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1、【工程施工論文】深基坑工程施工BIM技術應用研究
摘要:BIM技術在各個建筑工程領域的應用越來越廣泛，但是深基坑工程中的應用卻相對較少。主要針對深基坑工程施工中BIM技術的應用進行探討，首先闡述BIM技術應用路線及優(yōu)勢，分析BIM技術在深基坑工程中的具體應用，比如用于支護方案設計、協(xié)同與深化設計，還可用于碰撞檢查等，最后結合某工程實例做進一步深入探討。
關鍵詞:深基坑工程，工程施工，BIM技術
1BIM技術概述
BIM技術是基于三維數(shù)字技術構建數(shù)字模型，所有工程信息均納入模型中，該模型可用于指導工程項目的設計、施工及管理，甚至貫穿于建筑工
2、程的全生命周期，能夠大大提高工程管理的可視化程度，提高項目管理的直觀性、系統(tǒng)性及全面性。BIM技術路線如圖1所示。相比其他技術，BIM技術主要表現(xiàn)出信息集成、工作協(xié)同、工作關聯(lián)等特點。首先，信息集成。應用BIM技術所構建的三維模型數(shù)據(jù)庫與二維平面設計圖有著本質上的區(qū)別，三維模型可以直觀表達出各個建筑節(jié)點，比如構件連接形式、空間關系、荷載情況等，技術人員可以直觀看到建筑物信息模擬信息，大大提高了工程管理的準確性與管理效率。其次，工作協(xié)同。通過BIM技術能夠構建一個高效的信息溝通平臺，施工單位、監(jiān)理單位、設計單位、業(yè)主方等均能夠通過該平臺進行高效溝通，降低了管理成本，提高了管理效率。并且BIM技術
3、包含碰撞檢查策略，能夠通過BIM平臺判斷各系統(tǒng)是否存在沖突問題，比如管線系統(tǒng)、結構系統(tǒng)，各專業(yè)能夠強化溝通，從而提高建筑工程項目的整體質量。最后，工作關聯(lián)。BIM技術的基礎是構建三維模型，因此模型中所有的信息內容都不可避免的存在較強的關聯(lián)性，一旦建筑施工中發(fā)生技術變更，模型信息會同步完成變更，相關圖紙無需重新處理，降低了建設成本，保障了施工質量。
2BIM技術在深基坑工程施工中的應用
BIM技術在深基坑工程施工中的應用主要包括以下幾個方面:首先，BIM技術應用于支護方案設計中。深基坑工程設計前要進行地質勘察工作，了解工程的地質條件及施工條件，勘察結構要與工程相關
4、資料相結合，最后才能應用BIM技術構建環(huán)境模型。在該階段應用BIM技術主要將地基基礎、地下管線、周邊構筑物、地質情況等資源融入模型，最終確定出基坑支護方案。BIM技術可以將基坑支護體系通過三維模型的形式展現(xiàn)出來，相關人員可以通過觀察模型來分析支護體系中建筑物、管線、道路等結構之間的關系，發(fā)現(xiàn)問題可以直接在模型中進行修改，并通過模型做出驗證，能夠指導后續(xù)的設計與施工。其次，BIM技術在協(xié)同與深化設計中的應用。協(xié)同設計需要將所有基坑、基礎、建筑及結構均要納入?yún)f(xié)同設計，傳統(tǒng)設計技術是深基坑設計中的技術難點，也是重點內容。而應用BIM技術可以將所有內容集中在同一個平臺中，并構建對應的三維模型。在BIM
5、三維模型中中心文件、BIM模型可以互相聯(lián)接，其他專業(yè)設計師也能夠同步查看模型，一旦發(fā)生設計變更，模型也會同步變更，大大提高了工程效率。并且BIM技術采用的是參數(shù)化設計，能夠使復雜構件以新組件的形式呈現(xiàn)出來，該組件可以直接布置在模型中，調整參數(shù)即可分析工程材料總量，合理控制施工成本。最后，BIM技術可應用于碰撞檢查。深基坑工程中BIM技術應用最為廣泛的功能即碰撞檢查策略，該功能可以明顯提高深基坑工程設計水平。相比其他建筑類型，基坑工程的碰撞檢查不包括梁柱結構之間的碰撞、管線與管線之間的碰撞，但是卻存在很多其他結構之間的碰撞檢查問題，比如地下室結構與格構柱、格構柱與立柱樁、工程樁與立柱樁。在深基坑
