摘要:随着我国经济水平的不断提高,人们越来越重视城市的建设水平以及建筑工程的质量问题。目前,我国的土木建筑工程的数量也日益增多,为了能够保障土木工程在施工过程中的质量,提升工作效率,同时为人们的生命及财产安全提供一份有效的安全保障。我们将BIM技术有效的应用到土木工程的施工领域当中,对整个工程进行不断的设计和优化,对工程全过程实行控制和管理,在节省施工成本的同时,提升了经济效益,从而保障了工程质量和安全。
关键词:土木工程;BIM技术;工程施工;施工管理
1 BIM的特点
1.1 BIM技术的模拟性
BIM技术模拟特性,即指其可以在工程建设中,通过多维度的建模实现工程模拟。具体来说,可以应用该技术进行施工环境、施工风险、灾害等的模拟,从而可以通过模拟结果采取必要的防护措施。在工程建设中,BIM技术的模拟特性可以被用于工程造价估算、进度控制等方面,使得工程施工单位实时掌握工程施工的具体情况,降低工程建设中出现的不稳定因素等,保证各个施工活动的顺利开展,提升施工效率,保证工程质量。BIM技术中所包含的维护与紧急事件处理模拟,还可以为工程实践提供重要的参考。这种模拟特性能够降低施工中安全事故的发生概率,保证施工的安全性。
1.2 BIM技术具有可视化
目前,大多数土木工程项目在建设环节中都是应用二维施工技术,施工人员必须经过人脑对工程的整体实行三维立体模型的构想,这样不但会使得土木工程建筑的精确度受到影响,并且在一定程度上加大了工作人员的工作压力,而且极易造成误判。而在土木工程施工过程中使用BIM技术,能够直观的将整个项目的三维实体建模进行形成并展示出来,让施工人员直观的了解施工的整个过程、图纸与施工方案的合理性等问题,这就是BIM技术的可视化特点。这样不但能够使施工人员提前看到项目完成后的实际效果,还能不断加强施工人员和其他部门员工之间的沟通,使得土木工程建筑质量和效率能够得到大幅度的提升。
1.3 集成性
BIM技术能够集成各种施工信息,包括施工设备、建筑结构、规划与设计等多个专业领域信息,并使这类信息有序地纵向或横向流通,从而形成3D信息模型[2].该模型具有可视化、可出图性、协调性、信息完整性以及优化性等优点,能够为土木工程施工管理者搜集与提供大量数据信息。
2 BIM技术的应用优势
BIM又称为建筑数字模型,它主要是借助于计算机系统将平面化的建筑工程转化成数字化设计形式的建筑模型,利用仿真技术对建筑物的真实状态进行模拟,来实现控制、管理等方面的工作,同时可有效的检查各个环节的安全性。在土木工程施工的过程中,应用BIM技术可实现以下几个目的:第一是信息关联,BIM技术通过拓扑关系和三维几何构建将协同的模型信息进行关联,有效整合了设计、施工、管理信息,包括形体关系、材料特性以及构件名称等。此外,还有材料耐久性、人力控制、成本计算等重要信息。BIM技术将这些管理信息进行关联、整合,在很大程度上减轻了施工人员的工作量。其次是演化拓展模型,BIM技术可以演化建筑物从建造到使用再到老化的整个生命周期,每个构件可能会出现的变化和拓展也都会展现出来,一目了然。
3 BIM技术在土木工程施工中的实际应用
3.1 施工图纸会审指导
基于BIM技术的上述特点,在对土木工程施工图纸进行会审时如果可以引入BIM技术,那么会大大提升图纸会审质量。通过科学运用BIM技术中的可视化数学模型可以更加直观的将工程设计方案呈现出来,不会出现传统纸质施工图纸所存在的信息错误问题。由于BIM技术可以将图纸中的每个细节都清晰的呈现出来,所以为设计人员及时发现不足和修改提供了很大帮助。BIM技术的先试验后建立的功能可避免传统技术所出现的错误,彻底排查出土木工程施工过程中的风险,修改后的设计图纸和施工方案科学性也更高,大大提升了图纸会审工作的效率。
3.2 施工成本管理
