陈堃
上海比程信息技术有限公司
摘 要：由于受到经济社会快速发展的强力推动，近几年科学技术的发展脚步也在不断加快，在这种背景下，各种先进施工技术纷纷涌现，这些技术在建筑领域的广泛普及和应用，推动了建筑行业的快速发展。BIM技术便是众多先进施工技术之一，对于这种技术而言，其融合了三维技术、智能技术以及数字技术等多项技术，在新时代下可以显著提高建筑水平和质量，属于目前建筑领域当中比较关键的一项技术。在新时代背景下将BIM技术应用到超高层建筑深基坑施工当中，能够显著提高深基坑施工设计的精准性，并且能够强化工程项目的质量控制效果，对建筑行业长远健康发展有着非常重要的积极意义。因此，本文便对BIM技术概念及其优势做出了分析，并结合实际案例探讨了BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用策略，以此来进一步推动建筑行业高效发展。
关键词：新时代；BIM技术；超高层建筑；应用研究；深基坑
前言：
进入新时代之后，我国社会各个领域正在迅速发展，尤其是建筑行业更是迎来了良好的发展契机，而与此同时城市空间也在不断地紧缩，在这种背景下，城市中的建筑物开始逐渐向着超高层建筑转变，但是超高层建筑物在实际施工过程中对深基坑施工技术有着非常高的要求，必须要确保深基坑施工质量，才可以保证超高层建筑稳妥建成，这就需要一些先进技术做支撑。将BIM技术应用到超高层建筑深基坑施工当中，能够显著提高深基坑施工精准性，保证深基坑施工可以切实满足超高层建筑的要求。所以为了确保BIM技术可以得到有效应用，有必要对其应用策略做出分析和研究。
1 BIM技术概念分析
对于BIM技术而言，指的是一种将三维数字技术作为主要工具构建出的数字信息化模型，建筑工程项目涉及到的一切数据都能够被有效融入到这个模型当中[1]。借助此模型能够在很大程度上帮助建筑单位的工作人员高效开展工程项目的规划设计工作、施工作业以及管理工作等，可以说BIM技术能够对整个建筑工程项目一切流程发挥出极为重要的积极影响，不但能够在一定程度上显著提高项目工程的可视化程度，并且能够有效提高项目管理方面的全面性、直观性以及体系化程度。
2 BIM技术的应用优势
目前BIM技术在我国建筑领域已经得到了广泛应用，而这个过程中其具备的显著优势也逐渐凸显而出，特别是在深基坑施工当中呈现出的优势更为明显，大体上能够体现在以下几点：
2.1 BIM的信息集成优势
在规划设计阶段，工作人员借助BIM技术可以构建出三维模型，这与以往较为传统的二维平面设计图纸有着显著区别。借助三维模型能够全方位地展现建筑工程项目的各个建筑节点。比如：各个构件的连接形式、存在的空间关系以及实际荷载情况等等。相关工作人员能够借助三维模型有效获取到建筑物的相应数据信息，从而提高项目管理的精确度，提升管理效果[2]。
2.2 BIM的工作协同优势
在建筑工程项目当中，借助BIM技术能够打造一个高效率的信息交流平台，施工企业、监理单位、设计部门以及业主方等都能够通过这一平台进行快速有效的交流与沟通，不但能够显著降低管理成本投入，同时还可以进一步提高管理成效。
2.3 BIM的工作关联优势。
运用BIM技术搭建的三维模型，涉及到的一切信息以及数据都存在着一定关联性，在此前提下，如果建筑物施工过程中产生了相应的技术变更，模型当中的相应信息数据也会产生同步变更，但是此时相关图纸却不需要开展重新绘制工作，不但可以降低施工成本，有效保证建设品质，同时还能够增强施工管理便利性。
3 BIM技术应用过程中的管理措施
在开展超高层建筑深基坑施工作业时，无论应用哪一种施工技术都需要切实做好技术应用管理工作，对于BIM技术同样如此，这是保证BIM技术应用有效性的重要前提，同时也是保证超高层建筑深基坑施工质量的重要举措[3]。所以在对BIM技术进行应用时，需要制定一个具有针对性的管理措施，具体内容分为以下几点：
3.1 必须保证配备BIM技术应用管理人才
建筑企业需要建立健全深基坑施工管理用人标准，管理人员必须是复合型人才，不但熟悉深基坑施工作业的要点，同时还需具备较强的信息技术素养，能够切实有效地借助BIM技术科学合理地完成具体的施工以及管理工作。基于这一点，要求建筑企业不断加强对施工技术管理人员的培训教育力度，重点培养其BIM技术应用能力、提高其施工要点掌控能力以及增强其创新管理意识，从而推动其综合能力可以切实满足BIM技术在超高层建筑深基坑施工作业当中的应用需求。此外，建筑企业可以采用招聘的形式来引进一些高素质、高水平的专业化人才，以此保证BIM技术在超高层建筑深基坑施工中应用的有效性。
