韩江帆
山西建设投资集团有限公司
山西太原 030002
摘要：改革开放以来，我国综合国力不断提高，经济水平产生了质的飞跃与发展，这在一定程度上也促进了我国科学技术水平再上新台阶。BIM技术作为近年来建筑行业新技术，在土木工程中的应用价值也逐渐显现。对BIM技术的熟练运用，能够推进施工速度，确保工程质量，降低安全隐患，优化成本管控，统筹提升项目管理水平，从而保证工程项目的实施。本文主要从BIM技术的相关介绍入手，探索其在土木工程施工领域多方面的应用价值，从而为促进BIM技术应用提供参考，助力推动我国现代化建设的进程。
关键词：BIM；土木工程；项目管理
引言
长期以来，建筑业在国民经济中始终占据着支柱地位。然而随着建筑业市场容量趋于饱和，行业利润透明化，社会各方对施工现场的安全、环保要求日益严格，加上建设单位长期拖欠工程款，施工企业往往夹缝中求生存，这严重制约了行业发展。从传统粗放式管理到现代精细化管理转变，寻找新的利润增长点成为了施工企业亟需解决的难题。考虑到BIM在可视化、仿真和协同等方面的优势，加上相关软件企业在碰撞检测、力学分析、成本管理等维度的开发，所有参与者均能在项目的不同阶段共同协作，BIM在设计优化、施工技术交底、全过程信息管理等诸多环节的应用都使项目品质提升成为可能。同时，利用BIM技术结合大数据，建立工程信息模型库，对于土木工程建设的指导和优化，乃至城镇建设与规划都具有重要意义。
1 BIM技术基本概念
BIM的全称是Building Information Modeling（建筑信息模型），最早由美国欧特克公司在2002年提出。BIM技术的核心是将整个建筑工程中的所有相关信息写入数据库当中，并通过数据库建立三维建筑模型。通过BIM技术，不但可以形象地呈现建筑工程中的所有细节情况，而且还有助于对整体施工方案进行合理规划，并对建筑物和各个部件进行模拟测试，减少不必要的浪费和失误。我国从2016年开始发布了一系列BIM国家规范标准，但至今仍不够完善，还需借鉴美国、欧盟、新加坡等国家和地区的相关经验。传统土木工程施工中，一个项目涉及大量图纸，设计单位出图慢，且图纸之间关联性小，施工单位照图施工往往会出现现场与图纸设计不符的情况，这为施工进度和工程质量带来了极大的影响，甚至会由于返工造成材料和资金的损失。BIM的出现有效地解决了这类问题，项目参与各方能够基于三维模型进行图纸会审和设计变更，场景更接近于施工现场，促使施工难题得以在模型中得以解决。
2 BIM在土木工程领域中的应用
2.1 设计阶段
在土木工程的项目施工开展前的设计阶段，需要对相关的设计方案进行严格细致的审核工作。要结合现场勘测的情况，分析相关技术和设计的细节在施工后能否顺利施行，是否存在阻碍后续工作的因素。通过审核设计方案，能够及时发现问题、解决问题，从而保障施工工作有序、高效地进行。就以往对土木工程设计方案进行审核的经验而言，既需要参与各方对设计图纸有足够了解，又需要相关人员对各个环节的设计进行充分的沟通和协调，但传统的审核方式往往存在着不足，难于发现问题，一处修改可能对应多处变更。而采用BIM技术对设计方案进行检查，可根据设计方案进行施工情况的模拟。其通过收集操作信息并将其转换为数字化的建筑组件，建立出更具可视性、更加精准的空间设计，使得信息更加直观，即使专业知识掌握不足的操作人员也能看懂。同时，BIM技术还能通过对设计方案的模拟，检查出方案存在的缺陷和不足，在项目实施前规避风险，从而得到优化的设计方案。
2.2 施工阶段
①安全技术交底。
