试论BIM技术在土建工程施工中的应用

时间:2024-10-09    单位(部门):澄合分公司     作者:李岩     点击:20198

BIM 技术是按照工程项目中涉及的数据信息建立模型的技术,此类技术能够通过施工中的应用帮助工程获得信息化提高,加强项目各方的交流,进行项目协调,BIM 技术作为一种模拟的、可视化技术,为土建工程带来了更多施工便利,使其在施工准备、进度管理、成本管理以及绿色施工等多个方面获得较好的应用效果。

一、BIM 技术概述

BIM 技术被称为建筑信息模型,其在美国的建筑业诞生。该技术可以统筹管理建筑的设计,帮助管理施工,做到项目的协同与运营等。BIM 技术将建筑当作完整的工程,应用合理的规划、构筑科学模型以及协调运营等方式对整体的工程进行细化和量化,在优化建筑施工过程的各个环节中,达到提高工程整体建设质量的目的。目前的 BIM 技术已经融合了原始的BIM 技术的基础,并充分结合了现代化的计算机技术、先进的三维数字技术以及多媒体建模方面的技术,形成了具有数字化、信息化和集成化特点的模型系统。工程师将该技术搭载于计算机上,通过应用专业软件来编辑建筑相关的信息数据,将其数据信息快速转化成可视的 2D、3D 模型,帮助设计工程方案和管理施工。BIM 技术具有可视化、参数化、节省工程成本以及加快工程建设速度的优势。目前,BIM 技术已经在发达国家得到广泛的应用和推广。但我国在 BIM 技术应用方面起步比较晚,对该技术不够深入了解,总体来说该技术的应用仍然处在摸索的阶段。

二、BIM 技术在土建工程施工中的具体应用

(一)完善施工准备

BIM 技术在土建工程中的应用可以体现在施工准备的完善上,其被积极应用在土建工程之中可以将工程设计的具体方案可视化,方便进行设计交流。不仅建设方可以了解设计方案,业主方以及施工方都可以通过设计的可视化探讨设计的可行性,其各自的建议和各自领域中可能会面临的困难,都可以得到及时的反馈,从而体现在设计方案中,通过提前沟通设计方案,可以在最终的设计方案中积极采取有效的措施来应对施工中和竣工后可能出现的问题,确保最终的设计方案具有科学合理性。通过建立模型的方式,施工方能够更加直观地了解施工方案,从而对其进行科学合理的规划,由于出图模式发生了转变,工程施工的设计图纸可以直接由 BIM 模型生成,极大地提高了图纸的精细程度。与此同时,BIM 技术的广泛应用使材料的统计更加精准,对于设计中出现的问题做到了有效减少,极大地提高了工程设计的质量。土建工程中各结构单元都可以利用好 BIM 技术来进行三维模型的生成,更直观地展现出了施工中会出现的难点以及需要注意的关键部位。通过模拟整个施工过程可以让相关工作人员掌控施工的节点和各个专业在施工过程中需要进行协调的地方,实现施工技术的全面、便捷交底,使设计人员在最终设计中明确出来,呈现最完美的设计方案。BIM 技术对于土建工程的施工准备具有较好的完善作用,其使土建工程的施工获得了更好的依托 [1]。

(二)强化进度管理

BIM 技术能够集成土建工程的各个阶段,其施工阶段关系紧密且能够互相体现,导致传统的施工管理对其施工进度的管理难度较大,BIM 技术在土建工程中的应用则能够对施工的各个阶段实施全面管理,使其形成有效的衔接,更方便地调取不同施工阶段的各类工程信息,进而方便管理人员对施工进度进行全面有效的把握。在 BIM 技术上构建的信息管理模式对于工程业务沟通而言十分方便,其能够统一实施沟通,并对各项施工信息加以整合,实现无障碍交流,避免施工信息冗余或者丢失,降低施工进度管理的效率,同时此类技术具备的可持续性优化的优势还能够随着土建工程的逐步深入,根据不同的施工环节优化 BIM 模型,使各个施工环节得到精准的控制,进而把握整体施工进度,使工程的管理效率得到有效提升,避免施工进度出现偏差。

