盛 丹 廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校副教授，工程師

BIM 是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的數(shù)據(jù)模型，BIM 是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。一個(gè)完善的信息模型，能夠連接建筑項(xiàng)目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過(guò)程和資源，是對(duì)工程對(duì)象的完整描述，可被建設(shè)項(xiàng)目各參與方普遍使用。BIM 技術(shù)在整個(gè)使用過(guò)程中具有各種優(yōu)勢(shì)，通過(guò)搭建工程施工信息化平臺(tái)，使工程施工管理更加便捷高效。在現(xiàn)階段，BIM 技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，解決了無(wú)數(shù)工程施工難題，為眾多企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 BIM 技術(shù)在土木工程施工領(lǐng)域應(yīng)用的意義

BIM 技術(shù)是一種建筑信息模型，起源于美國(guó)，由美國(guó)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義。BIM 是對(duì)建筑物理和功能性特征的數(shù)字表示?，F(xiàn)階段，BIM 技術(shù)已經(jīng)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的工程施工中得到普及。許多西方國(guó)家對(duì)BIM 技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了專門的科學(xué)研究。我國(guó)改革開(kāi)放后，建筑業(yè)取得了快速發(fā)展。BIM 技術(shù)在我國(guó)也已基本使用。現(xiàn)階段，我國(guó)BIM 技術(shù)集中在復(fù)雜工程建筑應(yīng)用、古典建筑應(yīng)用、珍貴文物工程建筑修復(fù)等方面。BIM 的關(guān)鍵技術(shù)將提升施工過(guò)程的準(zhǔn)確率。對(duì)于項(xiàng)目的每個(gè)參與方而言，減少不準(zhǔn)確度對(duì)于降低項(xiàng)目成本具有非常重要的影響， 施工企業(yè)也會(huì)因此縮短項(xiàng)目的施工時(shí)間，從而提高工程施工的效率[1]。

在使用BIM 技術(shù)之前，土木工程施工的實(shí)際操作步驟都是通過(guò)相關(guān)工作人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方式進(jìn)行的。然隨著土木工程施工的快速發(fā)展，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃暴露出越來(lái)越多的不足，如很多突發(fā)情況無(wú)法提前預(yù)知，難以識(shí)別工程施工的關(guān)鍵因素等。因此，BIM 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并應(yīng)用于土木工程施工。BIM 技術(shù)應(yīng)用可以有效處理土木工程施工過(guò)程的時(shí)間和空間變化，并以數(shù)據(jù)系統(tǒng)的形式呈現(xiàn)。借助BIM 技術(shù)，施工團(tuán)隊(duì)可以實(shí)時(shí)掌握新的數(shù)據(jù)，兼顧整體項(xiàng)目施工目標(biāo)的變化規(guī)律，進(jìn)而隨時(shí)隨地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使相關(guān)管理人員能夠有效了解整個(gè)項(xiàng)目施工的重點(diǎn)[2]。因此，工程施工能夠準(zhǔn)確、順利地進(jìn)行，工程施工的精度和效率得到了很大的提高。

2 BIM 技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 模型的可視化

實(shí)體模型的交互作用主要表現(xiàn)在可以按照與工程項(xiàng)目類似的實(shí)體模型顯示具體的施工項(xiàng)目。我國(guó)部分土木工程施工項(xiàng)目還按照傳統(tǒng)工程圖紙進(jìn)行施工，但是傳統(tǒng)的工程圖紙有很大的局限性。實(shí)體模型的交互主要是在具體的土木工程施工工作中通過(guò)搭建類似模型模擬工程施工效果。工程師可以根據(jù)建筑模型進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，制作軟件，創(chuàng)建三維圖形。當(dāng)施工過(guò)程中出現(xiàn)潛在問(wèn)題時(shí)，還可以進(jìn)行專業(yè)分析[3]。

2.2 設(shè)計(jì)的協(xié)同化

目前，我國(guó)土木工程的工程建設(shè)、施工和設(shè)計(jì)企業(yè)之間的工作相互獨(dú)立。由于信息受阻，缺乏溝通交流，出現(xiàn)了數(shù)字鴻溝，導(dǎo)致監(jiān)理企業(yè)在項(xiàng)目監(jiān)理工作中遇到困難。在具體建筑施工過(guò)程中，企業(yè)之間的信息不對(duì)稱比較嚴(yán)重，極有可能影響下一步工作的開(kāi)展，造成項(xiàng)目施工的延誤。BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以在系統(tǒng)中展示與項(xiàng)目相關(guān)的重要信息。即使某個(gè)階段出現(xiàn)問(wèn)題，也能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，然后反饋信息，促進(jìn)多方人力資源協(xié)同發(fā)展。

