摘要：新时代，我国在总体经济理论牵引下，推行了系统性改革，在建设工程行业以工业化改革为主。以土木工程施工管理为例，在“互联网+”改革时期，引入了自动化办公系统与信息管理系统。并且在应用大数据技术的同时，推进了施工信息化管理初级应用向高级数据化管理阶段的应用。在“十四五”时期又提出了新基建与数字化融合发展新目标，由此进一步增强了土木工程施工管理向智能化方向的升级。本文概述了BIM技术，分别从进度、质量、成本、环境等专项管理方面，剖析了BIM技术在复杂土木工程施工中的具体应用。

关键词：BIM技术;复杂土木工程;施工;应用

现阶段，随着新材料、新工艺、新技术的运用，我国土木工程正在向着规模化、功能化的方向发展。在这种发展趋势推动下，土木工程施工的复杂程度越来越高。一方面，在应用工业设计思想后，突出了土木工程生产建设产业链条中结构设计环节，强调了设计的功能特征。另一方面，在施工建设方面，要求按照质量体系管理标准提供的要求，做好专项管理在施工全过程的指标化管理。尤其是在初步完成施工信息化管理向数据化管理的过渡转型后，智能化管理已经成为了现代复杂类型的土木工程施工管理的必然选择。

1、BIM技术特征与应用标准概述

BIM是英文Building Information Model的首字母缩写形式，中文意思是建筑信息模型或建造信息模型，具有集成化、共享化、系统化三大特征，应用时具有严格的行业质量体系管理标准限定。根据现阶段对于3D Revit软件、4D Navisworks软件，以及project软件的应用情况看，主要以IFC标准为准。该标准可以有效解决B IM技术应用过程中，由于软件众多而产生的系统不兼容、格式差异，以及数据管理标准不统一等问题。从该标准的应用效用看，应用它时无需每个系统都采用该标准，仅需要将该标准作为信息相互交换环节或信息流动环节的标准即可。

2、BIM技术在复杂土木工程施工中的应用分析

应用BIM技术时，需要具备两个前提条件：一是保障BIM技术与在建复杂土木工程项目产品生产建设产业链条诸环节的一致性，使其对应到结构设计、物资管理、施工组织、内部成本控制、合同管理、变更管理等各个具体环节。二是在具体应用中，BIM技术的应用需要配套的应用协同管理机制，保障各个管理部门在协同合作方式下，完成BIM技术平台上的数据共享。下面仅从进度、质量、成本、环境管理展开具体分析。

2.1进度管理方面的应用

传统的进度管理中，进度计划的编制流程主要按照“收集编制依据——划分施工过程——建立WBS并编码——计算工程量——套用计划定额——计算劳动量或机械台班需求量——确定施工过程持续时间——绘制网络计划或施工横道图——工期、劳动力、机械、材料（满足要求进入下一环节，若不满足则需要调整优化后进入下一环节）——绘制正式计划”展开。BIM技术是在传统进度计划编制实施方案基础上，通过将施工图导入到BIM模型，制作出关于分部项目的BIM模型，进而根据持续时间，达到对4DBIM模型的应用。

例如，在土木工程结构设计、施工方案设计完成后，可以根据设计要素、施工管理指标之间存在的相互以对应关系，将二维平面图，导入到BIM技术平台，进而借助3D Revit建模软件，完成土木工程结构设计图、施工图的BIM建模，将二维平面的抽象图转变成三维可视图。再利用project施工进度计划生成软件、4D Navisworks进度信息管理软件，搭建4D BIM模型，借助模拟施工的办法，通过施工模拟过程预先分析其中可能存在的问题，进而在解决相关问题的同时，完成最优模型的确定，最后通过最优模型指导施工，直到项目完成。从实现方面看，施工管理人员可以通过4D BIM平台预览各个施工步骤，对施工步骤进行检验。现阶段应用的BIM技术中，施工进度计划模型包括任务与操作两大类型，4D BIM施工进度模拟技术既属于任务层面的技术应用，也是操作模拟层面的应用技术，在操作层面可以达到详细模拟的程度。以4D Navisworks动态模拟图为例，构成构件主要根据施工动态而进行表达，如未开始任务构件不显示，一旦开始且限定在施工状态时，则以绿色进行显示，竣工后则以构件本身的色彩为准。在模拟方法方面，可以根据最短工作路线选择Matlab软件进行计算，并使移动开始节点与结束节点之间获得确定等。

2.2质量管理方面的应用

在复杂土木工程质量管理中，对于BIM技术的应用思路与传统时期也存在较大差异。从当前的应用经验看，主要克服传统时期的单一化管理思路。抓取了复杂土木工程项目产品生产建设产业链条诸环节构成要素、施工质量控制技术指标、BIM技术数据管理之间的共性。从而形成了专业模型元素专业模型信息描述方案。

例如，在土木工程结构中，建立BIM模型时引用的基础模型元素，包括了结构构件（如梁、柱、墙、板）、基础、桩、钢筋、其他构件、荷载、荷载组合、结构响应等。此时，根据名称、几何信息、定位、工程量、计算尺寸、材料力学性能、结构分析信息、关联构件、加载位置、编号等，可以对应的完成信息内容的描述。然后，利用文件命名规则（如阶段编号、建筑类型、专业、文件类型、简写编码、版本信息、项目编号、修订编号）完成相应的构件名称缩写表制作。再结合BIM数据接口，完成4D BIM平台相关的建模软件，在IFC标准下，完成各类导入模块的导入格式制作。

