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摘要:BIM技术近年来有关建筑行业方面的一项具有非常重要意义的技术,这种技术主要是通过使用计算机来完成建筑设计的相关技术,是将建筑工程方面的信息数据作为根本基础,而构建出来的一种具有高度集成信息化特点的模型。对于相关建筑信息模型来说,其内部的数据库信息会产生动态变化,会依照建筑的具体进程动态不断的进行调整。本文针对BIM技术在土木工程施工管理方面的应用进行了分析与探究,旨在为提升施工管理效率提供参考。
关键词:BIM技术;土木工程;施工管理;应用
基于我国整体经济形势及科技力量的不断提高,相关建筑工程行业的发展也越来越迅速,并且将诸多先进的技术切实应用到了建筑工程当中,而其中有关BIM技术的应用同样非常广泛,在应用过程中也已经取得了非常良好效果。将BIM技术科学合理的应用在土木工程领域当中,不但能够对工程进度进行优化,并且也极大的减少了由于延误工期而产生的经济损失,使得土木工程施工得到了整体的优化与改善。
一、BIM技术的概述
(一)BIM技术的概念
BIM技术指的是建筑信息模型,这是一种将三维数字技术作为根本基础,对建筑工程项目当中的诸多相关信息进行集成的一种工程数据模型。在当前阶段,其所具有的一些主要特征包括以下三点:第一点,模型数据信息具有集成性、完整性。在原来5D相关技术的构架基础上附加了共享参数,同时将参数数据变更为了可改动的模式,提高了其灵活性与调整性。第二点,信息关联性。应用BIM技术能够实现在工程信息以及建筑信息方面的无损传递,符合IFC的相关国际标准。第三点,信息联动性。BIM能够确保工程信息在各种不同阶段都具有一致性,从而省去对其重复调整的步骤,同时还能够根据各个阶段的不同需求,对相关数据实现组合性调取使用。[1]
(二)BIM技术的应用现状
最早将BIM相关技术应用到土木工程施工当中的国家是美国,主要是基于其信息技术方面的发展速度以及对信息技术方面的使用深度等有关,这样同时也为其国家在实际的使用过程中提供了很多的经验。在之后的发展中,BIM技术的应用越来越广泛,不同的国家也相继将其应用到了土木工程方面的施工管理当中,并且取得了非常好的效果。对于BIM技术的应用,我国目前尚处于熟悉与发展的阶段,在实际的使用当中还存在一些有待摸索与不成熟地方,基于这种情况还需对其进行深入的了解与研究,使之在土木工程施工方面所具有的优势得到切实发挥,从而提高土木工程方面的整体管理水平。
(三)BIM技术的优势
关于土木工程方面的施工管理当中,对于BIM技术的应用主要具有以下几种优势:首先是BIM技术所具有的信息关联性,BIM技术利用三维几何构建以及拓补关系实现相关的模型信息之间的关联,进而使管理信息、施工以及设计等得到了有效的整合,其中也包括构件名称、材料特性或者是形体关系等。与此同时,还有成本方面的计算、人力资源上的控制以及材料耐久性等关键信息。BIM技术可以使这些管理信息之间形成关联,并对其进行整合,从而使相关的施工管理人员从繁重的任务中解脱出来;其次是有关演化拓展方面的模型,对于BIM技术来说,其能够演化相关建筑物由最初的建造到后期的使用直至最终老化的完整生命周期,其中每个构件可能会发生的变化以及拓展等也全部都会一一展示出来,从而做到一目了然;最后是对模型构件方面的更新识别,利用BIM技术构件的信息模型对象能够对后期的更新内容逐一进行识别,然后由系统对相关模型进行统计分析,并对更新的信息完成构建,最终实现虚拟形体,对于相同构件在不同阶段进行的更新,BIM技术都可以实现精准识别。在有关建筑工程项目方面的施工管理当中,科学合理的使用BIM技术,对于提升整体施工质量、降低成本、把控资金风险以及构建资源计划等具有重要作用。[2]