3.2 完善BIM技术应用管理制度
超高层深基坑施工质量极为关键，为了避免施工技术以及BIM技术应用产生规范性问题，要求建筑企业健全且落实责任到人制度、监督管理制度、风险预估制度以及安全管理制度，在对这些制度进行建立和完善的过程中还应该保证制度的设定具有一定的针对性，并且要能够将责任和相应任务细分到各个部门甚至个人。还需要充分考虑BIM技术应用风险问题，需提前制定相应的风险预防措施及方案，这样可以确保BIM技术能够在超高层深基坑施工中切实发挥出应有的价值和作用。
3.3 提高对BIM的重视程度
领导及管理层应高度重视BIM技术的应用，在开展工作研讨会等相应会议时，宣传普及BIM技术能够发挥出的重要价值和作用，加强相关人员的应用意识，提高其对BIM技术的重视程度，以此来保证BIM技术的应用率，确保其得到合理有效的运用[4]。
4 BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用
4.1 深基坑施工设计
设计环节属于超高层建筑当中深基坑建设最为关键的一个基础环节，可以借助BIM技术有效提高施工设计质量[5]。
4.1.1 地形建模
在前期勘察工作中合理运用BIM技术，工作人员要对施工区域的地质信息、建筑结构信息、深基坑设计体系信息，包括施工现场信息等进行全面有效地搜集，将这些信息全部输入至BIM系统中开展第一次的分析对比工作，同时构建一个与实际现场相对应的环境模型，在此模型当中包括地形要素、特殊建筑物要素以及地下管线等相应要素，开展具体的计算工作。
4.1.2 BIM协同工作
借助BIM技术开展协同设计工作，为设计人员提供相对较为丰富的信息搜集渠道，提供良好的设计平台。作为设计人员应合理运用BIM技术，构建一个项目中心文件的集体共享系统，确保各部门均可实现各种关键施工信息的共享，同时各部门施工管理人员能够在初始设计阶段借助不同的设计软件，开展建模工作，并且在中心文件系统中进行同步，以此降低信息传递的错误率。
4.2 深基坑支护结构与主体结构碰撞检测
4.2.1碰撞问题分析
对于超高层建筑深基坑施工支撑体系而言，相对较为复杂，虽然设计单位在开展设计工作过程中已经充分对支撑体系以及结构之间存在的位置关系做出了研究，但是仍然会有部分部位会与结构产生碰撞问题，尤其是对于多道内支撑体系而言，这种现象格外明显[6]。
在实际开展设计工作时，支撑立柱和剪力墙包括框架柱和剪力墙存在的位置关系，还有支撑梁和楼板两者之间存在的位置关系相对来讲明确起来比较简单，而且一般不会出现碰撞情况，所以对于施工而言几乎没有影响，但是支撑体系和结构产生碰撞却能够产生较大影响，一般此类问题主要有以下几点：
一是结构梁和支撑柱，二是支撑梁与结构梁以及框架柱，三是支撑立柱与基础地板坑（主要包括集水坑以及电梯井等）的位置关系，四是支撑柱和降板处之间的所处位置关系。
4.2.2碰撞问题检测
为了检测和处理各类碰撞问题，可以借助BIM技术开展碰撞模拟实验。这样能够有效做到事前控制，科学降低风险和损失。比如：在对支护结构以及主体结构两者的碰撞进行检查时，便可以借助设Autodesk Revit软件进行模拟实验，然后动工之前与设计单位进行交流沟通，开展科学合理的优化工作，同时综合分析现场实际情况，对施工方案开展科学合理地编制，并且对施工费用做出较为详细的计算，有助于施工过程充分达到精细化管理的目标，具体操作如下：
1）借助Autodesk Revit软件构建深基坑支护模型。
2）可以将基坑支护模型做出有效拆分，一般可以分为水平和竖向着两种方向，然后在此基础上分别检查支撑和主体是否存在碰撞的可能。
3）Autodesk Revit软件的碰撞检查功能在安装工程中目前运用的相对较为成熟，系统可以快速有效地查找并且显示出管线碰撞的相应位置以及碰撞主体之间的相对关系，但是对于一些密实程度以及复杂相对较高的结构实体而言，借助管线碰撞的方法进行开展加查一般较难发现碰撞问题。这就需要利用水平支撑以及竖向支撑这种两向检测的方式开展检查工作，根据每个碰撞构件独有的ID号来开展碰撞构件筛选工作，以此做出有效判断。
4）设计人员还需要对碰撞情况做出归类标记，归类标记需要遵循的原则分为以下几点：
一、对主体结构承重能力以及抗震能力产生干扰需要尽量避免的碰撞，及时与设计单位进行沟通，对支护体系开展设计优化或者是变更工作。
二、对于必须在施工技术方案当中归纳和总结的，例如：穿板的附加钢筋等，需要做出数量数据记载，并且将碰撞部位也应一同进行记载，同时相应的技术人员还需要将这些问题带到图纸会审工作，以此来当做重要疑问点做出展示，并且留好书面记录。
