BIM技术在岩土工程中的应用

发表时间:2021/4/30   来源:《城镇建设》2021年1月第3期   作者:王连亮
[导读] BIM技术在水电工程、设备设施、结构学等领域具有重要的实用价值
        王连亮
        身份证号码:34212919820224****

        摘要:BIM技术在水电工程、设备设施、结构学等领域具有重要的实用价值,且有着较长的发展历程。近年来,随着计算机软件和硬件技术的快速发展,岩土工程的相关技术也不断发展,将BIM技术运用在岩土工程中,借助计算机辅助设计(CAD)等技术实现了对建筑工程物理特征和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。
        关键词:BIM技术;岩土工程;应用

        1、BIM技术概述
        BIM技术是一种新型建筑工程施工模型,在其实际应用中,可以通过BIM,将数据转换为信息,然后通过BIM平台,将信息数据传递至项目参与者,辅助建筑工程施工的顺利进行。在岩土工程实际施工过程中,BIM技术不仅具备CAD基础参数,能够简化数据处理流程,还可以对施工环节所产生的各类数据和信息进行处理和统计分析,同时还可以对施工成本进行预算分析。因此,在岩土工程施工中,可以应用BIM技术的可视化特征以及对于数据信息的高效处理能力,协调工程项目建设中,各个专业的协调和配合,保证项目建设高效完成。
        2BIM技术在岩土工程中的应用优势
        2.1三维立体可视化
        将BIM技术应用于基坑设计中,凭借其强大的模型构建能力(见图1),模拟出基坑支护设计的虚拟模型。技术人员通过模拟平台来完成模型的展现和检查,了解设计方案的具体意图。通过将三维立体模型引入岩土工程中,技术人员可以使用第一视角从多角度观察岩土工程的三维立体模型,从而全面了解岩土工程的细节情况,更好地优化工程设计和施工。

        2.2与其他专业进行联合设计
        要确保岩土工程顺利开展和实施,需要各专业施工小组共同协作、相互配合。在BIM技术使用之前,各施工小组都是利用图纸进行相互交流和协商,效率较低且容易出现偏差。BIM技术的出现打破了传统的合作与交流方式,实现了设计方案优化,消除了相关的设计冲突,使设计方案更具科学性,每个施工专业都可借助BIM技术平台了解工程信息,从而更好地协调各专业的施工工作。
        2.3动态模拟施工
        BIM技术包含三维可视化功能,又由于应用BIM技术不受时间维度的限制,因此可进行虚拟施工,通过对施工管理过程中的所有事项的模拟.随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比,使得工程各方严格按照施工流程进行操作,减少建筑质量安全问题,减少返工和整改。
        3BIM技术在岩土工程中的应用
        3.1BIM技术在岩土工程勘探中的应用
        在勘探阶段,为保证勘探成果能更好地满足后期使用需求,需要对前期勘探工作进行策划,使后续施工顺利开展。将BIM技术应用于岩土工程勘探上不仅能有效提升其可操作性,还能结合后期施工要求,使技术人员能够通过三维立体模型来呈现勘探成果,进而提升勘探成果的实用性。BIM技术能够实现信息的有效共享,对后续设计工作有重要帮助。(1)构建三维立体结构。原有的地质勘探技术主要使用剖面图的形式表现地质构造,但在后期的制图上不同技术人员对地质构造会有不同的理解,这将增加出错概率,而采用BIM技术可以将整个地质构造直观、完整地展现出来。BIM技术在岩土工程中应用的时间较短,整体技术还不够完善,目前还只能应用于场地较小、地质构造较简单、地层较少的民用建筑中,而在场地较大、山区以及岩土层复杂的地区仍存在一定困难,尚需不断改进、完善BIM技术。(2)构建三维立体地质模型。BIM技术可以对构建出的三维立体模型进行任意剖切,得到任意剖切的地质剖面图,从而更准确地了解地质状况,得到更全面精确的地质数据,为下一步应用奠定良好基础。通过BIM技术得到的地质剖面图能确保每个单元都呈现良好的数据信息。通过三维立体技术获得各种数据,能直观地预算土石方量,准确地计算土石方工程造价。
        3.2BIM技术在岩土工程设计阶段的应用
        设计方案的科学性、合理性与可行性直接影响后期建筑工程施工,而应用BIM技术能构建出良好的构件模型,并结合实际情况进行视觉呈现。设计人员可以直观地了解设计方案的虚拟情况,以此提升设计效率,完善设计方案。在岩土工程设计方案检查和错误问题处理上,能更好地分析外界影响因素,利用碰撞检测方式可使设计方案更加科学合理,相关应用价值也能得到提升,最大限度地减少和规避可能出现的问题。
        3.3BIM技术在岩土工程施工方面的运用
        (1)施工指导功能。通常情况下,岩土工程内部的钢筋混凝土结构较为复杂。BIM技术的应用可以将岩土工程的钢筋混凝土结构转化成一个三维模型,施工单位可以将模型作为参照依据,利用其指导工程钢筋绑扎施工的有序进行。在实际的岩土工程施工过程中,可以利用点云逆向建模技术构建出岩土工程的逆向模型,通过该模型与BIM三维模型的对比分析,将岩土工程中的不合理施工工序辨别出来,产生良好的施工指导与检验功能。(2)岩土工程施工模拟分析功能。在岩土工程的施工环节,将岩土工程的成本、施工工期变化与岩土工程的三维BIM模型融合在一起,可以产生实现对岩土工程的BIM5D动态模拟。在这种模拟状态下,施工单位可以利用BIM模型对施工过程中的施工材料使用与分配、施工安全状态等要素进行统一化管控,进而实现提升岩土工程施工质量的目的。除此之外,还可以利用BIM技术对岩土工程中的复杂性施工部分,如内支撑拆除、逆作法施工等部分进行模拟,利用BIM技术的优势判断出符合岩土工程施工要求的正确临时支撑拆除顺序、逆作法施工顺序。
        3.4BIM技术在岩土工程监测中的应用
        BIM技术改变了过去数据监测简报以数据图表和表格来表达的形式,运用BIM三维立体技术把基坑的变形直观地呈现出来。例如,运用BIM技术表达监测数据、分析数据,精准无误地估算出基坑沉降变形量。通过将三维立体建模与插值法以及监测点所处的位置信息相结合,计算和输出沉降云图,从而掌控各个监测点的变形情况。另外,结合BIM三维可视化技术和功能以及自动监测系统和监测数据自动处理系统,能实时呈现整个场地的监测变形情况,对相关工作人员而言意义重大,有利于及时了解和分析场地的变形趋势,及时调整工作方案,高效完成工作,提升工作质量。
        4结束语
        BIM技术必将在岩土工程中得到越来越广泛的运用,实现工程效率与工程质量的提高。但BIM技术的瓶颈仍不容忽视,这就需要专业人员进行深入探讨,结合实际项目不断优化升级、更新换代,使岩土工程在BIM技术的支持下获得更长远的发展。
        参考文献:
        [1]BIM技术在岩土工程勘察的应用研究[J].徐耘野.居舍.2019(06)
        [2]基于BIM的岩土工程设计优化及应用[J].汤勇.工程技术研究.2019(17)
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