2.3 技術(shù)的模擬性

技術(shù)模擬是通過(guò)BIM 技術(shù)表現(xiàn)模擬土木工程施工的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以根據(jù)方案設(shè)計(jì)，對(duì)仍在施工過(guò)程中的具體內(nèi)容進(jìn)行仿真模擬，進(jìn)而預(yù)判是否會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。傳統(tǒng)的土木工程施工中，即使設(shè)計(jì)人員選擇了最佳的施工決策，也無(wú)法提前預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)的效果。難以預(yù)防設(shè)計(jì)方案在中后期遇到問(wèn)題的多次變更，影響工程進(jìn)度。BIM 技術(shù)可以創(chuàng)建基于全方位模擬的三維實(shí)體模型，呈現(xiàn)各種可能發(fā)生的狀況，甚至可以進(jìn)行4D、5D 模擬。

2.4 可出圖性

將BIM 技術(shù)融入到土木工程的施工流程中，施工團(tuán)隊(duì)可以快速獲取常用的工程施工方案或圖紙。借助BIM 技術(shù)，未來(lái)的工程圖紙也可以得到有效的改進(jìn)，使各土木工程的素質(zhì)和效率逐步提高。

3 當(dāng)前我國(guó)土木工程施工中存在的諸多問(wèn)題

3.1 防滲漏技術(shù)不過(guò)關(guān)

目前，許多土木工程中滲漏現(xiàn)象比較明顯，防滲漏技術(shù)不過(guò)關(guān)的問(wèn)題比較突出。房屋滲漏除了影響內(nèi)部空間美觀性外，還會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。防滲漏施工是土木工程施工中的重要內(nèi)容，但是在實(shí)際施工過(guò)程中，存在施工技術(shù)不科學(xué)、施工過(guò)程不合理的問(wèn)題，且部分施工單位為了節(jié)省成本，采用劣質(zhì)的防滲材料，甚至沒(méi)有采取防滲措施。建筑滲水嚴(yán)重影響建筑的整體美觀性，同時(shí)對(duì)工程的使用年限造成嚴(yán)重影響[4]。

3.2 技術(shù)不規(guī)范

土木工程施工工作本身具有流動(dòng)性、多樣性和時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。 土木工程施工綜合性強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜，在施工過(guò)程中需要按照設(shè)計(jì)圖紙選用優(yōu)良的施工工藝。在具體的施工過(guò)程中，施工隊(duì)伍通常缺乏科學(xué)、規(guī)范的施工技術(shù)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有待提升。部分企業(yè)為了謀求經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益，以次充好，甚至選擇質(zhì)量不佳的工程材料。

3.3 施工管理體系不完善

土木工程施工管理對(duì)工程質(zhì)量影響重大，當(dāng)前很多土木工程施工單位重視施工技術(shù)的提升，易忽視施工管理，導(dǎo)致發(fā)生施工安全事故。因此，完善的施工管理體系是施工質(zhì)量的根本保障。施工管理，包含施工技術(shù)管理、施工材料管理、施工人員管理等。國(guó)家對(duì)施工管理提出了一些新的要求，很多施工單位也更加重視施工管理體系的完善，但現(xiàn)在依然存在一定的問(wèn)題，還需要相關(guān)人員對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和解決，不斷完善施工管理體系，從而達(dá)到安全施工的目的[5]。

4 BIM 技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展

4.1 建立三維建筑模型

技術(shù)人員可將施工設(shè)計(jì)方案中的全部數(shù)據(jù)輸入BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行3D 建筑模型制作。根據(jù)實(shí)物模型，可以將建筑的全貌呈現(xiàn)出來(lái)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。在3D 建筑模型制作過(guò)程中，每個(gè)部件的規(guī)格、材料、特性都可以進(jìn)行改變，不需要像傳統(tǒng)建筑方案那樣“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。在現(xiàn)場(chǎng)工程施工過(guò)程中，施工團(tuán)隊(duì)還可以參照3D 建筑模型進(jìn)行實(shí)際操作，提高溝通協(xié)作效率和協(xié)同工作能力。