三、降板处和立柱之间的关系、基础地板坑和立柱之间的关系。比如：立柱位于坑底内部以及立柱设置在了放坡面，这些都需要和设计单位做出商讨，合理验算立柱长细比，并且对具体技术方案做出更为细致全面的思考。
4.3 深基坑基础造型模拟作业
4.3.1案例分析
以某超高层工程建设为例，该工程处于市中心地段，施工区域有限，基坑最深深度为26m，但基坑面积相对较小，在区域当中难以寻找到有效的施工用地，在此条件下基坑支护、现场加工区规划包括土石方施工等工作都具备着着较大的困难性。
4.3.2 施工安排
为保证施工质量，需要对现场施工信息交流协调工作以及精细化管理等给予更高的要求，尤其各工序间的有效衔接等更为严格。为确保工程基础的精确性，需要更为合理地安排各个工种之间的交叉作业以及流水作业，保证各个工作项目能够科学交接，才能进一步保证施工质量，并且在保证安全性的同时，还可以保证工程在规定时间内完成[7]。
4.3.3 借助BIM技术建模
1）对于超高层建筑基础工程建设而言，集水坑、柱下墩、独立基础以及人防墙下条基等均存在错综复杂的空间关系。以往的基础造型建设多数都以二维图纸作为主要参考，但是由于受限于平面展示，经常发生基础位置的漏挖或者超挖现象，从而导致机械以及人员台班等浪费问题的出现，这对如期完工可以产生不利的影响。
2）为了解决上述问题，可以借助BIM技术来实现，通过Autodesk Revit软件可以实现精细化建模，并且深化基础造型，有助于深入分析和研究各个部位所处的实际空间位置，能够将BIM技术具备的可视化以及预判特点充分发挥出来，这样工作人员对基础造型便能够有一个更为直观清晰的了解和掌握。
3）模型数据能够良好地反映出不同种类基坑的实际坐标以及标高信息，以此对定位放线做出合理有效的指导。
借助Autodesk Revit软件开展垫层模型及施工放坡模型的创建工作，可以同等比例对施工现场进行建模，可靠准确地反映施工点位数据，保证垫层切实有效地满足筏板以及人防墙下条基等方面的标准化造型要求。在此基础上，还需要开展重点部位三维出图工作，同时利用Autodesk Revit软件的坐标数据输出，与全站仪进行配合使用，这样便能够对基础造型方面的精准开挖做出科学有效的技术支持。
通过前期细致、全面的基础BIM模型搭建，能够对筏板基础大体积混凝土浇筑开展进一步优化工作。结合细致、全面的基础BIM模型，科学合理的模拟规划筏板钢筋支撑，并且将其充分实现三维技术交底，施工人员即可准确掌握施工内部，提高施工质量。全面、细致地挖掘支撑体系当中角钢以及工字钢等的工程量，为材料供应提供相应的数据依据。借助BIM技术开展冷却水管管线规划方面的优化工作，以此来保证布置回路的科学性以及达到降低成本的目的。
4.4 深基坑土方开挖
4.4.1 借助BIM技术构建深基坑模型
为进一步提高超高层建筑深基坑开挖作业的精准性，需要将BIM技术应用到深基坑土方开挖作业中，但应用BIM技术时需要用到一些有关建筑所在地的相关数据信息，唯有全面收集这些信息，才可以建立3D模型，如此才可以为深基坑开挖提供一个详细有效的数据支持[8]。
4.4.2 借助无人机搜集数据信息
1）为了提高收集数据信息的准确性和高效性，可以对无人机倾斜摄影测量技术进行应用，此技术具备机动性强、灵活性高、便捷以及易操作等优势，能够有效获取到全方位的高分辨率、高质量的影像数据。2）利用BIM技术来将这些影像数据开展模型化处理工作，这样便可以形成一个施工现场的整体三维点云模型，根据模型信息有效计算出整个深基坑施工的土方量，通过此方式能够降低超挖或者漏挖等问题的产生，有助于超高层建筑深基坑施工质量进一步的提高。
5 结论与建议
综上所述，伴随着科学技术的发展进步，BIM技术也在不断地更新和优化，其能够发挥出的作用和价值也必将逐步增大，可以进一步推动建筑企业不断的向前发展。在新时代背景下，BIM技术应用到超高层建筑深基坑施工当中已经成为一个必然的发展趋势，同时也属于新时代对建筑企业的一个必然要求，是建筑企业提高自身核心竞争力、获取更多经济效益的重要手段。所以作为建筑企业需要对BIM技术的有效应用做出深入分析和研究，采取有效措施来不断优化和提升BIM技术的应用质量，以此来提高超高层建筑深基坑施工水平和效率，从而推动建筑企业实现健康长远的发展。
参考文献：
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