BIM技术在土木工程施工中的实践研究

引言

近几年我国经济发展速度较快，相关部门对土木工程提高了监控力度，同时也制定了完善的施工工作体系，并要求其能够落实在施工环节之中，确保各项工作达到相应的要求。BIM 技术的应用可以更好地帮助工作人员做好信息的收集与处理，如果能够将 BIM 技术融入土木工程之中，则能够使其更好地开展后续工作。围绕 BIM 技术在土木工程施工中的实践做出分析，以供参考。

1BIM 技术特点

BIM 技术是对实体建筑项目的功能特性、物理特性以数字化方式表示出来,能够为整体工程建设周期提供可靠资源。BIM 技术作为信息化管理手段,具有以下特点。1)协调性。BIM 技术能够集中多专业信息在相同模型上,利用模型检查专业设计冲突碰撞,如构件冲突、管线碰撞等,为设计调整提供指导。它还能准确在模型上定位施工模型,为各参与方处理问题提供平台。2)可视化。BIM 可视化为基本特征,能够直观显现立体图像,附加项目材料信息、几何信息、构件属性等,做到模型所见即所得。3)模拟性。BIM 技术可模拟建筑模型,也能将模型与施工进度相关联,即便遇到危险,也能利用动态漫游功能,为人员逃生提供路线,实施紧急疏散,保证逃生路线与进度计划的合理性。

2BIM 技术在土木工程施工中的实践

2.1 完善 BIM 技术的基础工作

在工程行业中，施工单位需要建立一个完善的 BIM 技术基础平台工作机制，保证 BIM 技术在工程施工中能够得到有效应用，为后续工程施工提供更好的保障。所以，施工单位在进行 BIM 技术发展和应用建设前需要做好各项基础工作。比如，完善 BIM 模型信息管理系统。建设完成后首先要建立BIM 模型信息管理系统并通过计算机对原有模型信息进行梳理，根据工程实际情况建立土木工程施工数据库，保证 BIM 技术相关数据不受网络影响，再制定施工现场 BIM 工作规范，施工现场的工作流程，以保证模型数据的准确性以及可靠性。

2.2 组织协调

在土木工程现场施工中,为履行管理职能,顺利完成项目,可利用 BIM 技术,协调各参建单位。在组织内协调中,基于 BIM 技术,协调生活区、办公区布置,保证临时设施在分配、建造中讨论、沟通与决策均处于可视化状态,提高临时区域布置的科学性。施工平面布置时,以往管理者根据工程经验及叠图方式,确定平面布置是否协调,工作较为烦琐,难以考虑施工动态变化。以堆场布置为例,不合理布置将会导致施工不便,引发安全事故,利用 BIM 技术,通过施工模拟、三维可视化功能,管理者可对复杂施工环境进行分析,快速评估现场方案的合理性并选择恰当方案。在组织外协调时,为避免施工方理解图纸不足,引发潜在冲突,需加强各单位的沟通,引入 BIM 技术,展示三维虚拟模型,可直接发现图纸问题,实现高效率沟通,提高业主满意度。

2.3 优化方案与方案比选

通过参数化的模型可以对施工方案进行模拟，分析方案的可行性，动态模拟方案实施的全过程。对于多套施工方案还可进行方案比选，全方位对比两种方案的可行性，达到方案优化的目的。而传统方式制定的施工方案大多依靠工程师经验判断，准确性不敢保证，且无法准确直观的选择最优方案。比之传统方式制定的施工方案来说，大大提高了方案的可行性。

2.4 质量管理

在混凝土测温管理中,利用 BIM 自动监控功能,根据测温点布置要求,安装电子传感器,利用测温器定时测温,实时将温度变化传输至 BIM 平台,通过计算机软件,生成混凝土温度变化图,便于人员随时查看信息数据,同时远程监控混凝土温度变化,实现动态监控。施工人员可根据温度变化,优化养护混凝土

方案,以免混凝土出现温度裂缝,提高施工质量。在施工材料和工序管理中,传统施工现场容易出现未按照工序施工、材料选择错误等情况,从而引发建筑质量问题。为此,施工利用 BIM 技术,实现材料与工序的管理,针对不同工序,制定管理措施,引导施工组织互检、自检及工序交接检验等,保证工序质量。

2.5 提高施工管理水平

BIM 技术可大幅度提高施工管理水平。其一，施工模拟功能借助 BIM 软件，建立相应模型，展示施工环节，可提前发现设备碰撞、工期延误等问题，及时优化设计方案，确保工作进度。其二，BIM软件能准确计算材料用量，相比传统依靠经验估算的方式更为精准，避免了材料浪费和短缺，降低了施工成本，同时可以实时监控材料使用情况，提高材料管理精度，为土木工程施工管理带来巨大优势。

2.6 智能化设计

随着人工智能技术发展，BIM 技术迈向了智能化设计领域。例如，BIM 技术利用机器学习算法进行结构分析和优化设计，通过学习大量案例掌握规律，能根据建筑需求和场地条件快速分析结构、评估受力性能并自动生成最优方案，综合考虑安全性、经济性和美观性等。与传统设计方法相比，智能化设计效率高、准确性强，设计师可借助人工智能快速获得高质量结果，还能实现个性化设计服务。智能化设计能为可持续发展提供新思路，可优化结构，减少材料和能源消耗，降低环境影响，提高结构耐久性和可靠性，从而延长建筑物寿命，减少维修和更换成本，在土木工程结构设计领域带来革命性变化。

2.7 安全管理

土建现场施工中,为避免发生安全事故,可将工程构件做法、施工方案等存储于模型内,构建静态数据库;通过BIM技术将模型与施工计划结合,将其转变成动态数据库,能够为施工人员提供危险源详尽信息,寻找施工安全隐患,保证人员安全。安全管理主要内容如下。一是可视化安全交底。在以往施工模式下,依托于二维平面图展示建筑信息无法预防安全事故。例如,脚手架二维图纸交底仅通过文字表示图中的尺寸、距离等数据,缺乏直观性。而施工阶段三维可视化交底,能够形成人员空间概念,同时讲解现场危险因素、搭接规范,以免混淆复杂数据,降低事故发生概率。二是识别危险源。利用 BIM 技术排查危险源,通过其强大的计算能力,多角度分析危险源位置,做好评级工作。重度危险是红色、非常危险是橙色、一般危险是黄色、不危险是绿色,标注后发送至施工人员终端且张贴于醒目位置,保证人员了解分布危险源情况。

结语

BIM 技术在土木工程结构设计中优势显著。它能提高设计效率，通过软件快速构建三维模型，设计人员可直观观察结构，导入模型进行力学分析，缩短设计调整时间。在优化设计方案上，碰撞检测可解决专业冲突，工程量统计为造价控制提供依据。在增强协作能力方面，统一的 BIM 平台让各专业人员实时共享信息，及早发现问题，避免延期、返工。此外，BIM 技术还能提高施工管理水平，有助于提升人员技能。随着科技的发展，BIM 技术的应用将更加广泛。未来，应加强 BIM 技术的研究和推广力度，积极探索新功能场景，推动行业技术进步，提高 BIM 技术的认知和应用水平，为土木工程行业的可持续发展贡献力量。

参考文献

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