二、BIM技术所具有的特点
(一)可视化特点
当今阶段,我国有很多土木工程在实际的施工过程中都会使用二维施工技术,相关施工人员需要在脑海中构建一个三维立体模型,对整个工程进行设想,这样不但会对土木工程施工的效率以及精准度造成很大的影响,同时也使得相关施工人员会付出更多的精力。如果将BIM技术切实应用到土木工程当中,那么就可以利用BIM对整个工程的构建实现三维实体建模,将构建好的模型展示给相关施工人员,省去了脑海中的立体构思,更具直观性,一目了然。利用BIM技术所具有的这种可视化特点,不但能够让相关施工人员在施工前期就能够了解熟悉土木工程在完成整体工程建设后所需达到的效果,同时也能使施工人员与相关工作人员之间更有效的进行沟通,提高工作效率与信息传递的准确性,从而使土木工程整体的施工效率与施工质量都得到极大的提高与改善。[3}
(二)协调性特点
对于土木工程来说,在其建设的末尾阶段,会与很多相关的管理单位以及施工单位都产生联系,这些单位只有共同参与进来,才能确保相关土木工程稳定顺利完工。而各种不同单位之间在实际的合作过程中往往窥产生很多问题,并且协调的困难度很高。如果将BIM技术切实应用在相关土木工程实际的建设当中,那么就可以有效的处理这个问题。对于BIM技术来说,其协调性的特征能够避免在实际建设当中产生诸多由于沟通不及时而引发的问题,使沟通的及时性与有效性得到极大的提高,从而确保各施工单位之间更搞笑的配合与协作,为土木工程整体的建设效果以及施工质量提供保障。
(三)模拟性特点
在土木工程方面的施工建设当中,应用BIM技术能够帮助相关施工人员更快速、更准确的获取具体的施工方案以及图纸,并且,假如相关施工人员需要对已有的施工方案或当前的施工技术进行优化与整改,那么也能够利用BIM技术来获取得到优化或整改后的图纸。BIN技术不但能够构建三维立体的相关建筑物模型,同时还能够模拟出相关土木工程在施工过程中的具体操作流程,比如三维画面模拟、时间进度模拟以及造价模拟等,相关施工人员通过这些模型来对整体的工程质量、工程进度及造价等进行合理有效的控制,从而保证施工管理的科学性及合理性。
三、BIM技术在有关土木工程施工管理方面的应用
(一)三维技术交底
对于土木工程来说,技术交底的相关工作是非常重要的一环,其对土木施工的实际效率以及整体质量都具有很大的影响。传统的土木工程施工过程中,技术人员往往都是口头上与相关施工人员进行交底,由于可能存在认知水准、地方口音或者是其他一些因素的影响,可能导致相关施工人员不能完全领会施工中的诸多重点、要点,进而对整体的施工效率以及质量都产生极大的影响,更有甚者还会导致安全事故的出现。假如通过BIM技术来实现三维技术交底,那么就能够有效的解决这个问题。利用BIM技术可以将相关的各项指标直接以形象立体的三维图形进行展示,非常直观,便于相关施工人员进行理解,从而确保交底工作可以高效、顺利的进行。[4]
(二)进行碰撞检查
对于传统土木工程来说,其往往都是利用二维图纸来对一些专业图纸之间具有的冲突矛盾进行对比分析,如果是针对一些比较简单的构造,可以起到非常好的效果,而如果是一些结构非常复杂、信息密集的图纸,就会难以发现其中存在的冲突问题,以消防管道为例,当将其构造展现在平面图纸上的时候,通常会出现一些交叉在一起的情况,无法直观的了解到这些部位的实际情况。因此,我们可以通过BIM技术来对实况空间进行模拟,结合具体的环境信息将二维图纸拉伸成为三维动画,进而更加直观的找到其中存在的一些问题和矛盾点。对相关的结构布局以及施工方案进行合理的优化。科学合理的使用这项技术,能够使工程的整体经济效益得到明显提高。
(三)对施工管理进行优化
在施工管理过程中应用BIM技术也具有良好的效果。
