中交二公局第三工程有限公司 赵冲 710000
摘要：随着经济社会快速地发展，城市建设用地的指标越来越少。为了能够充分发挥高层建筑地下用地的综合作用,地下建筑空间的综合利用率越来越高,地下室建筑层数越来越多,基坑支护结构越来越复杂。为了软土地区基坑及周边建筑物和附属设施的安全，钢筋混凝土支护结构成为第二选择；为了保证整个基坑的稳定性和安全性，增设内支撑尤为重要。BIM技术具有很高的应用价值，能够有效地应用到建筑工程中，提出适合建筑工程的BIM模型，客观地反映工程的实际情况。本文旨在将BIM技术与内支撑拆除相结合，寻求一种更科学的施工方法。
关键词：内支撑拆除；钢筋混凝土支护；BIM技术；应用
前言
近年来，随着高层建筑的不断建设和发展，基坑建设的规模也在增加，深而广的基坑工程早已司空见惯。然而，由于工艺的限制，传统的内支撑拆除技术存在工期延误、成本增加和安全隐患等问题。在传统的内支撑拆除过程中，可能会出现施工顺序表达不清、工序交接考虑不充分、现场监督不到位等问题，不但会增加工期，增加成本，甚至会发生安全事故。采用BIM技术能够进行虚拟施工和应力分析，现场实时对施工过程中的模拟画面和监控进行对比分析，以提高现场拆除方案的执行力，保证现场施工的效率和安全。
1、BIM技术概述
BIM基于三维化的数字模型技术,全过程项目创建和管理使用三维数字模型库来管理整个项目组的设计、施工和生产运营,利用其三维视觉特性，在三维模型中定义详细的工程信息，并使用碰撞检查功能，找出设计方案中的冲突，以最高的效率完成设计工作，缩短工期。凭借其强大的数据共享功能，可以保证项目在运营和营地阶段的正常运行。项目完成后，可以使用BIM信息管理功能模拟和模拟其内部真实信息，为项目验收和维护带来极大的便利。
BIM技术因其信息集成性、高工作协作性和高工作相关性而在世界范围内得到广泛认可，并因其视觉特性而在建筑行业得到广泛应用。随着近年我国各大中型城市地下高层建筑的大幅度规模开工建设,城市地下公共空间的综合开发和再利用事业发展迅速,尤其是在城市建筑密度高或周边环境复杂的地区，设计师需要为深基坑和大型基坑开挖提供安全可靠的支撑系统。BIM建模技术和ANSYS等结构分析软件也广泛应用于岩土工程，尤其是深基坑支护工程。
2、深基坑支护关键和内支撑拆除
2.1深基坑支护关键技术
首先是准备阶段。需要因地制宜的做好前期准备，了解高层建筑的实际情况，比如周边的地质条件。尤其是要了解深基坑周围的地下情况，燃气管道、给排水管道、地下电缆、热力管道的走向情况。同时，也需要了解基坑周边条件，如果该地区粘土分布相对集中，就要做好防水防渗措施。
其次是建筑的施工阶段。钻孔灌注桩往往是在深基坑支护结构的施工过程中使用,可以更好地稳定和保证支护结构。当然,为了真正地实现这个目标,在其施工中,施工人员常以间隔式施工的形式,首先确定钻孔灌注桩的位置,然后使用钻孔装置等设备对其进行钻孔操作,合理地设置钢筋,浇筑一层混凝土,即可完成桩基的施工。为了避免深基坑内支护体系盲目施工,混凝土浇筑前应根据相关资料数据进行计算和分析,科学合理地规划内支护体系结构施工时间和顺序,为后续良好的施工开展创造条件。
2.2深基坑内支撑拆除
深基坑开挖过程中，要尽量避免坍塌现象，做好支护结构的防护，完成后随即可拆除支护结构。在拆卸过程中，施工人员要保护好深基坑支护结构主体上部支撑和钢管，避免与整个支撑系统碰撞，要逐个拆除支撑架，最后拆除微弹性。对于支撑构件，要分段进行拆除，来保证整个拆除操作不会影响深基坑的支撑结构。
3、内支撑拆除中BIM技术的具体应用