对于一项土木工程来说,施工成本管理并不是一项简单的工作,因为它涉及到很多费用的开支,例如人员工资、材料运输费用、机械设备费用、水电费用等,而且此类费用的管理直接关系着施工方的经济效益。在成本管理中,若使用BIM技术可有助于成本管理工作的实施,如进行成本分析、成本控制等,通过此种方式可减轻管理人员的工作量,并使其更加科学合理的开展管理工作。
3.3 施工进度管理
在开展土木工程施工工作时,材料价格、施工技术、天气状况等因素往往会影响施工的正常开展,而当实际施工进度和计划施工进度不一致时,如果没有及时的采取措施进行控制,就会加大差异,从而使工程进度无法按照实际的设计方案来完成,并对施工成本和施工质量管理也会造成很大的不利影响。而通过应用BIM技术来建立相应的管理模型,并按照技术标准来建立、结合相应的设计图纸,完善各方面信息,将图纸和模型作业进行有效的结合,以达到提升施工进度和质量的效果,最后,相关工作人员可通过采用3D模型,实时关注工作人员的施工情况,并可对施工人员进行合理的安排任务,这样不仅能够提高整体工程施工的工作效率,同时可保证工程在预期的时间内顺利的完成。
3.4 施工控制
第一,通过运用BIM技术,可以便于施工人员充分了解工程的开展进度并完善其技术。之前的土木工程设计的图纸,由于技术水平有限,只能呈现出二维图像,所以一个项目至少要提供正面图、立面图以及侧面图三个角度图纸,而修改时也相当困难,需要很多操作步骤来实现。与之相比,使用BIM技术设计的图纸就具有很大的优势,通过3D可视化的模拟技术,可以在一张图纸上呈现出不同角度的结构示意图,这在很大程度上减少了出错的可能性,从而提升了施工的进度。第二,BIM技术可实现模拟化效果。面对建筑规模较大的项目,如果使用以往的施工技术就要经过多次计算,来得到一个相对来说具有一定安全性的结论。然而使用BIM技术,各个环节的模拟操作都可通过计算机实现,这为工程的施工效率和安全性提供了有利保障。除此之外,使用计算机的成本并不高,所以可反复的进行推算,从而制定和合理的施工方案,以提高整体的施工效果。
3.5 施工质量管理
对施工质量的影响因素并不是单一的,例如现场施工人员、设计人员、选用的机械设备、材料、方法和施工环境等都影响这施工质量的好坏。倘若将BIM技术应用到移动终端,将对施工的质量管理工作起到很大的帮助作用。因为通过此方式,相关的技术管理人员可建立浏览、录入的模型,这为查找技术标准提供了便捷,同时采用分布式云平台技术可针对实际工作情况来进行变更模型,相关工作人员通过客户端就能够随时观看更新的内容,这在很大程度上提高了施工质量和管理水平。除此之外,还可将此设备应用到现场的质量检查中,这样便可进一步提升施工质量,同时也为现场人员的施工管理工作带来了便利。
结语
简而言之,随着社会经济的不断发展,土木工程建设项目也逐渐增加,而传统建设模型设计方式已经不能适应现代化社会的发展需求。BIM技术在土木工程施工领域的使用,可以有效的帮助施工人员直观的了解施工的实际内容,并不断提升对于施工过程的管控。此外,在实际应用过程中,可以及时发现施工方案中出现的缺陷并进行改正,以保证施工顺利、及时完成,极大地提高了施工效率,提高施工企业的经济效益。
参考文献
[1]唐海燕,刘荣桂,韩豫,等.基于TTF模型的BIM技术在复杂工程施工阶段的需求分析[J].建筑技术,2016,47(5):396-399.
[2]陈竞翔,曾明根,孙丽明,等.BIM技术在大型复杂桥梁施工方案优化中的应用探索——以范蠡大桥项目为例[J].结构工程师,2017,33(2):182-189.
[3]董骁,王一凡,武绍彭,等.建筑信息模型(BIM)技术在AP1000核岛大件吊装仿真中的应用[J].工业建筑,2018,44(7):178-182.