4.2 進(jìn)行模擬施工測(cè)試

BIM 技術(shù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)若足夠健全，就可以對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬測(cè)試，科學(xué)安排施工進(jìn)度和施工步驟。每個(gè)施工步驟都可能存在安全隱患，需要提前根據(jù)全方位的模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并排除安全隱患。用模擬試錯(cuò)代替現(xiàn)場(chǎng)試錯(cuò)，既能保證施工安全，又能節(jié)省施工成本，提高施工效率。針對(duì)施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的各種特殊情況，如超低溫、雨雪、地震等，也可以自行進(jìn)行檢測(cè)，盡量避免自然災(zāi)害造成的安全生產(chǎn)事故和財(cái)產(chǎn)損失。

4.3 分析施工成本

在傳統(tǒng)的土木工程施工行業(yè)中，成本管理一直是建筑施工面臨的關(guān)鍵難點(diǎn)。由于傳統(tǒng)工程施工存在諸多不確定性和不可控因素，現(xiàn)場(chǎng)施工團(tuán)隊(duì)通常需要不斷改變項(xiàng)目的施工組成和操作步驟，導(dǎo)致工程施工成本不斷增加。BIM 技術(shù)可以在模擬和測(cè)試的基礎(chǔ)上，找到最有效的項(xiàng)目施工方案，減少運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的不確定因素，進(jìn)而更準(zhǔn)確地計(jì)算出工程中需要的材料和人工成本。同時(shí)，BIM 技術(shù)的成本計(jì)算更便捷、更智能，還可以整合工程施工成本，選擇更完善的工程施工方案，完成真實(shí)有效的成本管理[6]。

4.4 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和溝通

BIM 實(shí)體模型與傳統(tǒng)建筑方案相比，更具形象化和可視化，可以為現(xiàn)場(chǎng)工作人員提供實(shí)際操作參考，增加施工團(tuán)隊(duì)對(duì)施工項(xiàng)目的了解，提高管理人員和現(xiàn)場(chǎng)施工隊(duì)之間的溝通效率。工作人員在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)施工方案的不足或理解有障礙，也可以第一時(shí)間反饋給管理人員，防止多級(jí)報(bào)告造成信息內(nèi)容的偏差。

4.5 優(yōu)化造價(jià)管理

在基礎(chǔ)理論層面，一些專家學(xué)者對(duì)BIM技術(shù)在成本預(yù)算中的應(yīng)用進(jìn)行了科學(xué)研究，強(qiáng)調(diào)了BIM技術(shù)在施工項(xiàng)目規(guī)劃中的應(yīng)用難度。不僅如此，還制定了5DBIM 技術(shù)成本估算流程表。關(guān)于工程項(xiàng)目的工程造價(jià)方法，有研究人員以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ)，深入剖析了工程造價(jià)計(jì)算的關(guān)鍵基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)探討了BIM 技術(shù)在工程造價(jià)估算中的作用，同時(shí)討論了根據(jù)BIM 技術(shù)計(jì)算工程造價(jià)3 種方式：一是依靠API 套接字將BIM 移動(dòng)軟件和成本預(yù)算的移動(dòng)軟件連接在一起；二是對(duì)外開(kāi)放的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢與ODBC 連接，可以及時(shí)瀏覽與BIM 實(shí)體模型匹配的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢；三是依靠BIM 移動(dòng)軟件獲取項(xiàng)目性質(zhì)，然后以表格文件的形式完成對(duì)外指導(dǎo)。

在工程項(xiàng)目造價(jià)管理中，各類工程造價(jià)計(jì)算軟件已經(jīng)發(fā)展比較完善，應(yīng)用比較方便。但是到目前為止，還沒(méi)有辦法適用《建筑工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范》，標(biāo)準(zhǔn)也不能系統(tǒng)地對(duì)各種工程項(xiàng)目的預(yù)制構(gòu)件及其相關(guān)材料進(jìn)行分類。因此，對(duì)BIM 技術(shù)在造價(jià)管理中的應(yīng)用必須結(jié)合工程項(xiàng)目概念，進(jìn)行更深層次的創(chuàng)新和思考。

5 BIM 技術(shù)在土木工程施工管理中的實(shí)際應(yīng)用

5.1 施工圖紙會(huì)審指導(dǎo)