在基于BIM的内支撑拆除施工中,利用Revit软件建立2D图纸的三维模型,三维可视化模型可以辅助编译器确定初步施工方案,利用Navisworks软件模拟施工,可以合理分析拆除的顺序,来保障拆除时间的正确性。同时,利用理正深基坑软件和同济启星平衡计分卡软件对内支撑拆除过程进行应力分析。为保证施工方案的安全性,最后采用可视化模型进行施工讲解,现场安装监控设备,将现场施工情况与施工模拟图进行对比,确保现场严格按照施工方案实施。该技术具有可视化图像、预控和动态监控的特点。
3.1具体应用环节
首先做好准备。熟悉图纸和现场检查,详细分析内部支撑结构体系和现场及周围环境。建立统一的模型工作标准,内支撑构件模型的精度必须与图纸上的尺寸一致。模型建立时,将二维图纸导入Revit软件建立三维模型,并根据构件的实际受力形式赋予相应的属性,对每个构件进行编号,便于后期现场施工中动态管理。同时还要注意一些相应的原理,在拆撑前先换式外环撑,对称式拆撑,隔一次式拆,在外环撑完成后再拆与环撑连接的式内外环撑等。此外,利用navisworks软件提供的模拟和仿真功能,内部的支撑被虚拟和移除。通过把三维模型的数据和支架的拆除工程进度数据相互关联,可以直接实现四维分布式的可视化仿真,清晰地显示各个工序之间的关系和施工进度,有助于尽早发现问题和解决。
其次,在施工过程中,要注意荷载分析。利用理正深基坑软件计算基坑支护不同截面作用在内支撑上的荷载,然后利用同济启明星BSC软件计算拆除内支撑过程中的内力。利用扶正软件计算基坑支护各段作用在内支撑上的线性荷载值,在方案制定中,要注意三维模型的可视化,在技术交底中加入支架拆除顺序的模拟画面,并调动现场管理员观看整个建筑物的施工过程模拟动画,有效地提高支架的拆除和解决方案中信息传输的有效性。同时,根据相关支架的拆除流程和方案要求,现场依次进行了相关的支架拆除。如架构支撑梁保护架,剥皮钻孔,机械爆破,线锯切割,静态破碎,人工凿除,清渣等技术。最后,使用遥感器和远程监测的装置进行实时的检查现场支架拆除模拟的施工技术方法及其施工的顺序与模拟结果是否相符。如有偏差,可及时纠正偏差,确保支架的拆除全过程严格遵循支架的拆除计划进行。
3.2 加强BIM在内支撑拆除中应用的具体措施
首先要确保模型的制造和创立。为了确保BIM模型可以帮助多层内部支撑深基坑的施工，BIM模型须覆盖与其他施工有关的信息。为此,在开始创建BIM模型之前,相关负责人还需要详细掌握多层内部支撑深基坑的现场施工条件和情况,其中主要包含了施工过程、施工进展、施工原料、施工技术人员、机械装置等基础信息，还包括深基坑的安全防火性能、建筑物材料的耐久性等修复信息以及各组成部分的逻辑关系等等。在深基坑工程BIM模型的具体制定与创建中,需要通过相关的技术人员提取深基坑工程中常见的主体构件和主要结构物,然后根据BIM模型技术协同工作的专业技术标准来确定深基坑工程特殊的施工对象,并使用tekla系列软件具体地构建其模型。
其次,要加强施工管理。我们应该重点强调一下几个领域。一个表现则是复杂构建节点。二是对施工过程中的动态仿真。最好是采用BIM技术对其施工过程中的相关材料进行了动态仿真,即通过整合对于深基坑施工过程中的相关资料和信息对其进行了碰撞仿真,能够直观的反映出碰撞点的位置,进而向大家说明在施工操作过程中可能出现的问题,以便于相关人员及时对其进行调整和制定施工方案,为后续顺利、良好的进行深基坑施工创造条件。
参考文献
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