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        BIM 技術(shù)在土木工程管理中的應(yīng)用

        2023-01-08 02:45:45劉誼
        建材與裝飾 2022年17期
        關(guān)鍵詞:圖紙信息模型

        劉誼

        (渦陽(yáng)縣大建設(shè)促進(jìn)服務(wù)中心,安徽亳州 233600)

        0 引言

        在信息飛速發(fā)展的時(shí)代,BIM 技術(shù)在土木工程行業(yè)應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛,對(duì)土木工程行業(yè)而言,BIM 技術(shù)的使用不僅是科技進(jìn)步的體現(xiàn),還是是土木行業(yè)一個(gè)重大變革。它通過(guò)計(jì)算機(jī)等技術(shù)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)資料,給施工管理者提供了方便,從而大大提高了施工的效率并提高了施工的質(zhì)量,這對(duì)整個(gè)施工過(guò)程有著積極的影響。實(shí)踐證明,此技術(shù)在應(yīng)用中有著良好的作用。這不僅能夠減少延誤工期而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),還能使工程質(zhì)量得到保證,使得土木工程施工得到了整體的優(yōu)化與改善。

        1 BIM 技術(shù)概述

        BIM 技術(shù)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì),并根據(jù)已有的建筑信息建造一個(gè)多維模擬的建筑。BIM 技術(shù)成功出現(xiàn),將傳統(tǒng)的二維建筑轉(zhuǎn)化為了三維數(shù)字建筑模型,從而通過(guò)動(dòng)畫的形式展現(xiàn)整個(gè)基礎(chǔ)工程的施工過(guò)程。對(duì)土木工程而言,從前期的設(shè)計(jì)到施工過(guò)程中再到最后的運(yùn)營(yíng)都離不開(kāi)BIM 技術(shù)。施工人員在建筑之前通過(guò)建筑BIM 技術(shù)進(jìn)行施工的模擬分析,最后選出適合施工的最佳方案。BIM 技術(shù)最早在一些發(fā)達(dá)國(guó)家得到普及并且有許多國(guó)家專門針對(duì)BIM 技術(shù)做過(guò)相應(yīng)的研究,隨著改革開(kāi)放,經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,BIM 技術(shù)也逐漸在我國(guó)建筑業(yè)中得到了應(yīng)用。目前來(lái)看,BIM 在我國(guó)主要用于相對(duì)復(fù)雜類型的建筑。此技術(shù)也會(huì)減少施工過(guò)程中的錯(cuò)誤,可以減少施工的工程成本,增加施工的速度,提高施工的效率。

        2 BIM 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

        美國(guó)通過(guò)科技革命,使美國(guó)的信息技術(shù)發(fā)展的非常迅猛,而B(niǎo)IM 技術(shù)依托于信息技術(shù)發(fā)展,所以美國(guó)是最早將BIM 技術(shù)應(yīng)用到土木工程施工當(dāng)中的國(guó)家,美國(guó)BIM 技術(shù)的使用也讓許多國(guó)家看到了BIM 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。在很長(zhǎng)一段時(shí)間的發(fā)展后,BIM 技術(shù)越來(lái)越成熟,應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛,越來(lái)越多的國(guó)家借鑒美國(guó)的經(jīng)驗(yàn),將BIM 技術(shù)應(yīng)用到土木工程施工當(dāng)中,取得了良好的效果。我國(guó)還需要不斷完善科技水平,對(duì)BIM 技術(shù)進(jìn)行更深入的研究與了解,使BIM 技術(shù)發(fā)揮出最大的優(yōu)勢(shì),更好的服務(wù)土木工程行業(yè),從而提高建筑行業(yè)的質(zhì)量水平。