(三)加强成本管理

BIM 技术在土建工程成本管理的工作中也起着重要作用,在设计阶段,BIM 技术能够根据平面图纸的各项信息,构建设计模型,对整个工程中需要的构件进行汇总建模分析,通过建筑预演提前发现施工中可能存在的问题,然后通过对这些问题的逐个解决,避免重复进行设计方案的修改导致方案成本的增加,同时对其设计方案进行优化、深化和拆分,使其设计难度大大降低,将设计所需要花费的时间大幅度缩短,将设计成本有效降低,同时,对设计进行恰当的优化能够将构件吊装的施工难度大大降低,减少施工失误,提高工程质量,尽量避免设计问题导致的质量通病,进而提升整体的工程质量,降低后续维护成本。在投标阶段,BIM 主要利用模型生成生产软件进行信息化计量来实现精准管理。根据其工程实际的建筑进度,进行工程模拟,实现工程动静态的结合。合理地运用 BIM 技术可以把传统计量的手工误差降到最小,依靠云数据的大计算,快速且出色的完成获取投标报价合理范围的目标,有效避免成本的盲目浪费,加强对成本控制的掌控。在施工阶段,施工方能够通过 BIM 技术构建好模型,可以使资源配置更为合理,明确规划目标,减少错误施工带来的成本浪费。通过完善平面图纸中问题的不足,做好购买清单,合理安排施工,解决施工现场面临使用建筑面积不够的方面,起到良好效果,精准安排施工。BIM 技术在进行施工模拟工作时能够对其装配工艺进行适当优化,进而把控安装阶段花费的成本,减少在施工过程中出现的突发因素,对可能出现的问题,做到早发现、早解决,保证每一步重要程序的循序渐进,不发生耽误工期的情况,通过对施工工序以及施工材料的精准控制实现施工成本的把控。在竣工结算阶段,BIM 技术充分结合了现代化计算机技术、先进三维数字技术,通过其数字化、信息化和集成化特点把施工信息进行整理,方便获取各项施工流程中花费的成本,将竣工结算的成本有效降低 [2]。

(四)配合绿色施工

随着政府对环境保护相关的问题越来越重视,许多绿色理念逐渐问世。绿色施工是指在建筑施工时不仅要考虑到经济效益,还要重视对环境的保护。绿色施工需要遵循全过程管控的原则,其指的是在施工的全部过程中都需要实施绿色施工技术。该原则作为核心原则要求对施工过程中的每个环节实施严格的掌控,而 BIM 技术的应用可以与绿色施工进行良好的配合,使土建工程更加绿色环保,其能够帮助工程方选择和建筑工程适配的施工技术,运用绿色建筑材料,使用先进的施工设备,做好技术管理工作。BIM 技术可以将绿色工程设计的具体方案可视化,方便进行设计交流。通过建立模型的方式,更加直观地了解施工方案中绿色部分,从而对其进行科学合理的绿色施工技术规划,建筑中的结构单元都可以利用 BIM 技术来进行三维模型的生成,更直观地展现出实际施工中会出现的难点以及需要注意的关键部位。BIM 技术对整个施工过程的模拟可以让相关工作人员掌控应用绿色施工技术进行施工的节点和施工过程中需要进行协调的地方,使绿色施工更加顺畅 [3]。

三、加强 BIM 技术在土建工程中应用的措施

(一)落实技术宣传

BIM 技术的发展是有目共睹的,但仍有部分工程人员固步自封,坚持用传统的技术进行土建施工,此类现象是 BIM 技术的应用宣传的不到位引起的。要想让 BIM 技术更快地融入土建工程的工作之中,必须要加强该技术的宣传,使整个行业充分认识到 BIM 技术的创新性与实用性,在更多的土建工程之中应用此类技术,帮助其更好地控制工程成本。因此相关企业应当开办 BIM 技术的相关讲座,号召大家学习 BIM 技术,关注 BIM 技术在土建工程中应用的注意要点,还可以邀请 BIM 应用较为熟练的人员进行演讲或者派遣单位技术人员去其他应用较好的企业或项目进行学习,只有切身体会到 BIM技术在土建工程中的强大作用,才能够使其加强 BIM 技术的应用。

