BIM技术在土木工程施工中的应用

BIM技术在土木工程施工中的应用

杨浩

杭州优辰建筑设计咨询有限公司   浙江省杭州市   310000

摘要：BIM技术应用于土木工程管理涉及到诸多因素，借助BIM技术可使工程团队构建高度直观的三维模型并对其进行设计，施工，管理及运行等全生命周期全方位信息化管理。其中三维模型建立及管理，协同设计及信息交流，工程进度及资源管理，施工过程模拟及优化，安全管理及风险评估这些关键技术及方法为土木工程的建设提供有力支撑。文章对BIM技术优势进行分析，探讨BIM技术在土木工程施工中的应用策略。

关键词：土木工程；工程管理；施工管理；BIM技术

一、BIM技术在土木工程施工中的优势研究

1.1工程模拟

BIM技术在工程模拟方面有其优越性，土木工程施工过程中由于施工组织设计时对项目总体难以掌握，有很多问题要考虑，有很多因素会影响到施工，所以更容易发生设计不合理，对施工全过程控制不到位，导致施工延误情况发生。而采用BIM技术则可以优化施工组织设计，模拟土木工程施工中模型和全过程，从而使工程管理人员可以在此基础上展开工程管理工作并合理控制项目实施进度。传统工程进度管理存在进度管理主观性相对较强、基本以管理人员经验为基础进行管理、缺少对比分析等问题，所以在建设过程当中，很容易产生盲目赶工期和工期延误等问题，采用BIM技术来模拟建设过程，就可以对工程进度管理进行比较，施工工程进度管理是科学的、按时完成施工任务的。

1.2协调性

BIM技术应用于土木工程建设过程中存在协调性等优点，而土木工程建设存在一定复杂性，不仅会涉及到各部分建设，同时也涉及到了材料，成本和质量方面的管理问题，而目前在建筑工程规模日益扩大的情况下，土木工程的施工管理难度也在不断加大，传统施工管理方式已无法满足现阶段时代下工程管理工作的需求，这就要求新技术和新理念的引入，与此同时，对一些规模比较大的工程项目来说，建筑单位要想在要求的时间之内完成建设，就要同时开展多部位工程施工，交叉施工也在不断增加，但对施工管理协调性提出了更高要求。运用BIM技术可以促进整体施工管理协调，以BIM技术较强的分析能力为基础，进行工程规划，并在施工期间对工作和流程进行合理设计，也可以针对施工过程做出预演，有利于工程管理人员在施工流程设计时发现不合理之处，从而使施工得以严密展开，促进整体施工速度的提高。

二、BIM技术在土木工程施工中的应用

2.1在设计阶段使用

将BIM技术运用于土木工程建设，能够带来诸多益处。首先，利用BIM技术，土木工程师能够构建出精确的三维模型，这包括建筑的几何形态、结构设计和系统布局等方面。这些模型能够提供更加直观，可视化设计方案，有助于工程师对设计方案进行深入了解与评价，并对潜在问题进行预先识别与求解。BIM技术能够提升设计质量与精度。通过三维模型的建立，工程师能够对设计方案进行更详细的分析与优化，降低设计中的失误与矛盾。BIM技术也可用于碰撞检测以协助工程师们在设计阶段发现和解决各种系统间的矛盾，从而避免建设中出现问题及拖延。BIM技术也能够增强协同工作的能力。不同职业的工程师能够在同一BIM模型中协同工作并进行实时协同设计与沟通。有利于提升团队沟通效率与工作效率，降低信息传递错误与拖延。BIM技术也可用于材料与成本的分析。利用BIM模型可实现不同材料及构件的仿真与分析以及性能与成本的评价。有利于工程师们在设计阶段进行合理选材，节约成本，提高工程质量。BIM技术也可用来制定施工计划，提高效率。通过BIM模型实现了施工模拟与优化，有利于工程师合理编制施工计划、提高施工效率、降低浪费。