        3 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

        在土木工程施工管理當(dāng)中,技術(shù)應(yīng)用主要有以下3個(gè)優(yōu)勢(shì)。

        3.1 聯(lián)系信息

        BIM 技術(shù)可以將相關(guān)施工信息串聯(lián)起來(lái),BIM 技術(shù)作為一個(gè)三維數(shù)據(jù)模型,可以利用三維立體集合構(gòu)建以及在保持一定的可靠性的前提下,將所有的施工信息得到整合管理,其中包括施工前所要做的相應(yīng)計(jì)算,所需要購(gòu)買材料的名單,施工管理者以及施工人員信息,還有施工所需成本,人力成本和所需時(shí)間等方面的信息。BIM 技術(shù)可以將這些信息整理好,大大減少了施工管理人員的任務(wù),在施工時(shí)可以做到客房人員的統(tǒng)一協(xié)調(diào),更有利于施工單位進(jìn)行施工。

        3.2 演示模型

        模型設(shè)計(jì)圖紙是整個(gè)施工基礎(chǔ),相關(guān)人員需要按照?qǐng)D紙來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的施工,而B(niǎo)IM 技術(shù)可以提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙,通過(guò)BIM 技術(shù),可以在可視化的基礎(chǔ)上對(duì)建筑施工圖進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化并且能根據(jù)相關(guān)信息制作相應(yīng)的模型,將其中每一個(gè)細(xì)節(jié)都可以細(xì)致地展現(xiàn)出來(lái),做到清楚明了[1]。

        3.3 精準(zhǔn)識(shí)別

        BIM 技術(shù)擁有對(duì)信息識(shí)別的功能,它可以根據(jù)構(gòu)建的相關(guān)模型對(duì)施工的內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)的識(shí)別,然后由系統(tǒng)對(duì)相關(guān)模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并對(duì)更新的信息完成構(gòu)建,最后形成模型,在建筑施工的過(guò)程當(dāng)中,科學(xué)合理的運(yùn)用BIM 技術(shù),對(duì)整體施工的質(zhì)量進(jìn)行把控。

        4 BIM 技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

        4.1 可視化

        建筑工程是一項(xiàng)完整性,系統(tǒng)性的工程,其中所涉及的內(nèi)容豐富,繁雜。在以前的施工當(dāng)中,施工人員只能通過(guò)圖紙來(lái)施工,由于建筑過(guò)于龐大,導(dǎo)致施工人員無(wú)法知道施工是否科學(xué)合理,有一定的局限性。而通過(guò)BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)可視化模型,對(duì)施工進(jìn)行模擬,方便施工人員施工。工程師可以通過(guò)可視化建筑模型,來(lái)直觀立體的看出三維的設(shè)計(jì)圖形,對(duì)施工存在的潛在問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的分析,減少了施工的失誤率。

        4.2 協(xié)同化

        在我國(guó),土木工程施工全過(guò)程相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)和管理工作之間所屬的范圍不同,由于信息傳遞之間存在時(shí)間差,使相關(guān)管理工作開(kāi)展困難,技術(shù)之間不能溝通,這就會(huì)導(dǎo)致工程造成延誤,也確保不了工程質(zhì)量。而B(niǎo)IM 技術(shù)能夠利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合,使各個(gè)施工部門相協(xié)調(diào),通過(guò)數(shù)據(jù)完成圖紙的傳輸,技術(shù)的交流等,在這期間,即使某個(gè)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題,也能夠及時(shí)的被發(fā)現(xiàn),從而及時(shí)地傳遞給相關(guān)人員進(jìn)行協(xié)調(diào)解決,便于整體工作的順利開(kāi)展。

        4.3 技術(shù)的模擬性

        建筑施工工程很難在頭腦中直接形成思維而工作。所以BIM 技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ男畔⑼ㄟ^(guò)一定的數(shù)據(jù)模擬出施工的各個(gè)環(huán)節(jié),將一個(gè)立體的,更有空間感的模型呈現(xiàn)給工作人員,通過(guò)數(shù)據(jù)以及模型,從而可以預(yù)先的判斷施工是否存在問(wèn)題,相對(duì)于傳統(tǒng)的土木工程施工,技術(shù)人員通過(guò)圖紙找到了,最優(yōu)的施工方案也無(wú)法提前知道設(shè)計(jì)的效果,因而沒(méi)有辦法避免施工后期所存在的問(wèn)題,這樣不僅加大了時(shí)間,人力的投入,還對(duì)整個(gè)施工進(jìn)程造成了影響。而B(niǎo)IM 技術(shù)可通過(guò)全面模擬建立出三維立體的模型,以展現(xiàn)所有可能發(fā)生的施工情況。