6、工程中引入碰撞檢查能夠直觀描述出這些結構之間的空間位置關系，并為設計人員提供參考指導。此外，不同專業(yè)都可隨時針對模型中的問題進行溝通，有利于設計質量的提升。
3深基坑工程中BIM技術應用實例
某深基坑工程長123m，寬64m，普遍深度23．1m，局部區(qū)域深度24．1m，基坑四面圍護，一面采用鉆孔灌注樁，余者三面采用地下連續(xù)墻圍護，水平支護設置四道內支撐。BIM在該工程中的應用主要包括以下幾個方面。
3．1BIM技術的應用
首先，展示基坑施工設計成果，BIM建模軟件采用Au-todesk公司的RevitArchitecture及Re
7、vitStructure，三維模型包括基坑支護結構模型、地下室結構模型、土方開挖模型、支撐加腋節(jié)點鋼筋模型等。圖2就是該工程基坑支護結構三維模型。其次，應用BIM技術檢查結構碰撞。支護結構模型、基礎模型、地下室結構模型完成后，Revit自身具備碰撞檢查功能，能夠基于上述模型對支護結構布置情況進行全面檢查，分析其他建筑結構之間是否存在沖突，發(fā)現(xiàn)問題后能夠及時做出調整。最后，應用BIM技術模擬土方開挖施工。深基坑工程施工過程中極易受到場地限制，本工程土方開挖施工時，經(jīng)過BIM模擬可知，如果出土坡道設計為直坡，雖然可以滿足最大坡度要求，但是卻無法避開基坑支護結構，并且會下降到出土標高，因此將出土坡道
8、設計成曲線形，既能夠滿足施工的最小坡度要求，與基坑支護結構也不會產(chǎn)生沖突，并且能夠下降至出土所需標高。
3．2深基坑工程中BIM技術的應用經(jīng)驗總結
通過本工程施工，筆者總結了幾點BIM技術的應用經(jīng)驗，包括以下幾個方面:首先，BIM技術的應用要講究團隊合作。雖然BIM只是一個三維模型技術平臺，但是卻集成了各個專業(yè)的技術人員，需要不同工程種類的設計人員組成一個專業(yè)的BIM設計團隊，并由一個總工程師對BIM設計計劃的實施、任務分配、專業(yè)協(xié)調、模型合并等進行統(tǒng)一管理與統(tǒng)籌安排，及時查缺補漏，對應的BIM工程師則負責與對口專業(yè)的技術人員進行溝通，并建立對口專業(yè)的BIM模型
9、。因此，一個分工明確、管理科學的團隊是保證BIM技術發(fā)揮最大作用的重要條件。其次，BIM軟件的本地化程度會影響軟件的使用效果。目前廣泛應用于建筑領域的BIM軟件基本上都是國外的軟件公司研發(fā)的，應用于國內后，國內設計師除了要克服語言文字方面的障礙以外，還要考慮單位制式、建筑規(guī)范的差異，并且國內外設計師可能具有不同的設計習慣與表達習慣，因此在實際應用時設計師要充分考慮到這類問題。最后，族庫的建立與管理。從某種程度上講，族庫的建立與文件管理是評價BIM技術應用程度的重要指標，所謂族庫是由若干構件元素組成、可參數(shù)化設計的組合構件，其包含了大量的建筑信息，建立并高效管理族庫可大大提高BIM的設計效率。即
10、族庫中族文件越多，設計師能夠搭建復雜、抽象的建筑模型就越多。因此在日常設計過程中，設計師要注意族文件的收藏、積累，不斷提高BIM的設計效率。
4結語
深基坑工程的施工是整個建筑工程項目的質量基礎，在深基坑工程施工中應用BIM技術，不僅可以提高施工效率及工程質量，而且可以降低安全風險及工程成本，提高工程進度。設計師在日常應用過程中要注意團隊合作，做好族庫的建立與管理，當然，也要注意BIM軟件土地化程度不足帶來的設計問題，BIM將技術在建筑工程中的作用充分發(fā)揮出來。
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【工程施工論文】深基坑工程施工BIM技術應用研究