將BIM 技術(shù)引入土木工程建筑工程圖紙預(yù)審中，將大大提高圖紙質(zhì)量。根據(jù)交互式數(shù)學(xué)分析模型在BIM 技術(shù)中的科學(xué)有效應(yīng)用，可以將建筑工程設(shè)計(jì)方案展示得更加生動(dòng)，有效避免了傳統(tǒng)紙質(zhì)工程圖紙信息呈現(xiàn)不全面的問(wèn)題。由于BIM 技術(shù)可以將圖紙的微小而獨(dú)特的方面展現(xiàn)出來(lái)，因此有利于設(shè)計(jì)人員及時(shí)處理問(wèn)題。BIM 技術(shù)應(yīng)用先實(shí)驗(yàn)后創(chuàng)建功能，可以避免設(shè)計(jì)缺陷，全面排查土木工程施工過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)，且修改后的設(shè)計(jì)圖紙和工程施工方案更加有效，大大提高了圖紙分類記錄的工作效率。

5.2 施工成本管理

對(duì)于土木工程而言，工程施工成本控制是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，其中包括很多成本項(xiàng)目，如人員工資、設(shè)備應(yīng)用成本、材料成本、水電成本等，而成本控制與施工單位的經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。將BIM 技術(shù)融入工程施工成本控制中，有利于成本控制，如開(kāi)展成本分析報(bào)告、成本管理等，讓管理者完成實(shí)時(shí)、創(chuàng)新的成本管理。此外，BIM 技術(shù)可與施工管理緊密結(jié)合，創(chuàng)建人力和機(jī)器成本控制的數(shù)據(jù)庫(kù)，從中檢索到相應(yīng)的成本明細(xì)，進(jìn)行成本分析，還可以在項(xiàng)目評(píng)估的高效清算方面做出重大改進(jìn)。

5.3 施工進(jìn)度管理

在土木工程施工的過(guò)程中，往往受材料價(jià)格、施工技術(shù)、天氣條件等因素的影響，具體的工程進(jìn)度與計(jì)劃存在一定的差異。若不立即加以有效控制，差異會(huì)逐漸增大，從而影響方案的實(shí)施，甚至還會(huì)繼續(xù)影響工程造價(jià)控制和工程質(zhì)量管理。根據(jù)BIM 技術(shù)創(chuàng)建相應(yīng)的管理實(shí)體模型，并與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和工程圖紙緊密結(jié)合，可以使相關(guān)信息細(xì)化，將工程圖紙和實(shí)體模型工作面聯(lián)動(dòng)起來(lái)，從而提高項(xiàng)目進(jìn)度管理效益。根據(jù)3D 實(shí)體模型，項(xiàng)目施工經(jīng)理還可以全面掌控施工團(tuán)隊(duì)的工作面，有效分配項(xiàng)目施工任務(wù)，使項(xiàng)目在計(jì)劃的工期內(nèi)順利完成。

5.4 施工質(zhì)量管理

影響施工質(zhì)量監(jiān)管的具體要素有人、工業(yè)設(shè)備、材料、環(huán)境和方法。將BIM 的關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)移到移動(dòng)智能終端上，將有助于施工質(zhì)量管理。項(xiàng)目施工管理人員可以利用BIM 技術(shù)在移動(dòng)智能終端上創(chuàng)建實(shí)體模型進(jìn)行訪問(wèn)和錄入，有利于隨時(shí)隨地搜索標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，應(yīng)用分布式系統(tǒng)云服務(wù)平臺(tái)技術(shù)根據(jù)具體情況改變實(shí)體模型項(xiàng)目的條件，客戶可第一時(shí)間掌握升級(jí)內(nèi)容，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量管理能力。此外，該類設(shè)備還可用于施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量檢測(cè)，進(jìn)行調(diào)查取證，有利于施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量管理。

6 結(jié)語(yǔ)

在科技飛速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)建筑工藝存在許多弊端，已無(wú)法融入當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展潮流，而BIM 的技術(shù)應(yīng)用可以有效解決許多相關(guān)問(wèn)題。BIM 技術(shù)通過(guò)建立BIM 實(shí)體模型，利用BIM 技術(shù)仿真模擬工程施工的方法，保障土木工程的施工。建筑企業(yè)可以根據(jù)自身施工項(xiàng)目的特點(diǎn)，結(jié)合自身情況，合理選擇應(yīng)用BIM 技術(shù)。