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摘要:近年来我国正在大力推行BIM技术,其具有的可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点,为土建行业的发展提供了新的契机。大量的研究和实践表明,BIM技术的应用可大大提高工程管理的效率与质量,而深基坑、高支模等重大危险工程正是BIM技术的最佳应用点之一。本研究旨在通过文献综述,结合自身工作经验,探讨总结BIM技术在深基坑工程的应用方法与路线,以期为深基坑工程的施工和管理提供借鉴和思路。
关键词:建筑信息模型;BIM;深基坑;工程管理
引言
当前,人们对建筑物的实际使用功能提出了多样化、个性化、高层次的要求,地下室结构变得更复杂。建筑深基坑施工中,对BIM技术进行有效运用,可以更加清晰地显示地下室主体结构、基坑支护体系之间的位置关系。借助BIM,对深基坑进行深化设计、出图,能够为现场施工提供有效指导,确保施工进度、施工质量。
1BIM技术在深基坑工程项目管理中的应用优势
1.1 在人员方面的优势
无论是对于操作人员还是管理人员来说,BIM技术的运用都具有明显的优势。对于管理人员来说,BIM技术的应用可以建立起模型,并提前对施工过程进行模拟。这样一来,管理人员就可以在正式施工之前先对施工过程形成直观的了解,他们可以结合自身的经验对施工过程中需要注意的问题进行预先判断,并提前准备好应急的措施,做好全方位的控制和管理。对于操作人员来说,BIM技术具有可视化、虚拟化等优点,因此可以运用该技术来从多个角度来了解实际施工的特点,并在这个过程中更好地明确自身的工作内容和工作职责。尤其是在一些复杂环节的施工中,BIM技术可以使施工人员通过模拟演示的方式了解技术上的难点,使其在实际的施工过程中更为谨慎小心。
1.2在材料方面的优势
BIM技术可以通过建立起三维立体模型的方式来做好对材料的有效控制。在这个过程中,管理人员可以根据项目在进度和成本方面的计划来制定材料供应规范,并在这个基础上明确各个阶段所需要的材料数量,做好对材料实际领用情况的记录。与此同时,BIM技术还可以通过建立材料数据库的方式来选择最为合适的材料。在该数据库系统中,可以对各个厂家的材料进行充分对比,并结合实际基坑的深度来选择材料,避免了材料的浪费问题。除此之外,施工人员还可以在系统中随时查看施工材料的数量,确保材料的充足性,避免因材料不足而对施工进度造成影响。
2BIM技术在深基坑工程项目管理中的应用策略
2.1优化设计
深基坑工程优化设计的基本流程。(1)以地勘报告、设计文件等为依据,利用Civil3D软件将二维的地勘资料转换成三维地勘模型,同时利用Revit软件建立支护体系模型(包括支护结构形式、几何尺寸、材质及空间位置等信息)、场地环境模型(包括地下管线、周边建筑物等信息)以及基坑模型(包含大小、几何尺寸、空间位置、开挖分区及出土路线等信息)。(2)根据建立好的3D模型,进行初步优化。(3)将建立好的模型导入Navisworks软件,进行各专业的碰撞检测。若存在问题,则进行优化修改;如无问题,则执行下一步。(4)利用Revit软件将各模型进行整合并导入Navisworks软件,进行深基坑全模型的碰撞检测,若存在问题,则进行优化修改,如无问题,则进行成果产出,主要成果为优化报告、二维图纸及三维模型等。
同时,BIM技术将原有的二维信息以三维的形式呈现,展现出模拟的真实环境,可以快速、直观、实时及多视角地查看基坑各部分、各部位及各构件信息及其相互之间的关系,使设计者和决策者可以更清楚获知基坑的情况,从而进行优化设计或者选择其他方案,并对其安全性、可行性经济性进行分析,甚至可以将模型导入有限元软件或结构设计分析软件,如Midas等,对结构安全性进行分析,协助设计者进行设计,规避各种设计错误。此外,若发现问题,可直接在模型上进行修改验证,提高复杂深基坑的设计与优化效率。
2.2在进度管理中的应用策略
在BIM技术运用的背景下,通过使用特定的软件可以制作施工模拟动画,软件会根据提前建立的模型,经过格式转化,然后使用动画制作工具完成特定场景的条件来完成动画的制作和展示。在观看动画的过程中,人们可以根据实际情况将计划进度表导入系统中,系统就会将进度任务与模型动画建立起关联,最终形成全过程的动画模拟。除此之外,BIM技术的应用还可以将深基坑工程实际施工过程的实际进度实时录入系统中,然后通过对比实际进度与计划进度来发出预警,督促管理人员加强进度管理。当进度落后的时候,系统还可以通过对施工工序进行优化来节约施工时间,实现对进度的有效管理。
2.3应用BIM技术开展基础造型模拟
建筑深基坑施工中,针对基础施工,即±0.000以下的施工,应借助BIM技术的可视化、模拟性特征,对基础造型进行深化设计,明确各部位的空间位置关系,并准确掌握各类型基坑的标高、坐标信息,从而为施工定位放线提供有效指导。例如,某超高层建筑工程项目,基坑最深深度高达26.036m,采用AutodeskRevit软件,建立垫层模型,并使其完全满足各部位的规范造型需求,包括独立基础、塔吊基础、柱下墩、集水坑以及人防墙下条基等。同时,在考虑施工放坡的基础上,在软件中对测量点坐标进行预设,模拟各处点位、高程坐标,从而1:1模拟施工现场,将施工点位数据完整地显示出来,并进行重点部位三维出图。借助软件的坐标数据输出,并使用全站仪,为基础造型开挖提供有效的指导。
2.4深基坑支护与降水施工技术的实际应用
需严控降水井数和管井间距,做好支护结构施工中的土层打桩记录;需将洗井工作做好,保障洗井作业科学,保障整个洗井作业在有技术人员的情况下进行,以将基坑降水效果提升;此外,有必要对已完成的工程进行保护,并在施工期间摆放警告标志以指示完井,以免井遭到损坏或被土方掩埋;为保证设置的降水井的数量可以使基坑降水达到明显效果,需将单井试验抽水工作做好,通过结构楼层,降水施工完毕后封口,保障良好的封井效果。
2.5智能监测
将BIM技术引入深基坑的监测中,建立基坑、支护结构、周边环境以及测点模型,实时获取基坑变形数据并导入模型,进行分析并以可视化的形式呈现,实现基坑的智能监测。(1)布置基坑监测测点,通过无人机、3D激光扫描仪、智能全站仪及光栅监测等设备与技术自动获取基坑变形数据。(2)将获取到的基坑监测数据利用物联网、5G等技术实时传递并导入已经建立好的BIM模型,并与基坑相应部位、测点相关联,利用BIM4D技术,自动建立基坑不同时段的变形模型与云图,直观地展示其变形情况与趋势,智能预测可能的变形曲线
结束语
综上所述,将深基坑支护施工技术运用到建筑工程施工中,需要注意的是,对深基坑支护施工环节进行全面剖析,保障其施工质量,最终保障建筑工程施工质量。同时还应依据深基坑支护施工现场的实际情况,制定科学的施工管理方案,进而提升深基坑支护施工质量,提升建筑工程施工质量,最终推动建筑业的健康稳定发展。
参考文献:
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