设计阶段应用BIM建立好的模型，其中各个单元与实际的建筑构件更加接近，这不仅更方便施工阶段操作人员理解图纸，还能够为后续的工作提供依据。尤其对于一些造型独特、不规则的建筑而言，例如旋转楼梯或者喇叭形状的混凝土筒体，传统的建模手段并不能将其建筑外形较真实地呈现出来，技术人员对施工人员进行安全技术交底时难以表述清楚，这给实际施工造成很大的难度。但是利用BIM技术建模就可以完美地解决这个问题。在各个施工关键部位，可设置相应的动画和规范，设置好二维码链接，操作人员可以通过扫码即时了解施工工艺和违规操作可能引发的安全事故。②虚拟施工。在建立好的3D模型基础之上，通过合理地设置时间参数，可以将建筑在实际施工过程中的真实情况动态地、可视化地展现出来，这对于土木工程施工而言是具有前瞻性和预见性的。对实际施工过程中的突发情况进行预估，规避需要返工和整改的风险，从而避免影响工程进度。但是虚拟施工仅凭单一软件是无法完成的，需要组合各种软件和平台。③造价管理。土木工程项目除满足质量、进度、安全目标外，还要实现利润最大化。BIM技术使统筹目标管理得以实现。结合BIM+进度管理的BIM-4D技术，再将BIM软件和成本预算软件、开放数据库等连接在一起，通过模型中各构件上附有的尺寸、规格、材料、价格信息，可以完整而精确地计算出整个项目的工程造价，当设计变更或材料变更时，只需要通过修改模型中的构件布置和属性即可获取变更后的成本，进而为控制造价提供依据。
2.3 竣工阶段
土木工程项目竣工时，既要检验项目是否按照国家相关技术标准实施，又要验证图纸是否科学、工程量是否按照合同和签证变更确认、是否存在索赔等，是对项目全过程的梳理，也是对项目实施情况的总结。竣工验收时，可以通过现场与BIM模型对应部位的比对判断施工单位是否按照设计要求施工。不同于传统的一份份变更单、认价单、会议纪要，BIM中记录了施工全过程的每一次变更，所有内容形成电子资料上传到云端，任意时点、部位的资料都变得可视化、可追溯，大大减少了办公耗材的浪费，也节省了项目人员制作内业资料的时间。
2.4 运维阶段
土木工程的建设期往往只有两三年，而建筑的寿命却长达几十年甚至上百年，项目交付后的有效的运维管理也不可或。由于BIM贯穿于建筑全生命周期，其中数据功能更能够应用于项目运维阶段的数字化管理，如大型建筑物的修缮、住宅小区的物业。一方面，运维阶段BIM的使用者可以借助已有模型，快速了解建筑结构与布局，找准运维关键点，无需重新进行勘验、查找老旧图纸等，比如与消防报警设备相连接，当警报发生时，可在BIM模型上迅速定位，并检查周围是否有消防隐患，确认最佳逃生线路等。另一方面，结合物联网和人工智能技术，与各类设备共用模型，可以对建筑的形变、温度进行监测，实现智慧管理。
3 展望
经历了新冠疫情的打击过后，一批高新技术取得了突飞猛进的发展，通过技术提升企业抵御风险的能力变得尤为重要。BIM技术在土木工程领域有着显著的应用价值，但是现阶段信息化技术仍不够成熟，实现BIM技术在工程项目的全覆盖还面临着人才缺乏和资金不足的双重压力。施工单位要适应新形势，加大对涉及BIM技术的岗位人员的培养，挖掘大数据、智能建造、云计算等新领域的人才，结合BIM技术，综合发挥其优势，辅助土木工程的全过程管理。
结语
时代发展的浪潮总是一波推着一波，推送着每一个高技术含量的科技到达它们所在的领域，从未停止，而各项先进技术也逐步应用于传统的建筑行业当中。在土木工程施工中，合理、规范、高效的利用BIM技术，将实现不可估量的价值，而这项技术的运用推广，又会为建筑行业发展推波助澜，进而为我国经济增长提供不竭动力，达到一个良性循环。
参考文献
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