BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用浅析

发表时间:2021/7/21   来源:《城镇建设》2021年3月(上)7期   作者:李翠英
[导读] 本文对BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用进行分析,以供参考。

        李翠英
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        摘要:深基坑工程是指开挖深度超过5m(含5m)基坑(槽)的土方开挖、支护及降水工程,或深度虽未超过5m,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的土方开挖、支护及降水工程,具有综合性和地区性强、临时性和风险性大、环境条件要求严格的特点。本文对BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用进行分析,以供参考。
关键词:BIM技术;超高层;深基坑施工;应用
引言
        近年来,随着我国超高层建筑及城市地下空间——地铁、地下商场及隧道等的大规模开发建设,深基坑工程不断涌现,其技术也取得长足的进步与发展。然而,伴随着城市的开发建设和深基坑工程技术的发展,深基坑工程“深、大、紧、近”的特点也越来越明显,其影响因素、技术难度、危险系数比过去更多、更大、更高,深基坑安全生产事故时有发生,对人民的生命财产安全造成重大威胁。
1 BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用优势分析
        随着我国BIM技术在建筑工程施工领域中的广泛普及,其所具备的众多优势也逐渐地突显了出来,尤其是在深基坑施工中的应用优势极为明显,具体表现在以下几个方面,其一,可以有效地提升各项施工环节之间的关联性。现阶段,BIM技术在建筑工程施工领域中的普及率正在逐年提升,主要就是因为该种技术的应用可以保证各个施工管理部门之间的协同合作性得到提升。BIM技术可以有效地实现对深基坑模型的可视化处理,将抽象的文字描述方案逐渐的转化为三维立体模式,并保证各个部门管理人员都可以快速地了解到施工方案的具体内容,并结合本部门所搜集到的信息来对该模型进行完善以及调整,然后形成统一的方案落实到实际工作中。另外,BIM技术也具备信息交流的功能,部门之间在传递信息的过程中可以有效的借助该平台来完成信息的传递,而在对外交流的过程中也可以借助该平台与客户进行交流,传递精准的建筑工程施工信息。其二,可以有效地提升信息集成的便捷性,从本质上来讲,BIM技术属于一种数字技术,可以构建出满足超高层建筑深基坑施工需求的三维数字模型以及信息库,在这种情况下,相关的工程管理人员可以及时地借助信息库搜集到自身所需要的信息,并进行设计方案以及管理方案的制定。
2 BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用要点分析
        BIM技术在深基结构施工中的应用,有效地将BIM技术应用到超高层深基坑施工过程中可以有效预防深基坑结构施工风险问题出现的概率,具体而言,相关的技术管理人员需要有效的运用AutodeskRevit软件系统来进行超高层建筑的支护结构和主体结构设计工作,该软件系统的运用可以有效的检测两种结构之间是否存在碰撞的问题。之后施工设计人员要结合模拟测试结果来审查出现碰撞问题的关键点,然后与相关设计部门负责人进行互动交流对设计方案进行调整,同时还要借助BIM技术来进行施工技术方案的编制以及施工成本的计算,从而提升施工管理的细致性,提升深基坑整体施工精准性。另外,相关技术管理人员还必须要借助BIM技术来对碰撞构建进行ID号设置,然后筛选出具体的碰撞构建来进行设计调整工作。
3超高层建筑深基坑施工中BIM技术的应用思路
        3.1应用BIM技术开展基础造型模拟
        超高层建筑深基坑施工中,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。
        3.2无人机技术辅助深基坑土方开挖
        在深基坑土方开挖前利用无人机倾斜摄影技术能够将地理设计的文理细节充分体现出来,达到深基坑影像数据信息优化的效果。如果存在较多冗余的图像那么会导致目标匹配度降低,精确性不足,并且难以高效地完成三维实体测量和3D信息模型的构建。最后,倾斜摄影测量工作中以及建模的关键组成部分就是分层显示技术和文理映射技术,通过利用这两种技术能够将三维模型的精确度和成效大大提升,有助于节省测量成本。现如今无人机测量技术凭借着自身操作灵活、经济性强、准确度高等诸多优点在深基坑施工测量中有着较为广泛的应用。建筑企业在开展航空摄影测量时可以充分发挥无人机的作用,保证影响数据信息的精确性、高品质。该技术已经广泛地应用于建筑行业中。近些年,无人机倾斜测量技术作为一种新型的测量技术,在倾斜角度影像信息和信息数据的获取方面可以通过增加摄像头和角度提升信息的全面性和准确性。无人机倾斜摄影所采集的数据和以往航测所获取的单一垂直影像信息相比较而言,前者可以在摄影过程中采集同一位置、多个角度、具有高分辨率的影像资料,而且其还可以在此过程中获取丰富的地物侧面纹理以及位置信息,这对于超高层建筑深基坑施工作业的有序开展有着重要的现实意义。总的来说,无人机倾斜摄影测量技术主要是以大范围、高准确度、高分辨率的方式来全方位的采集和获取复杂场景中的信息和数据,从而按照收集设备和专业信息处理系统将数据信息准确性提高,管理人员根据信息处理的结果能够明确工程所在区域的具体数据信息,能够直观地确定深基坑的深度、位置、外观等,应用价值较强。
        3.3深基坑支护中BIM技术的应用
        深基坑施工中,支撑体系发挥着重要的作用,是不可缺少的重要施工内容。但是,支撑体系通常比较复杂,虽然设计过程中考虑到了结构主体、支撑体系之间的空间位置关系,但一些部位依然会与结构发生碰撞,尤其是在多道内支撑体系中,碰撞问题更为常见。设计过程中,剪力墙与支撑立柱、框架柱与支撑立柱以及楼板与支撑梁之间的关系容易确定,因此很少出现碰撞。但是,结构与支撑体系间的位置关系不易确定,容易发生碰撞,主要包括结构梁与支撑立柱之间的碰撞,框架柱、结构梁与支撑梁之间的碰撞,基础底板坑与支撑立柱之间的位置关系,降板处与支撑立柱之间的位置关系。通过开展碰撞检查模拟,可以将碰撞主体之间的相对关系、管线碰撞的位置等快速查找、显示出来。但是,在复杂、密实的结构实体中,管线碰撞检查方式难以实现。因此,该工程是分别对竖向支撑体系、水平支撑体系开展碰撞检查,根据每个碰撞构件的ID号,来筛选碰撞构件,做出判断,归类标记碰撞情况。
结束语
        深基坑工程问题一直是建筑工程领域的热点和难点问题之一。通过对BIM技术在深基坑中的应用方法进行研究探讨,将BIM技术应用于深基坑工程,BIM技术可视化、协调性及模拟性的特点,不仅可以为深基坑工程的质量与安全提供保障,还可以提升深基坑工程的成本与进度控制水平,也是深基坑工程管理的有效方法,值得推广应用。
参考文献
[1]钟金玲.BIM技术在深基坑工程施工中的应用研究[D].福建工程学院,2019.
[2]许志坤.基于BIM技术的深基坑施工过程研究[D].石家庄铁道大学,2018.
[3]牛文榀.基于BIM技术深基坑工程监测信息化管理研究[D].西安工业大学,2018.
[4]张程.BIM技术在深基坑工程的应用研究[D].湖南科技大学,2017.
[5]俞晓,陆珺,冯为民,孙志凌.BIM技术在临江深基坑监测中的应用研究[J].施工技术,2017,46(12):119-122.
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