实践经验表明，质量管理方面的BIM技术应用，主要是通过3D建模——分部项目BIM模型——构件模型——构件元素信息描述——构件编码等流程，完成质量专项管理方案的构建，再根据进度管理计划表，制作每日施工质量控制技术指标评估表、监督表，完成对当日工作的现场监督、指导、评估，以及根据当日BIM技术平台数据分析结果，制作次日质量控制技术指标评估表、监督表。并根据日、周、月、季、年等，分别完成各个施工进度时期的相关质量管理明细表的制作、存储、分析、应用。

2.3成本管理方面的应用

在复杂土木工程施工成本管理方面，主要以4D BIM平台为准，通过对工程量的提取、费用信息提取，达到对施工全过程成本动态监控与管理。由于明确了工程量与费用信息之间的互相对应关系，在实际的工程量提取、费用信息提取过程中，只需要根据两大数据库的对信息实现有效对应，即可以达到成本管理目标。

例如，在工程量提取方面，下设有已完成工程量、拟完成工程量;在费用信息提取方面，下设有实际成本、计划成本。此时，根据三个基本参数BCWP（已完工程计划费用）、ACWP（已完工程实际费用）、BCWS（拟完工程计划费用），可以使两大数据库实现信息动态交互，并在ACWP设置下，通过费用偏差表示（如CV-CPI、SV-SPI），进入到结果分析环节。当费用偏差结果分析无偏差时，可以表示成本管理监控工作完成。若存在费用偏差现象，则可以进一步分析导致偏差现象发生的原因，进而采用相应的调整措施，使其通过4D BIM平台再次完成循环式成本管理。其中，费用偏差CV实际上等BCWP与ACWP的差值。当结果>0时，则表明处于成本节约状态;若结果<0，则说明存在超预算现象，需要及时进行原因分析，并完成具体的施工管理方案调整。费用绩效指数CPI是BCWP与ACWP的比值。当结果>1时，说明实际费用处于节约状态;当结果<1时，则表明实际费用中存在超预算现象，需要进行相应的施工管理方案调整。费用偏差SV是BCWP与BCWS之间的差值，主要通过进度绩效指数SPI进行具体评估。由此可见，成本管理与进度管理直接相关，而且，在成本管理发生费用偏差后，可以根据质量管理方案的调整、环境管理方案的调整进行具体处理。

2.4环境管理方面的应用

在现代土木工程施工管理中增加了环境管理，从具体管理经验看，主要包括了扬尘、噪音、污染、废物回收等内容。在应用BIM技术时，通常将环境管理设置在风险管理项目下，可以根据工作模式、信息查询、修改、结构浏览、工程量，进一步达到对风险的预警、风险识别、风险评价，进而实施相应的风险控制方案。

例如，在复杂土木工程中，牵涉到震损问题时，就会根据震损模型的构建，结合土木工程的特殊性需求，利用BIM虚拟施工技术，对其进行模拟施工，进而保障在实际施工前做好虚拟施工后的优化。首先，根据环境管理建模方法，将震损作为环境管理对象，然后，根据分辨率、误差、操作时间、精准度等精度方面的要素分析，选择相应的建模方法。如在震损方面，震损结构建模、图像三维重建法均存在误差，后者比前者的误差小。三维激光扫描技术、Bentley、Context、Capture Center建模精度高、分辨率高，模型应用时间相对较短。震害三维模拟系统法既不能完全反映实际建筑的震损形态，也在操作方面存在耗时、繁琐的弊端。所以，根据实际的震损模型构建需求分析，可以选择BIM技术中常用的建模软件，利用操作时间相对较短、精准性较高、误差较小的Revit数据交换方式，借助ANSYS先完成结构模型的地震响应模拟分析，获取相应的结构应变、位移变形等基本云图后，可以查取地震繁衍倒塌后结构命令流，进而获得各构件的坐标点，从而将此类数据导入Revit软件完成相应的震损模型构建工作。其次，在震损模型建构工作完成后，可以根据在建项目设置虚拟环境，利用预设的施工流程（工序与时间），开展施工模拟——过程分析——是否满足安全要求——综合分析（成本、质量、进度、安全）——结果为NO则修改施工工序。当综合分析结果显示最优时，则可以确定它为最优环境管理方案。当前在环境管理中应用虚拟建造实施方案，可以达到反复模拟。尤其在环境专项管理应用于施工全过程时，能够根据指标的反复检验、模拟数据的重复校验，达到降低施工风险、提高管理效率、预防返工、控制环境污染等实际效用。

结束语

总之，在近年来的土木工程项目产品研发设计、物料采购运输、施工生产建设、运维管理等各个环节，已经应用了BIM技术。通过上以分析可以看出，在具体的BIM技术应用时，通学会采用“设计BIM+施工BIM+业主BIM”的基本模式，并根据相应的项目做出一些因项目制宜的变化处理。尤其在复杂土木工程中，牵涉到多项目、平台化、大数据的融合问题。此时，为了实现模型共享化、管理可视化、管理实时化、管理预警化，通常会将加强施工校验、施工模拟、内部成本分析，并在“线上+线下”模式的多元交互方式下，保障BIM技术应用的全面性与有效性。

参考文献

[1]戴波.土木工程施工中建筑屋面防水技术的应用[J].城镇建设，2021，14（12）：72-73.

[2]岳永东.论土木工程施工项目管理的实践与规划[J].商品与质量，2021，8（17）：54-55.

[3]李芹月，郭秋娣，刘建省.项目管理在土木工程建筑施工中的应用[J].环球市场，2021，12（6）：312-313.

[4]代常威.土木工程施工中边坡支护技术的应用[J].消费导刊，2021，8（2）：245-246.

[5]范宏伟.土木工程施工中桩基础施工技术应用[J].魅力中国，2021，19（11）：27-28.