土木工程管理與工程造價(jià)措施

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摘要：根據(jù)BIM的社會(huì)需求及我校土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，嘗試多方向合作，運(yùn)用BIM技術(shù)，共同完成土木工程專(zhuān)業(yè)的團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)，改革取得了顯著成效，可為同類(lèi)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)改革提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM；畢業(yè)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

BIM是一種基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和其他技術(shù)的多維模型信息集成技術(shù)，以建筑工程相關(guān)信息數(shù)據(jù)為模型，通過(guò)數(shù)字信息仿真建立建筑實(shí)際信息模擬模型，可用于工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工管理、招投標(biāo)、審計(jì)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等，并實(shí)現(xiàn)多方參與的建筑工程整個(gè)生命周期的數(shù)據(jù)共享。BIM技術(shù)能為工程項(xiàng)目的方案優(yōu)化和科學(xué)決策提供依據(jù)，能支持多方協(xié)同工作、虛擬工程建設(shè)、細(xì)化過(guò)程管理，引領(lǐng)促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展和變革。

一、BIM技術(shù)在高校中的應(yīng)用情況

近幾年，隨著國(guó)家對(duì)BIM技術(shù)的支持和推廣力度不斷加大，很多高校開(kāi)始重視BIM技術(shù)的應(yīng)用，針對(duì)BIM技術(shù)建立了自己的研究中心[1]，在教學(xué)、實(shí)踐應(yīng)用上針對(duì)BIM技術(shù)開(kāi)展了相關(guān)研究工作，并在人才培養(yǎng)方案中設(shè)置了BIM相關(guān)課程和實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)。宿遷學(xué)院自2017年在土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用平臺(tái)中開(kāi)設(shè)《BIM概論與建模》課程，并開(kāi)始組織學(xué)生參加省級(jí)以上基于BIM技術(shù)的學(xué)科競(jìng)賽；在2018級(jí)人才培養(yǎng)方案的專(zhuān)業(yè)教育平臺(tái)中增設(shè)《BIM技術(shù)基礎(chǔ)》課程，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與素質(zhì)提升平臺(tái)中增設(shè)了基于BIM的專(zhuān)業(yè)技能培訓(xùn)與競(jìng)賽，2019年啟動(dòng)了BIM實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)，在2018、20土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)中探索了BIM技術(shù)的應(yīng)用。

二、土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

一般高校的土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)沿襲多年來(lái)的傳統(tǒng)做法，存在不少弊端。比如在選題上存在選題單一或類(lèi)似現(xiàn)象，大部分選題是教師自擬題，雖與工程背景相結(jié)合，但與工程的實(shí)際情況有很大差別[2]。目前土木工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要做建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)、工程招投標(biāo)、工程造價(jià)等方向。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師制定，一般指導(dǎo)6—8個(gè)學(xué)生，一人一題，選題多是多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，較少選高層或超高層建筑。選題比較單一，主要原因如下：第一，復(fù)雜選題可能會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生無(wú)法按時(shí)完成全部設(shè)計(jì)任務(wù)[3]。第二，各個(gè)不同方向的選題限制了學(xué)生之間的相互交流協(xié)作，綜合應(yīng)用能力得不到有效提高。第三，教師指導(dǎo)學(xué)生人數(shù)較多，具體指導(dǎo)及過(guò)程檢查的難度和工作量較大。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)成果大量類(lèi)似，創(chuàng)新不足，與工程實(shí)際差距較大，學(xué)生的實(shí)踐技能滯后于現(xiàn)代技術(shù)，不能滿足工程實(shí)際的需要。

三、BIM在土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐

為了改變土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)脫離工程實(shí)際的現(xiàn)狀，引入BIM是改革畢業(yè)設(shè)計(jì)的一條有效途徑。一方面，它可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合實(shí)踐能力，為將來(lái)從事BIM技術(shù)相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。另一方面，它可以提高教師的工作效率，促進(jìn)BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣，為社會(huì)培養(yǎng)專(zhuān)門(mén)人才。宿遷學(xué)院試點(diǎn)在2018、20土木工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)中采取多方向合作，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的改革探索，取得了顯著成效，2018屆土木工程專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)被省教育廳評(píng)為省優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)。團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)施方案如下圖。

（一）任務(wù)劃分利用BIM技術(shù)將團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)分解為3個(gè)模塊，每個(gè)模塊選拔3個(gè)學(xué)生，配備1位指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師定期向總負(fù)責(zé)教師匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)展情況。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生按照進(jìn)度完成各模塊任務(wù)，并將完成的成果提交匯總成為團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)成果。在實(shí)際操作中，首先按照學(xué)校的相關(guān)規(guī)定保留傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果，然后結(jié)合BIM技術(shù)增加和完善成果，最后將學(xué)生各自完成的成果進(jìn)行評(píng)分考核。團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)相互協(xié)作完成同一項(xiàng)目的各階段任務(wù)，既能全面了解項(xiàng)目的運(yùn)作流程，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神，又能集合團(tuán)隊(duì)力量完善模塊設(shè)計(jì)成果，提交更具價(jià)值的成果報(bào)告，從而提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（二）設(shè)計(jì)流程在設(shè)計(jì)模塊中，學(xué)生按照先建筑后結(jié)構(gòu)再設(shè)備管道的專(zhuān)業(yè)順序創(chuàng)建信息模型，利用Revit軟件的創(chuàng)建功能，完成異形和非常規(guī)構(gòu)件的創(chuàng)建，最后將多專(zhuān)業(yè)模型鏈接在一起完成碰撞檢查，并修改完善。在招標(biāo)模塊中，學(xué)生將設(shè)計(jì)模塊傳遞過(guò)來(lái)的BIM數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)圖紙作為招標(biāo)文件編制依據(jù)，通過(guò)BIM數(shù)據(jù)直接提取方式計(jì)算工程量，并通過(guò)計(jì)量軟件計(jì)算和手算兩種方式進(jìn)行校核，然后完成項(xiàng)目的招標(biāo)動(dòng)畫(huà)，向投標(biāo)人展示項(xiàng)目信息。在施工模塊中，學(xué)生將設(shè)計(jì)信息模型進(jìn)行深化，按照施工方案的要求創(chuàng)建信息模型，完成深化后的施工階段BIM，然后將BIM指導(dǎo)施工的具體實(shí)施方法撰寫(xiě)在施工組織設(shè)計(jì)文件中，最后利用深化后的BIM快速進(jìn)行分部分項(xiàng)工程施工方案的動(dòng)態(tài)模擬。

