BIM技术在深基坑工程施工中的应用研究

BIM技术在深基坑工程施工中的应用研究

甘俊伟 1郭江界 2郭昶志 3

中建三局第二建施有限责任公司

摘要：现阶段，我国科学技术水平显著提升，深基坑工程在传统技术管理模式下施工的弊端愈加明显，客观上要求技术背景的升级。BIM技术近年来发展迅速，在工程中的应用越来越广泛。本文阐述了在BIM技术背景下，深基坑工程施工方面的改变，充分肯定和论证了BIM技术背景下进行深基坑施工的优越性。

关键词：BIM；基坑工程；基坑支护；施工技术

引言

BIM技术是实现工程精细化管理的重要手段，在各种重大危险工程中有着良好的应用效果。以BIM技术在深基坑工程施工中的应用为研究对象，通过文献综述，结合自身工作经验，介绍了BIM技术在深基坑工程施工中的应用流程与对应软件方案，并对BIM技术在深基坑中的优化设计、施工模拟、智慧管理及智能监测四个应用点进行探讨总结，研究成果对于深基坑工程的管理工作和BIM技术的应用具有重要的参考意义。

1BIM技术概述

BIM技术的本质是一种信息模型，通过将传统的二维建筑图纸转化为三维建模，三维模型搭载了与建筑工程相关的各类参数和构件信息，并且可以实现可视化展示功能，可以对建筑工程施工全过程进行动态模拟演示，项目参建方可以更加直观的熟悉工程相关参数和数据，促进工程施工质量的提高。建筑工程结构复杂、施工作业面广，因此工程相关的图纸复杂、信息繁琐，施工管理难度较大，BIM技术建立的三维立体模型可以将工程数据变为直观的数据模型，工程管理人员可以结合三维动态模型合理安排施工计划，随时随地查询工程相关数据，掌握施工过程重点难点，提高工程高危作业项目的安全管控措施和复杂施工环节的质量控制，保障施工质量符合要求。BIM技术建立的三维参数模型可以实现工程的成本、进度、质量和安全的管理，尤其是对于大型复杂的建筑工程，可以提高施工管理效率，降低质量管理工作难度。目前，BIM技术已经被广泛应用到建筑工程管理中，为了更好地发挥BIM技术的质量管理优点，结合BIM技术的优势和建筑工程的特点进行定制化项目管理工作，可以确保项目施工质量可靠达标。

2BIM技术具体应用

2.1场地布置

在项目施工中，需要为办公及生活设置必要的活动板房，其布置需遵循的原则为最大限度利用现有用地，保证经济性与实用性。对此可借助BIM技术实施综合布置，同时利用装配式围挡为施工现场展开排版。结合施工设计方案，项目深基坑施工具体可分成以下三个阶段：第一阶段为场地平整；第二阶段为放坡平台施工；第三阶段为坑底施工。对于第二阶段，其场地布置相对复杂，不仅场地面积狭小，而且所需机械设备数量诸多，需要多台设备同时施工，所以，有必要借助BIM技术实施平面及整个空间的优化处理。

2.2施工模拟

（1）根据深基坑专项施工方案和优化后的深基坑工程模型，利用Revit软件进行深基坑工程的三维场地布置，主要包括基坑开挖分区、土方运输路线、物料堆放点、机械布置及临、水临电、临建布置等，并进行检查，判断其是否符合要求。若不符合要求，则重新进行建模与布置；若符合要求，则执行下一步。（2）按照深基坑专项施工方案及施工进度计划，将完成场地布置的模型导入Navisworks软件，利用其漫游技术进行施工模拟，直观地查看深基坑的施工情况、对周边环境的影响，尤其是对地下管线及周边建筑物的影响以及建成后的效果。并对不同的施工方案进行比较，选择最优的施工方案；对于使用方案中存在的冲突及不合理之处进行优化，科学合理地对基坑工程的施工工艺、工作面及资源调度进行调整，提高基坑施工的效率与质量。（3）将优化的图纸、模型和漫游动画进行整理编辑。（4）成果输出。主要成果包括二维图纸、三维模型、序列图片及模拟视频。同时根据模型中构件、土方、结构、材料等对应的名称与属性，利用Revit、广联达等软件对工程量进行快速、直观的统计，计算出各阶段的开挖量、出土量及支护量等数据，提前对基坑工程进行铺排。此外，施工模拟所形成的动画视频和模型也可作为技术交底的重要资料。（5）指导施工。将所形成的成果用于施工指导。

2.3深基坑支护中BIM技术的应用

可以采用BIM技术，对结构与支撑体系进行碰撞模拟。通过在深基坑施工中对BIM技术进行有效应用，可以实现事前可控，从而有效减少实际施工中的风险。例如，某超高层建筑工程项目在深基坑施工中，针对主体结构、深基坑支护体系，采用AutodeskRevit软件开展了碰撞检查模拟，同时联合设计方实施了优化调整，并结合现场实际，制定最佳施工技术方案，准确计算施工费用，实现了对施工风险的有效控制。具体来说，先借助AutodeskRevit软件，构建了深基坑支护BIM模型。再按照竖向、水平两个方向对模型进行拆分，以便于对主体与竖向支撑之间的碰撞关系、主体与水平支撑之间的碰撞关系进行分别检查。通过开展碰撞检查模拟，可以将碰撞主体之间的相对关系、管线碰撞的位置等快速查找、显示出来。但是，在复杂、密实的结构实体中，管线碰撞检查方式难以实现。因此，该工程是分别对竖向支撑体系、水平支撑体系开展碰撞检查，根据每个碰撞构件的ID号，来筛选碰撞构件，做出判断，归类标记碰撞情况。

3加强BIM系统模型应用措施

作为一种在当前阶段应用广泛的工程信息系统模型，施工企业借助BIM能够实现工程施工成本的显著降低，同时能够更好地确保深基坑施工的科学性。施工企业通过BIM系统模型能够实现对整个工程施工进程的便捷化管控，进而实现工作效率的提升。针对工程施工过程中所产生的大量数据信息，BIM能够针对这些信息进行相应的归纳整理，并将其整合进信息系统模型之中。然后基于深基坑施工的最终施工目标，以最终目标的顺利实现作为核心，进行设定管理的多方面规定。对工程施工的最终目标予以细化落地，从而使控制实现其有效性，进而实现项目管理水平得以切实提升。无论是施工技术管理，还是施工管理，均是较为复杂的，借助信息技术，能够把先进的信息技术与深基坑施工技术有机结合起来，从而使得深基坑施工技术管理水平得到大大提升，并能够在实际施工过程中实现各种资源的合理分配。如此，通过加强信息技术的应用，确保了施工企业在市政工程市场竞争中能够占据优势地位。

结语

综上所述，在建筑业发展过程中，BIM技术绝对是一项重要的催化剂，无论是在工程设计、施工、运营，还是在管理过程中，都有着十分重要的作用。该项目深基坑施工及项目管理中通过对BIM技术的合理应用，在BIM技术的支持下，还实现了一些创新应用，如研发出新型具有止逆功能的注浆器和可实现装配的防护楼梯，为项目管理增加了科技手段，最终为项目实施创造增值效益。

参考文献

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