(二)规范技术管理

BIM 技术的快速发展促使土建工程获得了更大的发展机遇,为施工准备、进度管理以及成本控制等方面提供了诸多便利,但同时也造成了新的挑战,为此需要针对该技术采取规范的管理手段。首先,需要围绕 BIM 技术制定检验制度,确保其应用效率与应用安全,并考核其在工程中的实用性。其次,制定监督制度以对 BIM 技术的应用进行管控,为其合理应用提供保障。最后,完善技术应用相关的工作。为规范 BIM 技术管理,需要对 BIM 模型的精细程度进行科学界定,美国建筑师协会已经对 BIM 模型细致程度(LOD)进行了定义,不同的 LOD 等级对应着 BIM 模型不同的精细程度,有着不同的效果(如表 1 所示)。任何技术的应用都必须进行完善的设计才能够充分发挥其效用,只有结合工程的实际情况,对多方面因素加以充分考虑,才能确保 BIM 技术在土建工程的相关工作中取得事半功倍的应用效果。

(三)强化技术培训

为了使 BIM 技术取得更好的应用,需要加强管理人员应用该技术。管理人员应用 BIM 技术进行工程管理的能力与其最终的应用效果息息相关,相关人员的素质、素养决定了 BIM技术应用的质量。因此需要对管理人员进行定期培训,进而提高专业技能和综合素质,进一步掌控 BIM 技术的应用方式与应用效果。加强管理人员的 BIM 技术素养可以通过在相关工程中采用老带新的工作模式实现,由熟练掌握 BIM 技术的员工对新应用的人员进行各方面的专业知识的讲解,通过亲身经历,可以更好的帮助管理人员了解工程情况,对工程各个环节的成本具有更直观的判断。除此之外,还需要定期组织管理人员进行外出培训,通过参加高端人才交流会或是参与大型工程建设,丰富、创新知识,与时俱进,不断提升自我,确保自身不会被技术的不断更新所淘汰 [4]。

(四)优化技术模拟

BIM 技术的深入推进需要对 BIM 技术具备的可视化优势加以利用,对施工方案进行动态的模拟优化,使各类工艺的实施效果获得直观的对比,通过对比选择出最优方案,经过模拟优化的 BIM 技术推出的最佳方案能够大幅提高施工效果。土建工程需要利用 BIM 技术进行模拟优化的应用方向主要集中在周边环境、施工场地布置、交叉作业工序、土方开挖、砼支撑拆除、管线改迁、钢支撑搭设、吊装等多个方面,以某地铁土建工程为例,其在施工中对地铁站周边的环境实施了建模分析,使其获得直观的分析结果,以此为依据对提出的施工围挡方案进行了模拟推演,进而明确了该工程的施工围挡范围,除此之外,还对附近的车流量进行了模拟,最终确定了围挡的期数。在确定细化管线改迁以及周围建筑搬迁的相关方案时也进行了技术模拟,并取得了理想中的效果。其在搭建临时住宿区域时通过 BIM 技术模拟合理地布置了各个功能区域,使其与堆料区域分离,且达到了一次成型的布置效果,大大降低了二次搬运的可能性,提高了工程的建设效率。同时,其通过技术模拟对工程的场地空间进行了准确的分析,使其契合工程的整体需求,在此基础上选用合适的施工机械类型,模拟设备迁徙之后施工便道的宽度也得到了合理的规划。对于土建工程而言,技术模拟的优化可以使 BIM 技术更深入地应用到施工中的各个方面,使其现场布置得到更好的规划,也能够对施工进行更细致、全面的指导,大大增强了施工的可控性。

四、结论

总而言之,BIM 技术在施工中完善施工准备、强化进度管理、加强成本管理以及配合绿色施工等多方面应用良好,为加快 BIM 技术在土建工程中的深入应用,获得更好的应用效果,需要不断落实此项技术的宣传、规范技术管理、强化技术培训并逐步优化技术模拟。

参考文献:

[1] 张忠磊 . 基于 BIM 技术的复杂立交桥协同设计方法 [J].中国公路 ,2020(18):112-113.

[2] 曾琼瑶 , 郑凯锋 , 潘伟 .BIM 在桥梁工程中的应用研究现状及展望 [J]. 四川建筑 ,2020,40(06):79-81+84.

[3] 朱敏 , 张哨军 , 孙静 , 等 . 基于 BIM 技术的装配式混凝土建筑成本控制研究 [J]. 价值工程 ,2019,38(30):268-270.

[4] 赵培莉 .BIM 技术在装配式建筑工程项目全寿命周期成本管理中的应用研究 [J]. 四川水泥 ,2021(04):208-209.

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