        5 BIM 技術(shù)在有關(guān)土木工程施工管理方面的應(yīng)用

        5.1 三維技術(shù)交底

        對(duì)于土木工程來(lái)說(shuō),技術(shù)交底的相關(guān)工作是非常重要的一環(huán),其對(duì)土木施工的實(shí)際效率以及整體質(zhì)量都具有很大的影響。傳統(tǒng)的土木工程施工過(guò)程中,技術(shù)人員往往都是口頭上與相關(guān)施工人員進(jìn)行交底,由于可能存在認(rèn)知水準(zhǔn)、地方口音或者是其他一些因素的影響,可能導(dǎo)致相關(guān)施工人員不能完全領(lǐng)會(huì)施工中的諸多重點(diǎn)、要點(diǎn),進(jìn)而對(duì)整體的施工效率以及質(zhì)量都產(chǎn)生極大的影響,更有甚者還會(huì)導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)。假如通過(guò)BIM 技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)三維技術(shù)交底,那么就能夠有效的解決這個(gè)問(wèn)題。利用BIM 技術(shù)可以將相關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)直接以形象立體的三維圖形進(jìn)行展示,非常直觀,便于相關(guān)施工人員進(jìn)行理解,從而確保交底工作高效、順利進(jìn)行[2]。

        5.2 進(jìn)行碰撞檢查

        傳統(tǒng)土木工程往往都是利用二維圖紙來(lái)對(duì)一些專業(yè)圖紙之間具有的沖突矛盾進(jìn)行對(duì)比分析,如果是針對(duì)一些比較簡(jiǎn)單的構(gòu)造,可以起到非常好的效果,一旦某些結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜、信息密集的圖紙,將難以發(fā)現(xiàn)其中存在的沖突問(wèn)題。以消防管道為例,當(dāng)將其構(gòu)造展現(xiàn)在平面圖紙上的時(shí)候,通常會(huì)出現(xiàn)一些交叉在一起的情況,無(wú)法直觀的了解到這些部位的實(shí)際情況。因此,我們可以通過(guò)BIM 技術(shù)來(lái)對(duì)實(shí)況空間進(jìn)行模擬,結(jié)合具體的環(huán)境信息將二維圖紙拉伸成為三維動(dòng)畫,進(jìn)而更加直觀地找到其中存在的一些問(wèn)題和矛盾點(diǎn)。對(duì)相關(guān)的結(jié)構(gòu)布局以及施工方案進(jìn)行合理的優(yōu)化??茖W(xué)合理的使用這項(xiàng)技術(shù),能夠使工程的整體經(jīng)濟(jì)效益得到明顯提高。

        5.3 對(duì)施工管理進(jìn)行優(yōu)化

        在施工管理過(guò)程中應(yīng)用BIM 技術(shù)也具有良好的效果。其優(yōu)勢(shì)有兩點(diǎn):①施工人員的具體分配,利用技術(shù)模擬,可以對(duì)施工的整體流水作業(yè)進(jìn)行觀察與分析,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)資源浪費(fèi)或是安排欠缺的地方,從而進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化,調(diào)整人員分配方案,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的作業(yè)安排,確保人力資源得到合理有效的利用。②對(duì)施工步驟進(jìn)行簡(jiǎn)化,例如在樣板層或者是樣板房方面的施工建設(shè)時(shí),利用BIM 技術(shù)對(duì)安裝拆卸的過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化,縱觀整體之后進(jìn)行更優(yōu)的布局,并將優(yōu)化后的布局進(jìn)行模擬操作,對(duì)照前后的差異及優(yōu)化效果,從而達(dá)到節(jié)約成本和優(yōu)化施工的目的。

