【摘要】在土建施工深化設(shè)計中，BIM技術(shù)的應(yīng)用與工序協(xié)調(diào)起著關(guān)鍵作用。文中對當前土建行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進行了調(diào)查和分析，探討了其在工序協(xié)調(diào)中的潛在優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)在土建工程中能夠提高信息共享、協(xié)同設(shè)計和工序規(guī)劃的效率，有助于減少工程變更和沖突，并提升整體施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；土建工程；深化設(shè)計；工序協(xié)調(diào)；施工質(zhì)量

【中圖分類號】TU17 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）07-0164-03

0 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)在土建領(lǐng)域的應(yīng)用日益普及。在土建施工深化設(shè)計的過程中，BIM技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了重要作用[1]。BIM技術(shù)不僅能夠為土建工程提供全面的信息支持，還能在工序協(xié)調(diào)中發(fā)揮重要作用。因此，本文通過探討B(tài)IM技術(shù)在土建深化設(shè)計中的應(yīng)用，闡述其對深化設(shè)計的積極作用，并對土建深化過程中BIM技術(shù)的應(yīng)用與工序協(xié)調(diào)進行探究。

1 土建行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 BIM技術(shù)基本概念

BIM技術(shù)作為一種基于數(shù)字化模型的工程管理方法，將建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備等各項信息整合到一個統(tǒng)一的模型當中，以實現(xiàn)對建筑項目全生命周期的綜合管理和有效控制[2]。其核心構(gòu)成為建筑信息模型，其中包含了建筑物的幾何形狀、空間關(guān)系、屬性信息及各項工程數(shù)據(jù)等重要信息。

1.2 BIM技術(shù)在土建工程施工中的作用

在土建類項目的設(shè)計和施工過程中，BIM技術(shù)能夠提前進行施工模擬、優(yōu)化復雜節(jié)點、協(xié)調(diào)各專業(yè)之間的碰撞等工作[3]。通過對項目全過程中的問題進行模擬與優(yōu)化處理，可以顯著提高工程施工效率，并為工程管理提供極大便利。

2 深化設(shè)計及BIM施工深化設(shè)計

2.1 深化設(shè)計

在工程設(shè)計中，對于條件圖或原理圖的深化設(shè)計是至關(guān)重要的一環(huán)[4]。深化設(shè)計后的圖紙經(jīng)過審查，保證了圖形的一致性，從而可以直接用于指導現(xiàn)場的生產(chǎn)和安裝施工。BIM技術(shù)在這一過程中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，尤其在機電管線綜合技術(shù)的應(yīng)用方面。可以充分記錄和表達工程中各種管線和設(shè)備的信息，為深化設(shè)計提供豐富的數(shù)據(jù)支持，同時可以實現(xiàn)與其他設(shè)計軟件和系統(tǒng)的無縫連接。

2.2 BIM施工深化設(shè)計

設(shè)計院提供的施工圖通常達到LOD300級別，這一級別的圖紙在展示建筑模型時已經(jīng)較為詳細，但在實際施工過程中，施工單位往往需要進行進一步的深化設(shè)計[5]。這種施工前深化設(shè)計的主要目的在于確保施工操作的順利進行。具體的LOD對應(yīng)土建工程階段如表1所示。

3 BIM技術(shù)土建深化設(shè)計應(yīng)用

3.1 鋼筋節(jié)點及機電工程BIM深化設(shè)計

基于BIM技術(shù)的管線綜合技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用潛力。此技術(shù)將建筑、結(jié)構(gòu)和機電等專業(yè)的模型整合為一個統(tǒng)一的綜合模型，從而為深化設(shè)計提供便利。這一綜合模型可以進一步導入相關(guān)軟件進行機電專業(yè)與建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)之間的碰撞檢查，以發(fā)現(xiàn)并解決可能存在的管線沖突問題。

在鋼筋節(jié)點深化設(shè)計方面，通過BIM模型，可以對鋼筋節(jié)點進行詳細建模，明確各節(jié)點的鋼筋布置情況。設(shè)計人員可以使用BIM軟件進行節(jié)點的三維可視化模擬，從而更直觀地看到鋼筋的交叉和連接情況，避免傳統(tǒng)二維圖紙中可能出現(xiàn)的疏漏和誤解。通過碰撞檢查功能，能夠提前發(fā)現(xiàn)鋼筋與管線、機電設(shè)備之間的沖突，及時進行調(diào)整，確保施工過程中不會因為設(shè)計問題導致返工。此外，BIM技術(shù)可以自動生成鋼筋下料表和施工詳圖，提高設(shè)計的精確性和施工效率。

3.2 預留洞口及預埋件位置深化

在建筑工程中，墻體預留洞口的深化設(shè)計具有關(guān)鍵性意義，傳統(tǒng)上常采用CAD二維圖紙進行三視圖繪制。然而，這種方法存在著位置對應(yīng)不精準、施工偏移等問題，可能導致現(xiàn)場施工時出現(xiàn)洞口位置偏移等情況。為解決這一問題，BIM技術(shù)提供了一種更為精確和高效的解決方案，以確保圖紙的準確性和一致性。