其优势有两点:第一点,施工人员的具体分配,利用技术模拟,可以对施工的整体流水作业进行观察与分析,进而发现资源浪费或是安排欠缺的地方,从而进行科学合理的优化,调整人员分配方案,实现最优的作业安排,确保人力资源得到合理有效的利用。第二点,对施工步骤进行简化,例如在样板层或者是样板房方面的施工建设时,利用BIM技术对安装拆卸的过程进行简化,纵观整体之后进行更优的布局,并将优化后的布局进行模拟操作,对照前后的差异及优化效果,从而达到节约成本和优化施工的目的。
(四)施工进度模拟
对于施工进度计划来说,其是整个施工组织设计当中的核心与重点,对进度计划进行科学合理的安排,保证在资金、材料、人力以及机械等方面的消耗为最优的状态下,在规定工期之内结束相关的工程施工任务。将项目进度的相关文件与BIM模型互相关联起来,同时将相关的时间信息添加到BIM模型当中,从而为众人呈现一个形象生动的、动态可视化的三维立体图形。依照实际的工作量、人力资源以及时间进度等确定具体的劳作量,以保证高效化、合理化的施工。以生动的立体模型来替代传统文字书面上的信息展示,使整体的工程进度及工程施工状态一目了然,大大的提升了工作效率。利用BIM技术来模拟出相关土木工程施工的实际进度情况,构建了一个信息集成化与协同化的中心控制平台,提高了各单位之间的沟通效率,避免了信息传递滞后于丢失的情况。[5]
(五)造价管理
成本核算在土木工程施工方面的造价管理当中具有非常重大的影响与作用。传统土木工程在进行成本核算时,相关的造价工程师往往会应用到两种核算方法:第一种,利用一些相关的计算机软件,来对图纸信息进行整体工程量的评估与核算,然后反馈出数据模型。第二种,人工进行计算,结合相关的2D工程图纸,分析工程步骤,评估工程量,并根据工程量计算出所需花费的人力与资金成本等,而相关造价工程师为了保证计算的准确性,往往需要重复的计算核对。通过两种核算方式的对比分析我们可以得出,以上两种方法在实际的应用过程中都存在很大的缺陷,所需花费的时间比较多,工作效率也差强人意,并且其准确性也难以得到切实的保证,对土木工程整体的施工质量及具体的施工工作都具有非常大的影响。假如利用BIM技术来核算成本,其根据数据模型带入各部分的基础花费,汇总到一起进行综合分析计算,可以有效的降低计算量,提高工作效率与计算的精准度。与此同时,还可以将诸多相关信息逐一传送到数据处理库当中,授权其对BIM模型库进行直接访问,从而来估算整体的成本花费,另一边还要结合土木工程所涉及的诸多因素进行综合考量,从而制定一个相对完善的、合理的有关成本估算方面的工程流程图,构建土木工程具体施工过程中不同阶段、不同环节的具体估算流程,从而使之更加科学合理、更加高效精准。利用BIM技术不但可以精准把控资金流动的实际情况,保证资源利用率,同时还可以将具体的施工方案进行有效的整理与优化,从而避免出现返工的情况,降低施工进度以及资金损失等方面的风险。
(六)实现绿色施工
绿色施工所具有的特点就是需要工程能够以较高的资源利用效率进行施工,将低对周围环境产生的不良影响。对于传统方面的施工方式来说,或多或少的都会出现环境污染以及资源浪费的情况,同时还有很多施工方在实际的施工过程中都是凭借着自己的施工经验进行施工,对于这种施工方式来说,显然无法达到绿色环保的相关标准。怎样利用BIM技术进行绿色施工是有关土木工程方面急需得到妥善解决的重点问题:首先,通过BIM技术可以将诸多施工方案进行整理及统一管理,从而进行各方案之间的比对分析,依照具体的情况来分析出最适合当下采用的一种施工方案,以此进行施工指导,最大限度的避免因为施工方式不当致使材料浪费、工期延误等相关事件的出现;其次,利用BIM技术来对实际的施工环境进行仿真模拟,例如对各类可能出现的事故等进行模拟,以此制备针对性的紧急预案。
(七)协调和设计方面的应用