        5.4 施工進(jìn)度模擬

        施工進(jìn)度計(jì)劃是整個(gè)施工組織設(shè)計(jì)當(dāng)中的核心與重點(diǎn),對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)合理的安排,才能確保在資金、材料、人力以及機(jī)械等方面的消耗為最優(yōu)的前提下,在規(guī)定工期以內(nèi)結(jié)束相關(guān)的工程施工任務(wù)。將項(xiàng)目進(jìn)度的相關(guān)文件與BIM 模型互相關(guān)聯(lián)起來(lái),同時(shí)將相關(guān)的時(shí)間信息添加到BIM 模型當(dāng)中,從而為眾人呈現(xiàn)一個(gè)形象生動(dòng)的、動(dòng)態(tài)可視化的三維立體圖形。依照實(shí)際的工作量、人力資源以及時(shí)間進(jìn)度等確定具體的勞作量,以保證高效化、合理化的施工。以生動(dòng)的立體模型來(lái)替代傳統(tǒng)文字書面上的信息展示,使整體的工程進(jìn)度及工程施工狀態(tài)一目了然,大大的提升了工作效率。利用BIM 技術(shù)來(lái)模擬出相關(guān)土木工程施工的實(shí)際進(jìn)度情況,構(gòu)建了一個(gè)信息集成化與協(xié)同化的中心控制平臺(tái),提高了各單位之間的溝通效率,避免了信息傳遞滯后與丟失的情況[3]。

        5.5 實(shí)現(xiàn)綠色施工

        綠色施工所具有的特點(diǎn)就是需要工程能夠以較高的資源利用效率進(jìn)行施工,降低對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。對(duì)于傳統(tǒng)方面的施工方式來(lái)說(shuō),或多或少的都會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染以及資源浪費(fèi)的情況,同時(shí)還有很多施工方在實(shí)際的施工過(guò)程中都是憑借著自己的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工,對(duì)于這種施工方式來(lái)說(shuō),顯然無(wú)法達(dá)到綠色環(huán)保的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。怎樣利用BIM 技術(shù)進(jìn)行綠色施工是有關(guān)土木工程方面急需得到妥善解決的重點(diǎn)問(wèn)題:首先,通過(guò)BIM 技術(shù)可以將諸多施工方案進(jìn)行整理及統(tǒng)一管理,從而進(jìn)行各方案之間的比對(duì)分析,依照具體的情況來(lái)分析出最適合當(dāng)下采用的一種施工方案,以此進(jìn)行施工指導(dǎo),最大限度的避免因?yàn)槭┕し绞讲划?dāng)致使材料浪費(fèi)、工期延誤等相關(guān)事件的出現(xiàn)。

        6 促進(jìn)BIM 在土木工程管理中的應(yīng)用策略

        6.1 加強(qiáng)對(duì)BIM 技術(shù)的研發(fā)

        科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步只能不斷滿足社會(huì)的發(fā)展需求而不至于被淘汰,對(duì)于BIM 技術(shù)來(lái)說(shuō)也是這樣,該技術(shù)的提升不但能夠促進(jìn)國(guó)家路面施工技術(shù)水平的提升,還能夠提升整個(gè)國(guó)家的建筑施工的能力,為了重視該技術(shù)的發(fā)展,一方面需要專門的研究人員持續(xù)對(duì)技術(shù)進(jìn)行研究提升,另一方面也必須注重對(duì)施工技術(shù)人員的培養(yǎng)工作,讓建筑設(shè)計(jì)施工技術(shù)研究人員更加的專業(yè)化,建筑設(shè)計(jì)公司可以和工程技術(shù)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行長(zhǎng)期合作,對(duì)于BIM 技術(shù)也可以直接投入實(shí)際使用。作為建筑施工隊(duì)伍,國(guó)家需要定期對(duì)施工人員進(jìn)行知識(shí)的訓(xùn)練和引導(dǎo),從而使得施工人員的施工技術(shù)水平和生產(chǎn)能力提高,以滿足國(guó)家高速公路施工的技術(shù)需求。除此之外,研究技術(shù)人員也要經(jīng)過(guò)實(shí)踐考核來(lái)一步步增強(qiáng)研發(fā)科技的實(shí)用性,只有在經(jīng)過(guò)實(shí)踐的道路施工現(xiàn)場(chǎng)才能夠找到技術(shù)問(wèn)題的解決方案,而這些方式遠(yuǎn)比單純?cè)趯?shí)驗(yàn)室研究技術(shù)要高效得多[4]。