3.3 BIM技術(shù)二次結(jié)構(gòu)深化設(shè)計排版

利用Revit軟件進行建筑結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建是一種常見的實踐方法，其中包括設(shè)置標準砌塊族、裁切砌塊族、門窗配塊族等砌體排布構(gòu)配件。這些構(gòu)配件的設(shè)置需要嚴格按照項目選材和相關(guān)規(guī)范進行，以確保模型的準確性和可靠性。在建模過程中，將砌體排布規(guī)則納入考量范圍，以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程要求。在完成砌體排布建模工作后，對墻體進行編號標注和砌塊規(guī)格的注釋編碼，有助于后續(xù)的工程管理與監(jiān)督。特別是利用明細表功能，可以輸出每堵墻的用料表，詳細列出所需材料的種類和數(shù)量，為后續(xù)的集中下料、定點運輸及現(xiàn)場砌筑提供重要的參考依據(jù)。

3.4 多專業(yè)施工工序協(xié)調(diào)

施工現(xiàn)場情況、設(shè)計協(xié)調(diào)、專業(yè)差異和其他變量有時會導致建筑工程實踐中出現(xiàn)局部和隱蔽的專業(yè)交叉問題，影響到機械、電氣和其他專業(yè)。利用傳統(tǒng)的建筑知識往往很難及時找到解決這些問題的辦法。

通過BIM模型，可以提前預見各專業(yè)預埋管線的位置。例如在土建階段，可以通過BIM模型確定電氣管線、給排水管道和暖通管道的預埋位置，避免后續(xù)安裝時的交叉沖突。在樓板澆筑前，利用BIM技術(shù)模擬各類管道和設(shè)備的安裝高度，確保各類管道之間的間距符合規(guī)范要求，避免施工中因高度不匹配造成返工。

另外，基于BIM技術(shù)的4D施工管理方法可以在實際施工之前模擬建筑過程，將時間維度加入BIM模型中。例如，通過4D模型可以模擬機電設(shè)備的安裝順序，確定最佳的施工路徑和時間節(jié)點，避免不同工序之間的相互干擾。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，施工現(xiàn)場的專業(yè)交叉問題可以提前發(fā)現(xiàn)并解決，確保各專業(yè)工序的順利進行，提高施工效率和質(zhì)量。

3.5 施工模擬

在實踐中，動態(tài)跟蹤可視化施工組織設(shè)計（即4D虛擬建造）的應(yīng)用，對于及時預警材料和設(shè)備的到貨時間具有重要意義。通過施工進度管理，將現(xiàn)場實際進度與計劃進度進行對比，并對影響施工進度的因素進行深入分析，有助于及時發(fā)現(xiàn)問題并作出相應(yīng)調(diào)整，以確保施工進度的有效控制和管理。

3.6 BIM綜合管線的實施流程

設(shè)計交底和圖紙會審是項目啟動的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過這一階段，設(shè)計團隊能夠充分了解項目的合同技術(shù)要求，并與業(yè)主進行溝通，以確保設(shè)計方案符合業(yè)主的期望。在此基礎(chǔ)上，團隊須確定BIM深化設(shè)計的內(nèi)容和深度，制定出BIM出圖的具體細則和標準，以及各專業(yè)管線的優(yōu)化原則，為后續(xù)的深化設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)。

4 BIM技術(shù)在土建工序協(xié)調(diào)中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)

4.1 工序協(xié)調(diào)中的BIM技術(shù)應(yīng)用案例分析

以某大型土建項目為例，項目在啟動和施工階段采用BIM技術(shù)進行工序協(xié)調(diào)實踐。在項目啟動階段，各專業(yè)人員充分利用BIM軟件構(gòu)建項目模型，并展開多次協(xié)同設(shè)計。這一過程中，BIM技術(shù)為跨學科協(xié)作提供了平臺，促進了不同專業(yè)間的信息共享和沖突檢測。在施工階段，施工團隊依托BIM模型制定了詳盡的施工計劃和工序安排，并利用BIM技術(shù)進行現(xiàn)場監(jiān)控和管理。這種實時的監(jiān)控和管理機制，有效提升了施工過程中的協(xié)調(diào)性和效率。最終，通過BIM技術(shù)的有機運用，成功地完成了施工任務(wù)，并取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

4.2 BIM技術(shù)在工序協(xié)調(diào)中面臨的挑戰(zhàn)

在土建工程中，總承包模式作為一種生產(chǎn)集成方式，其目標在于通過整合各方資源，實現(xiàn)項目的統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)。然而，在大多數(shù)設(shè)計施工一體化項目中，設(shè)計方和施工方往往會分別建立獨立的BIM模型，導致了設(shè)計與施工之間信息傳遞不暢，增加了項目的管理和協(xié)調(diào)難度。設(shè)計方和施工方對BIM技術(shù)的應(yīng)用需求也存在差異，設(shè)計方更注重模型成果的生成和規(guī)范性，而施工方更關(guān)注建造過程和方式的優(yōu)化。因此，在當前情況下，BIM技術(shù)未能充分發(fā)揮其在設(shè)計施工一體化項目中的優(yōu)勢，反而為項目管理和協(xié)調(diào)帶來了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)模式下BIM應(yīng)用如圖1所示。