在有关建筑施工项目方面的设计阶段,对于BIM技术的具体需要重视下面几点:首先,要以相关建筑设计单位未来的发展需求为基础,在启用BIM技术之前,相关设计单位需要评估自身当前的信息技术水平,可以先尝试使用BIM技术,在设计单位逐渐掌握BIM相关技术的具体操作之后,再实行不同环节方面的推广;其次是对参与方提出的不同意见进行协调。对于土木工程项目涉及的诸多参与方来说,监理、施工单位或者是业主等,每一个参与方在施工方面的要求都会存在些许差异,而这种情况也就需要我们在引入BIM技术的同时,利用3D模型技术对整个项目工程进行更加直观明朗的展示,然后对每位参与者所提出的意见进行收集,保证每个环节都能有信息反馈,从而方便对后续的方案进行适当的整改。与此同时,在利用BIM技术进行3D模型展示的过程中还需注意,要将工程工期以及工程成本等相关因素都考虑在内。
四、建议措施
(一)BIM技术的标准确认及优化
当前阶段的重点工作就是确认BIM技术的相关标准,同时还要对BIM技术进行优化与完善。有关部门应该通过BIM技术进行相关指导性文件的编制以及规范,同时还要将制定好的规范和标准切实应用到实际的管理当中,从而使BIM技术能够在土木工程施工方面的管理工作当中起到良好的引导作用。确保BIM技术的重要作用能够在土木工程管理当中得到切实的发挥,肩负起重大的责任。
(二)提高BIM技术的优化与研发力度
如今BIM技术仍没有全面应用到土木工程方面的项目成本估算以及管理当中,这主要是因为BIM软件在对一些复杂工量或者是随机材料使用等方面的计算精确率还比较低,若想要彻底解决这个问题就需要注意两点:第一,软件开发的相关企业需要对BIM软件进行更新升级和优化改善,同时关于成本计算方面的精准性也要得到提高;第二,BIM技术的相关推广企业需要依照成本管理所具有的特点提高在BIM技术方面的研究力度,利用对数据信息以及工程模型之间的比对和分析研究来优化软件计算上的欠缺,从而使BIM在成本管理方面的计算上拥有更高的准确性。[6]
(三)相关技术的结合
要积极做到BIM技术和诸多相关技术之间的结合,从而在不同技术之间的搭配应用过程中发展出更多实用的、有效的功能。在未来的发展过程中,对于BIM技术方面的研究方向应放在实际应用以及智能感应等有关方面,将其与监控和计算机等相关技术进行结合,配合使用,从而使BIM的应用方法更加丰富、更加高效。
结束语:
BIM技术最终的一种表达方式就是三维建模,其能够起到优良的辅助作用,使相关技术人员能够通过这种功能对施工过程与施工设计等进行高效的管理。利用三维建模,相关技术人员能够快速找到管理或者是设计上存在的偏差和漏洞,并在第一时间进行更正,从而使土木工程在施工管理方面的效率以及质量都得到极大的提升。随着信息技术的稳步发展和在诸多领域的应用,在土木工程建设方面同样可以凭借着信息技术来实现不同环节之间的信息互联和共享,解决传统管理当中信息传递困难的问题。随着BIM技术的快速发展和实际应用,在土木工程管理方面合理的使用这种技术可以极大的提高管理效率,促进土木工程的快速稳定发展。
参考文献:
[1]晁亚茹. BIM技术在土木工程中的应用具体措施探讨[J]. 居舍, 2019(25).
[2]周洪文. 浅析BIM技术在土木工程安全管理中的应用[J]. 中国管理信息化, 2018, 21(20):67-68.
[3]亚利 马, 彦清 刘. BIM技术在土木工程施工管理中的应用[J]. 2019.
[4]罗谦. 论BIM技术在土木工程施工管理中的应用[J]. 建材发展导向(下), 2019, 17(5).
[5]马朝. BIM技术在土木工程施工管理中的应用[J]. 绿色环保建材, 2018, 140(10):152+154.
[6]蔡九丞. BIM技术在土木工程施工管理中的应用[J]. 中外企业家, 2018, 626(36):90.