        6.2 完善土木工程施工的相應(yīng)過(guò)程

        模擬施工技術(shù)的不斷進(jìn)步能夠?qū)崿F(xiàn)建筑工程建設(shè)的高精確性。在模擬施工中及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種技術(shù)問(wèn)題,并提出處理對(duì)策,利用工程資料建模技術(shù)能夠?qū)ㄖ^(guò)程中的方案設(shè)計(jì)加以持續(xù)的優(yōu)化,BIM 施工技術(shù)也能夠在對(duì)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的資料加以數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上推動(dòng)該科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中,如果發(fā)現(xiàn)工程技術(shù)存在的不足和漏洞,還可以通過(guò)工程技術(shù)的進(jìn)一步完善加以補(bǔ)救。因此,BIM 施工技術(shù)只有在持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新中才能夠滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。如今的社會(huì)已經(jīng)是個(gè)信息社會(huì),土木工程者也應(yīng)積極促進(jìn)建筑等施工技術(shù)的信息化發(fā)展,同時(shí)對(duì)于信息技術(shù)的應(yīng)用也可以化抽象為更加具體,對(duì)在建筑施工過(guò)程中的問(wèn)題也可以以大數(shù)據(jù)分析形式呈現(xiàn),從而防止因人為信息的錯(cuò)誤傳輸而導(dǎo)致溝通不暢,或者信息溝通中出錯(cuò),用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析比用人為的數(shù)據(jù)分析有效性更高,信息錯(cuò)失概率也更少,所以要透過(guò)不斷完善信息和數(shù)據(jù)分析技能,使工程施工的信息化程度更高[5]。

        6.3 推動(dòng)施工技術(shù)的創(chuàng)新

        BIM 技術(shù)全名為施工過(guò)程信息管理建模技術(shù),最初是使用于基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域的,但近幾年來(lái)才逐步運(yùn)用于土木施工中,由于施工中必須面臨著復(fù)雜多變的地質(zhì)條件而且對(duì)技術(shù)水平需求較高,所以BIM 技術(shù)并不能停步不前,還需要根據(jù)結(jié)合的施工特點(diǎn),進(jìn)一步優(yōu)化其設(shè)計(jì),以達(dá)到其智能化和自動(dòng)化,同時(shí)身為工程技術(shù)研究人才也必須越來(lái)越嚴(yán)苛地規(guī)定自身,并持續(xù)地對(duì)自身設(shè)計(jì)進(jìn)行新的技術(shù)挑戰(zhàn),施工者要?jiǎng)?chuàng)新協(xié)調(diào)建筑施工的管理模式,以保持各施工環(huán)節(jié)間的相互聯(lián)系。

        7 結(jié)語(yǔ)

        綜上,利用BIM 技術(shù),相關(guān)的工作人員可以迅速地找到設(shè)計(jì)上存在的不足,從而進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),既可節(jié)約工期,也可以節(jié)約成本。在土木工程建設(shè)方面,通過(guò)BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)施工環(huán)節(jié)的信息共享,解決傳統(tǒng)的信息傳遞困難的問(wèn)題,隨著技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用,這種技術(shù)可以極大提高施工效率,促進(jìn)土木工程施工技術(shù)的快速發(fā)展。

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