2.2在施工阶段

施工阶段,BIM模型的运用可以更加清晰的表现出建设单位所需，使得建筑成品施工更加贴合建设单位所期望的目标。具体施工阶段BIM技术中存在施工模拟技术并结合施工现场，对于施工阶段施工技术的选择，施工设备的配置进行了分析，以降低施工中出现的错误，遗漏和碰伤。还可以运用BIM技术来针对施工方案的优化、施工现场与实际工程情况相结合、对现场的信息数据的收集、对数据的简单加工和分析等，接着在运用BIM技术对其进行了详细的分析和处理，预先把控了施工当中可能存在的易错点，难点，并在制定施工方案时对这些问题进行了重点处理，确保对于建筑工人施工交底工作有针对性，同时为施工管理人员日后监督过程提供重点监督施工地区。BIM技术也可以对施工现场进行仿真，给施工安全管理带来了优越的解决方案。施工环节繁多，工程繁琐，部分施工工序存在一定风险。在项目生产中应秉承“安全是第一位的，产量是第二位的”的原则工，一旦发生施工事故，不仅在拖慢生产进度，而且对项目的顺利进行产生较大影响。安全作为生产的前提，怎样做到安全生产，是各施工单位都要思考的。施工现场存在很多安全隐患，在BIM技术的辅助下，能够模拟现场施工情况，发现其关键施工危险因素，方便施工管理人员控制风险点，能够有效防范安全事故，促进施工效率的提高。

2.3碰撞检测

BIM技术碰撞检测功能通过分析建筑物三维模型来检测各构件间是否存在碰撞。在建立建筑物的模型时，不同的构件（如管道、电缆、结构等）会被分别建模，并在模型中进行布置和安装。碰撞检测功能可通过分析这些部件的位置，大小及移动来判断其是否发生冲突。如管道和结构柱交叉或装置和电缆交叉则认为是矛盾的。利用BIM技术碰撞检测功能可对模型中的这些碰撞进行自动检测并给出直观的检测结果，表示碰撞发生的地点及特定组件。通过对矛盾的探测与化解，避免了实际施工过程中存在的问题，降低了施工成本与工期。对检测出的矛盾，可做相应调整优化，如重新安排管道或者调整设备位置等，保证各部件间不发生冲突。这就避免了实际建设中需对其作临时修改与调整，减少了多余工作量与费用。

2.4在项目运营阶段进行运用

鉴于土木工程项目具有不同的类型，因此在其运营和管理阶段所使用的维护手段也会有所不同，这无疑会对项目的运营和维护成本造成一定程度的影响。与其它建设项目相比，基础设施和公共建筑的维护和运行费用是比较高的，这不仅与基础结构与公共建筑的性质有关，也与管理方式、技术水平有关。BIM技术应用于土木工程运营阶段，可以为施工单位管理工作提供所有需要的信息，确保建设过程有依据，并且通过BIM技术减少了运营阶段维护成本，降低了企业及经营者财务成本。此外，将BIM技术应用于运营阶段，除可以提供相关信息外，也可以为土木工程项目移交后提供数据，包括使用年限，入住率，并能及时对相关数据进行更新整理，便于操作人员日常操作。三维模型加上进度就是4D,三维模型加上进度和成本就是5D。BIM-5D具有自动产生包括物流服务和物质保障在内的各种周边配套设施模型的能力，这不仅能为运营和维护管理提供必要的数据支持，还能有效地提升工作进度并降低运营成本。

2.5材料与成本分析

BIM模型中可包括建筑的物料及构件信息如数量，规格，费用等。BIM模型中可包含建筑的材料信息包括数量，规格和供应商。借助BIM技术实现了材料的分析与对比，有助于工程师筛选出最佳材料。比如通过BIM模型可计算建筑需要多少块砖，依据不同供应商价格对比，筛选性价比最优供应商。这一分析有助于工程师们在保证所用材料满足设计要求的前提下对工程进行费用控制。利用BIM技术，我们能够把材料的信息与其他相关的成本数据融合，进而进行成本的深入分析。比如可基于BIM模型材料数量及供应商价格来计算建筑材料成本。其他成本因素也可考虑在内，例如人工成本和设备租赁成本。通过成本分析使工程师能够预测并控制工程的费用，适时调整设计方案或者采购决策来保证工程在预算内完成。

三、结论

总之，土木工程建造普遍采用BIM技术。有助于土木工程师们在设计阶段建立准确的三维模型和以可视化方式对设计方案进行评价。施工阶段BIM技术能够实现虚拟施工模拟有助于优化施工计划和施工效率。同时通过碰撞检测，能够避免在施工过程中出现矛盾与问题，降低了施工成本与工期。BIM技术也可用于物料及成本分析、辅助预算及采购决策、项目成本控制等。在建筑运行维护阶段,BIM技术能够对运行维护信息进行集成，有助于管理团队深入理解建筑状态并提升维护效率。

参考文献：

[1]张军军,李彩红.BIM技术在某土木工程施工中的应用分析[J].四川水泥,2022(06):105-106.

[2]张凯凯.BIM技术在土木工程施工质量管理中的运用[J].城市建设理论研究(电子版),2023,(23):53-55.

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