的创新改进,该技术应用到建筑工程项目中从准备阶段到施工建设阶段再到后期的竣工等实现了全寿命周期的管理,改变了传统的土木工程施工管理模式,将信息化技术的价值全面融入到工程项目管理中。
        关键词:BIM技术;土木工程;应用
        1 BIM的技术简介及特征分析
        BIM技术又称建筑信息模型,能够将工程项目设施的建成实体和功能通过数字化的形式展现出来。这也是BIM技术的第一层含义,数字表达。另外,它包含了项目设计、项目施工、项目运营的全阶段的过程,能够通过对建筑设施全生命周期进行信息处理,为工作人员的决策提供可靠的信息。再者,人们可以通过BIM进行协同化作业,不同的利益相关方能够对其中的信息进行修改、查看或者插入,从另一个角度能够看出,BIM还是一个共享的知识库。在实际过程中,人们往往将BIM与传统的CAD技术进行比较,其实相较于传统的CAD技术,BIM有着以下明显的几个优势特点。
        1.1可视化特点
        在进行项目的设计、建造、运营等整个工作过程中,BIM技术能够通过数字表达的形式将整个过程以三维立体实物的形式展现出来。另外在对这个项目进行沟通讨论以及决策的时候,BIM技术能够将其完全可视化,人们通过BIM技术对其进行修改或者插入信息,那么展现出来的可视化模型就会随之改变。简单来说,BIM的工作过程和工作得到的结果相当于建筑物体的实际的形状再加上构建的属性信息,最后再加上决策者对它设定的的规则信息。
        1.2协同性
        有时候行业的项目信息会出现不兼容的现象,比如尺寸有误差,梁柱位置不统一等等。出现这种情况的原因往往是因为各个专业顾问之间没有进行良好的沟通,有时候各个单位之间因为对接问题有所冲突的时候,往往会需要召开协调会议,进行协调相配合的工作。但是弊端往往是问题产生之后才能够寻找解决的措施,导致效率下降。那么BIM技术可以通过在建筑建设前期对于各种出现接口问题进行处理,生成合理的解决方案,这样能够减少不合理的变更方案或者问题变更方案的出现。
        1.3模拟性
        它能够在设计阶段,施工阶段以及最后的运营阶段进行有效的模拟分析。这也从另一个方面反映出BIM技术能够贯穿整个建筑设施的全生命过程。设计阶段,CRM技术能够模拟日照,绿色,节能环保以及紧急疏散的模拟,这样可以减少在施工过程中遇到的光照不足,地质灾害等问题。根据物理数据和几何尺寸等改进设计图纸,从而构建设计项目信息的彻底控制,在后期的运营过程中也有着相应的模拟。通过优化设计方案减少施工过程中遇到的问题。另外在施工过程中还能够通过5D模拟等方式,通过消防撤离,地震逃生等模拟。
        2 BIM技术在土木工程施工中的应用
        2.1案例分析
        以某高层建筑工程为例,建筑基本情况如表1所示。结合此工程的特点,分析BIM技术在施工环节的应用,分析技术的应用方向。
        表1建筑基本情况
       
        2.2模拟施工
        工程施工环节,引入BIM技术手段,进行施工模拟,主要是利用BIM技术进行3D建模,根据工程数据信息,进行参数的设置,使得3D模型能够反映出工程的具体情况,增强了施工作业问题的可预见性以及前瞻性。利用Revit以及Project软件,搭建基于3D模型的4D体系,为工程施工进度和安全以及质量控制,提供有力的支持与保障。
        2.3现场布置与技术交底
