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摘要:近年来,随着我国社会经济的高速发展,建筑行业取得了不错的成绩,受到人们的关注,尤其是高层建筑工程已经成为主流建筑形势,可提高土地资源利用率,满足于人们的居住需求。高层建筑工程施工中,深基坑施工是重要组成部分,必须予以高度重视,不容忽视。基于此,以下对BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用进行了探讨,以供参考。
关键词:BIM技术;超高层建筑;深基坑施工;应用
引言
在施工期间,为了更好的保障综合施工质量与安全性水平,深基坑的高质量施工属于质量与安全的基础,在施工中采取有效的施工措施,可以最大程度保障基坑周边的施工安全水平。因为基坑施工本身属于隐蔽性工程,所以在施工过程中也属于质量风险问题的关键环节。对此,探讨高层建筑深基坑施工技术的应用具备显著实践性价值。
1高层建筑深基坑施工的相关内容
在高层建筑施工过程中,深基坑施工的应用十分广泛,属于常见的地下工程之一,有利于保障高层建筑结构的稳定性。施工过程中,要以高层建筑施工质量为前提,加强对施工进度的控制,严格按照相关工序来执行作业,提高深基坑施工效率,减少深基坑施工成本。坚持以人为本原则,提高施工人员的实践水平。深基坑施工技术,包含了多种类型,比如说土钉支护深基坑施工技术、搅拌桩深基坑施工技术等。不同的深基坑施工技术,适用于不同的高层建筑地质环境中,而且有着各自的优势,需要根据高层建筑施工的实际情况来选择适宜的施工技术,以提高深基坑周边土体的稳定性,防止其对周围其他建筑物产生负面影响。
2 BIM技术概述
BIM技术是基于三维数字技术构建数字模型,所有工程信息均纳入模型中,该模型可用于指导工程项目的设计、施工及管理,甚至贯穿于建筑工程的全生命周期,能够大大提高工程管理的可视化程度,提高项目管理的直观性、系统性及全面性。相比其他技术,BIM技术主要表现出信息集成、工作协同、工作关联等特点。首先,信息集成。应用BIM技术所构建的三维模型数据库与二维平面设计图有着本质上的区别,三维模型可以直观表达出各个建筑节点,比如构件连接形式、空间关系、荷载情况等,技术人员可以直观看到建筑物信息模拟信息,大大提高了工程管理的准确性与管理效率。其次,工作协同。通过BIM技术能够构建一个高效的信息沟通平台,施工单位、监理单位、设计单位、业主方等均能够通过该平台进行高效沟通,降低了管理成本,提高了管理效率。并且BIM技术包含碰撞检查策略,能够通过BIM平台判断各系统是否存在冲突问题,比如管线系统、结构系统,各专业能够强化沟通,从而提高建筑工程项目的整体质量。最后,工作关联。BIM技术的基础是构建三维模型,因此模型中所有的信息内容都不可避免的存在较强的关联性,一旦建筑施工中发生技术变更,模型信息会同步完成变更,相关图纸无需重新处理,降低了建设成本,保障了施工质量。
3BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用
3.1基于BIM模型优化成本预算
针对工程变更、地质条件导致成本增加,以及业主的成本最小化要求等问题,主要通过以下途径解决:运用BIM技术建立深基坑模型,基于模型计算出不同施工方案的投入成本,为业主选出成本最优化方案;构建深基坑分层地质模型,提前了解深层地质情况,做好成本预算,避免开挖后复杂地质条件带来额外的成本追加;借助模型会审和碰撞检测,提前发现碰撞等设计问题,以进行及时纠正和设计交底,避免施工中设计不当导致工程变更带来的成本增加问题。
3.2族库的建立与管理
从某种程度上讲,族库的建立与文件管理是评价BIM技术应用程度的重要指标,所谓族库是由若干构件元素组成、可参数化设计的组合构件,其包含了大量的建筑信息,建立并高效管理族库可大大提高BIM的设计效率。即族库中族文件越多,设计师能够搭建复杂、抽象的建筑模型就越多。因此在日常设计过程中,设计师要注意族文件的收藏、积累,不断提高BIM的设计效率。
3.3施工安全管理
安全问题是施工管理的重点和难点,为此项目施工借助BIM技术开展了诸多安全方面的工作。利用BIM技术提前模拟施工场地布置方案,避免实际布场时出现碰撞等安全事故,并对应急演练进行可视化模拟,针对人员疏散、物资保护、工程抢修、消防设施等安全事项在模拟中出现的问题,对应急预案进行调整和优化。项目施工时还利用BIM技术模拟出触电、塌方等事故场景,为施工人员制造逼真形象的事故感受,使其真正体验到事故的危险性,从而发自内心地树立安全意识。此外,项目施工管理人员利用三维模型制作关键施工技术操作视频教材,教材包括相关施工技术的操作规范、安全要点等,并将教材对应生成二维码在现场张贴,施工人员通过手机扫码非常方便地接收教材,完成安全事项学习,有效提高了安全交底的实施效果。
3.4BIM在基坑监测中的应用
项目施工现场基坑监测采用仪器监测和现场巡检相结合的方法,对基坑周边的围护结构、基坑内支撑布置监测点。根据GB50497-2019《建筑基坑工程监测技术标准》规范相关要求与项目实际情况,采用仪器监测的项目为:围护桩顶冠梁的竖向、水平位移;内支撑轴力;围护墙、土体的侧向位移;临近地铁和地表裂缝。采用现场巡检的项目为:支护结构;施工情况;监测设备运行情况。传统基坑监测技术采用人工抄录配合二维曲线的形式来展现基坑变形趋势,变形情况不能实时反馈,也无法做到整体的直观展示。基于BIM技术的深基坑安全监测系统是以基坑为主体,与现场施工相结合,展示各个测点的信息与监测变形情况。因此,项目引入BIM技术与广联达智慧工地平台对基坑监测加以辅助。把基坑的三维模型导入智慧工地平台,再将现场布置的基坑监测设备链接进平台,通过自动化监测可以实时上传最新数据至平台。实现监测数据和巡检记录的及时上传,通过系统数据分析,生成折线图和展示图形,使监测结果和的展示更加形象。配合现场视频监控,可以让项目管理人员通过平台第一时间查看基坑的实时状态与每个监测点位的实时状况。自动化采集监测还一定程度上减小了雨天和夜间人工采集数据造成的影响。在平台设置监测的预警值,当有监测点位发生超过预警值的位移时,平台的折线段会通过红色表示,现场设备会报警,并及时将发生问题的位置与位移情况发送到平台端与手机客户端,方便管理人员及时定位位移过大的位置,尽早分析位移过大的原因,做好提前预警,采取相应的补救措施,确保基坑安全施工。
结束语
充分利用BIM的预判性和可视化等特点,对施工现场的基础工程阶段进行精细化施工管理运用,对超高层基础工程中的施工重难点进行模拟分析,实现了BIM基础造型深化、基坑精确开挖模拟、筏板大体积混凝土钢筋支撑排布、大体积混凝土冷却水管优化布置和混凝土浇筑路线模拟等多方面的应用,取得良好的经济效益。
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