（三）BIM的應(yīng)用（1）設(shè)計(jì)模塊。在建筑方案設(shè)計(jì)階段，既要考慮新建項(xiàng)目的功能實(shí)現(xiàn)，又要考慮項(xiàng)目中的環(huán)保節(jié)能、資源可持續(xù)利用等問(wèn)題。團(tuán)隊(duì)采用Revit繪制建筑、結(jié)構(gòu)施工圖和進(jìn)行土建建模，利用Magic-CAD對(duì)風(fēng)、水、電和智能建模進(jìn)行研究，導(dǎo)出IFC模型，輸入BIM審圖軟件中，自動(dòng)生成碰撞報(bào)告和各專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)報(bào)告，然后對(duì)各專(zhuān)業(yè)間協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。利用BIM技術(shù)通過(guò)定量計(jì)算與定性分析相結(jié)合，進(jìn)行各種模擬分析，從而幫助提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足設(shè)計(jì)項(xiàng)目的功能需求，滿足人性化要求，滿足綠色環(huán)保要求。（2）施工模塊。團(tuán)隊(duì)通過(guò)Revit完成建筑模型和施工場(chǎng)地的建立，然后將模型和場(chǎng)地導(dǎo)入Navisworks和Fuzor中制作施工模擬動(dòng)畫(huà)。在工程項(xiàng)目施工前利用BIM編制項(xiàng)目實(shí)施方案、布置施工場(chǎng)地、模擬施工工序、進(jìn)行可視化技術(shù)交底、編制施工方案；利用BIM模型提取材料用量，編制材料采購(gòu)計(jì)劃；利用BIM可視化虛擬模型，展示項(xiàng)目進(jìn)度，檢驗(yàn)其合理性；利用BIM進(jìn)行碰撞檢測(cè)，優(yōu)化實(shí)施方案，避免多方信息不對(duì)等，造成圖紙變更、工期延誤等問(wèn)題。（3）招標(biāo)模塊。利用BIM建立5D模型，模擬項(xiàng)目的全部施工過(guò)程，然后對(duì)工程量進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，形成工程量清單，進(jìn)而協(xié)助編制工程預(yù)算。BIM模型能夠準(zhǔn)確獲取工程量、進(jìn)度、材料、成本等信息，完善工程變更信息，提高工程結(jié)算的工作效率，進(jìn)而提高工程招標(biāo)人員的管理能力。引入BIM技術(shù)使工程量計(jì)算更為準(zhǔn)確、便捷，招投標(biāo)雙方均容易進(jìn)行檢驗(yàn)，投標(biāo)人通過(guò)對(duì)BIM模型的查看能夠準(zhǔn)確地報(bào)價(jià)，很大程度上提高了招標(biāo)的公正性和透明性。

四、結(jié)語(yǔ)

以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，多方向合作完成土木工程專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)成效顯著。但在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題和困難，需要多方協(xié)調(diào)配合解決。存在的主要問(wèn)題如下：（1）設(shè)計(jì)模塊的工作進(jìn)度在很大程度上會(huì)影響后續(xù)施工模塊和招標(biāo)模塊工作。設(shè)計(jì)模塊任務(wù)需要完成建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖的編制，在此之前可能需要多次修改設(shè)計(jì)方案，而每一次修改都會(huì)導(dǎo)致施工方案和算量模型的修改，這會(huì)導(dǎo)致團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)在中期檢查時(shí)出現(xiàn)進(jìn)度滯后的問(wèn)題。（2）基于BIM技術(shù)的成果取決于軟件水平。在進(jìn)行施工仿真模擬的時(shí)候，我們選了Navisworks2019軟件開(kāi)展工作，但是這款軟件的渲染非常耗時(shí)，而且動(dòng)畫(huà)效果無(wú)法達(dá)到令人滿意的效果，因此我們不得不臨時(shí)決定改變方案，采用最新版的Fuzor2018進(jìn)行制作。（3）全過(guò)程設(shè)計(jì)不如全專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行團(tuán)隊(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，指導(dǎo)教師希望利用BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)多專(zhuān)業(yè)合作完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，提交更豐富的設(shè)計(jì)成果。但是，我們現(xiàn)在只有土木工程、工程管理等專(zhuān)業(yè)，沒(méi)有給排水、電氣、暖通等專(zhuān)業(yè)，因此無(wú)法順利開(kāi)展全專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭仕群.BIM技術(shù)在土木工程專(zhuān)業(yè)卓越計(jì)劃課程體系中的應(yīng)用研究[J].高等教育,2019,(16):65-66.

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[3]王麗麗.BIM在土木工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的改革探索研究[J].黑龍江科技信息,2017,(3):9.

作者：孫傳智 喬燕 郞 單位：宿遷學(xué)院