        土木工程作业中,现场的布置和技术的应用效果,直接影响着施工的安全性与质量。采用BIM技术手段,进行建筑场地布置的可视化模拟,根据工程施工实际需求,比如材料与机械设备等,为其进行布置分布,以可视化形式展现,指导作业现场的施工组织与布置工作开展,确保工程施工有序开展,提高组织效率。传统土木工程施工技术交底,采用的是二维图纸,应用BIM技术后,支持三维技术交底,切实提高了交底的水平与质量。利用BIM形成的三维图纸,人员能够清晰掌握机电安装工艺和其他部分的工艺,最大程度上保障技术人员掌握技术要点,把关工程施工的质量。技术人员通过PAD装置,可调取工程作业位置的相关信息,比如三维施工图以及动画模拟视频等,通过现场讲解分析,使得工程人员掌握作业工具以及材料型号等要求,促使工程施工作业效率得到提高,确保工程施工的质量。
        2.4项目管理
        2.4.1工程安全管理
        工程施工环节,BIM技术的应用,更多体现在项目管理方面。在生产安全方面,采取的工艺具有复杂性,现场作业环境比较恶劣,布置了大量的机械设备,增加了工程的安全风险,极易引发安全隐患,给现场的人员造成安全威胁。利用BIM平台,运行动态化监测系统,能够进行安全隐患分析,提出预防和控制措施,确保工程安全管理到位。具体来说,结构施工作业环节,在前期结构搭建数据信息输入系统后,进入正式操作环节,此时后台可以利用设置在装置的监控设备或者传感器等,进行安全生产状态分析,判断结构施工是否存在安全风险,提示施工人员进行处理,以免发生断裂或者塌陷事故,引发安全事故。完成隐患处理后,利用BIM技术进行再次核查检查,当达到安全生产作业后,再组织施工作业。
        2.4.2工程质量管控
        BIM软件的很多功能,都是基于提高工程质量水平开发的,此技术的应用,打破了传统土木工程质量管理模式,促使工程建设质量水平得到提高。落实土木工程管控措施时,创新应用BIM技术,可保障工程建设的质量。整个工程质量管控全过程,采用BIM软件,能够扩大质量管理覆盖面。例如,施工方案设计环节,通过施工模拟分析,对方案进行优化,减少施工变更的产生。利用虚拟操作的方式,使得施工作业人员能够掌握设计意图以及技术要点,保障技术高质量运用。施工作业现场的管理人员,依托监控系统,对施工生产实施监督,发现违规操作或者其他问题,高效处理质量问题。
        2.4.3施工成本管理
        工程施工管理的落实,成本管理为主要内容。采用BIM技术,围绕材料和机械以及人力资源等要素,通过优化施工组织设计,提高工程作业的效率,减少施工问题的发生,有助于成本的控制。项目管理人员利用BIM技术手段,根据项目初期成本估算以及预算管理方案,搭建符合工程实际情况的管理数据库,实现对资金与成本变化的在线动态化追踪,实时掌握成本变化,进而调整工程计划。系统能够根据设定的成本目标,对实际成本数据进行分析,若发现成本异常,则能够发布预警,实现对资金问题的有效处理,通过全过程跟踪,保障成本管理工作落实到位。成本管理实践中,BIM技术的应用,优化了成本预算与核算工作,增强了核算结果的准确性,同时提高了工程效益。
        3结束语
        综上所述,随着土木工程的快速发展,土木工程项目的数量和规模显著扩大,施工技术的应用越来越明显,钢筋混凝土施工技术在土木工程施工中的应用越来越广泛。建筑技术创新是土木工程发展的必然趋势。施工企业应充分认识到施工技术对土木工程发展的重要性,加大资金和人力投入,不断推动施工技术朝着科学、智能、生态的方向发展。
        参考文献
        [1]邓春瑶,丛学森.BIM技术在土木工程施工管理中的应用研究[J].科技经济导刊,2019,27(35):17-18.
        [2]裴宁.土木工程施工中的BIM技术应用研究[J].赤峰学院学报:自然科学版,2019,35(11):101-102.
        [3]雒利辉,马超田野,相永征.BIM技术在土木工程施工中的应用分析[J].建材与装饰,2019(29):35-36.
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