在建立設(shè)計施工一體化BIM模型的框架下，有效實施協(xié)同管理是確保BIM技術(shù)發(fā)揮作用的關(guān)鍵。通過一體化模型的建立，施工方得以及時向設(shè)計方提供反饋，以促進設(shè)計與施工雙方的密切協(xié)作，從而保障項目的順利進行。協(xié)同集成下BIM應(yīng)用如圖2所示。

然而，在執(zhí)行圖2相應(yīng)設(shè)計流程的過程中仍然面臨著巨大挑戰(zhàn)。

1）無項目需求推動下設(shè)計人員認知不足。項目上許多設(shè)計人員將BIM簡單地視為軟件工具或可視化平臺，然而，BIM實質(zhì)上是一種以信息化手段為基礎(chǔ)的建設(shè)活動管理方法。因此，BIM的有效應(yīng)用需要一個強有力的推動者，促進其在項目中的全面落地和實施。推動者不僅需要具備技術(shù)領(lǐng)導能力，還需要理解項目管理和業(yè)務(wù)需求，從而有效地整合BIM技術(shù)和項目實踐。

2）項目存在利益沖突與時間壓力。在項目中，存在著利益和使用習慣之間的潛在沖突，這可能會影響B(tài)IM的推廣和應(yīng)用。此外，BIM深化應(yīng)用目標的制定和實施也需要長期努力和持續(xù)投入，而在項目緊張的工期下可能會受到一定程度的限制。由于項目部日常工作繁忙，往往沒有足夠的時間和精力來推動BIM技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

3）BIM相關(guān)技術(shù)與人才匱乏。BIM技術(shù)的應(yīng)用還面臨著技術(shù)能力不足的問題，即缺乏相應(yīng)的硬件設(shè)備和軟件支持，以及缺乏專業(yè)的技術(shù)人員。在項目實施過程中，需要投入大量的資源和精力來建立和維護BIM平臺，以支持項目的順利進行和有效管理。

4.3 工程項目推進BIM技術(shù)深化應(yīng)用的思路和建議

1）解決體制相關(guān)問題。為加強BIM技術(shù)在項目中的應(yīng)用，項目部可以成立專門的BIM技術(shù)應(yīng)用工作組，由項目經(jīng)理或?qū)I(yè)技術(shù)人員領(lǐng)導，負責統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)BIM技術(shù)在項目中的應(yīng)用和推廣工作。在項目進行過程中，為加強團隊的溝通和協(xié)調(diào)，項目部可以建立定期的周例會制度，每周召開項目進展會議，及時了解和解決項目中存在的問題和困難，確保項目的順利推進和完成。

2）解決酬勞相關(guān)問題。在推動BIM技術(shù)應(yīng)用的過程中，項目部可以建立相應(yīng)的獎勵機制，激勵員工積極參與培訓并提升BIM技術(shù)水平，從而提高團隊整體的技術(shù)素質(zhì)。BIM技術(shù)應(yīng)用需要有系統(tǒng)的任務(wù)分配和計劃制定，項目部可以根據(jù)項目的實際情況和需求，制定詳細的BIM應(yīng)用任務(wù)書和計劃表，明確各項任務(wù)的責任人和完成時間，確保BIM技術(shù)在項目中的順利推進和應(yīng)用。

3）解決技術(shù)相關(guān)問題。在BIM技術(shù)應(yīng)用中，項目部需要充分考慮計算機設(shè)備的性能和BIM軟件的兼容性，以確保工作流程的順暢和數(shù)據(jù)的準確性。另外，為了提高團隊成員的BIM技術(shù)水平，項目部應(yīng)該制定詳細的培訓計劃，并指定專門負責BIM技術(shù)培訓的人員，以確保培訓效果和人員素質(zhì)的提升。

5 結(jié)語

BIM技術(shù)的應(yīng)用對工程效率的提升、變更和沖突的減少以及施工質(zhì)量的提升具有重要作用。BIM技術(shù)的應(yīng)用將不再局限于施工階段，在規(guī)劃、設(shè)計和運維等各個階段都將發(fā)揮更為重要的作用。因此，推進BIM技術(shù)在土建領(lǐng)域的應(yīng)用需要企業(yè)提前做好布局，并具備迎接挑戰(zhàn)的勇氣，通過循序漸進的方式推動BIM技術(shù)的應(yīng)用，從而促進企業(yè)實現(xiàn)高速可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)營目標。

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[作者簡介]林嘉祺（2002—），男，福州人，本科，研究方向：建筑工程。