BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用研究

BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用研究

洪海斌

浙江华尔达建设有限公司

摘要：BIM技术应用于深基坑工程施工中，可以按照预警监控系统的设计要求搭建相应的BIM深基坑模型，并设计出配套监测点模块，根据深基坑中的监测点在模型中的各指标变化来实现对深基坑模型的实时监测，再根据监测点各指标的变化方向与变化大小来实现对深基坑的监测预警。

关键词：BIM技术；超高层建筑；深基坑

引言

深基坑工程是建筑工程的基础性工程，对于建筑工程质量和使用安全十分重要。当前深基坑工程不仅需要参考借鉴相关项目，也需要对深基坑变形情况进行预测，实时监测深基坑工程进展，传统的二维表格以及线形图以已经无法满足日益复杂的深基坑工程。BIM技术广泛应用于建筑工程中，它可以将建筑项目的相关信息进行分析，建立建筑工程三维模型，并且通过数字信息技术，分析影响建筑工程的相关因素。将BIM技术引入深基坑工程中，分析BIM技术的应用途径，并且探讨BIM技术的应用特点，为相关深基坑工程项目提供参考。

1 BIM技术应用于超高层建筑施工的重要性

随着我国建筑行业的不断发展，原有的建筑形式和管理模式已经不再能够适应当前的社会现状，超高层建筑已经成为当前很多建筑企业倾向的一种形式。其中，超高层建筑主要体现在建筑层数增大、建筑结构日益复杂化、建筑类型逐渐信息化和现代化，而超高层建筑已经逐渐成为当前建筑工程中的主要形式。相比较传统的普通住宅而言，超高层建筑更加注重的是实用性和专业性，在建设过程中需要将信息技术有利地使用在其中。但是传统的建筑无论是从设计还是施工都已经无法满足当前建筑工程的发展要求。因此，在超高层建筑中使用BIM技术能够较好地解决传统施工中存在的不足，通过特有的三维建模设计，能够较好地展现超高层建筑各个层次之间的结构特征，后续的施工管理工作也会变得更加的简便化和方便化。传统建筑中对于技术的处理工作通常都是以人工计算为主，这样的处理方式对于建筑企业发展而言存在一定的制约作用，容易出现错误率高、协同率低下等问题无法得到有效的解决。而智能建筑BIM技术是建筑企业发展过程中的一项关键信息化技术的体现，具有数据结构化、三维可视化、工作协同化等众多优势。随着我国信息技术的不断发展，BIM技术也得到了相应的提升，就当前BIM技术在智能建筑中的应用能够看出，无论是前期的设计方案、中期的施工管理以及后期竣工等全过程管理都有较好的体现，是促进我国智能建筑企业健康可持续发展的一个重要支撑和保障。

2 BIM技术深基坑工程中的应用

2.1基础模型的建立

根据深基坑工程的困难及周围环境，采用BIM技术进行地基工程的仿真，可以在一定程度上预测施工中出现的问题。基于BIM的不同需求，BIM模型具有不同的建模要求，在工程应用中，主要面向工程设计和工艺优化。比如水电、暖通等需要合作建模的专业，都要在项目开始前，确定项目的具体位置，方便后续BIM模型的建立。在软件使用上，目前我国BIM应用程序的类型很多，各平台间数据的转化比较困难。所以在组建项目的时候，软件的选择和合作是非常重要的。根据设计单位的CAD图纸，采用AutodeskRevit软件建立信息模型，将标高体系、桩位布置等连接到软件中，建立桩基族、承台族、承台族，采用梁元建立承台梁模型，在每个单元中生成独立的族文件，并同时进行参数化的定义。临时搭建也是必要的，工程开始前，临建方案就应该在施工中进行，在深基坑开挖后，既能满足办公和生活的需要，又能兼顾实际和经济效益，采用BIM技术对办公区、生活区进行了全面的布局，并对现场使用的临时围挡进行了仿真。

2.2 BIM模型深化

BIM模型深化需要建立BIM模型的目的是反映整个土方开挖后的现场施工情况。导出土方整体施工效果模型使参与交底人员能够对土方施工最终完成⾯进行宏观认识。导出细部节点三维详图，标明各开挖区域标高，进行三维交底，使参与交底人员能够清楚认识到开挖区域标高范围，明确开挖施工工况，指导项目复杂节点处土方施工，减少错挖、超挖等现象，须经过开盘鉴定，原材料材质必须符合相关标准及规范要求。为保证混凝土垫层的顶⾯标高，垫层混凝土浇筑前，插入钢筋作为标高控制桩，埋入土层250mm，外器露250mm。混凝土采用平板式振动器或振捣棒进行混凝土振捣，利用刮杠刮平，以控制厚度，铁磙碗压实，木抹搓平，铁抹压光。

2.3监测信息化管理模块

由全站仪测得深基坑水平位移监测数据，将监测数据导出为txt格式文件后，提取监测数据，导入到Excel表格中，得到水平位移监测表格。打开已经创建好的深基坑三维模型，依次点击附加模块、外部工具按钮，加载“监测管理.dll”插件，载入到附加模块中，将插件保存，便于后面使用。Revit软件控制面板上可见加载的“监测管理”按钮，运行监测管理插件，导入水平位移监测数据，设定深基坑水平位移的变形控制值15mm、速率2mm、预警值10mm。将所有数据和控制值载入后，点击应用，对水平位移检测值进行分析，如果变形超过设定值，则弹出警告对话框。关闭警告对话框，回到三维模型图后，对深基坑监测点的变形量进行分析。如果监测点颜色变成黄色，深基坑模型中超过设定监测点的位置也会变成黄色。因此可以通过三维模型可视化监测深基坑变形情况，一旦发生黄色警报，则需立刻通知相关单位，对深基坑施工现场进行分析，了解变形因素，及时处理相关情况。利用BIM技术可以掌握实际检测值，分析实际监测值和规定的数值的对比，从而对深基坑工程进行监控管理。BIM技术可以及时分析相关情况，了解变形的位置以及产生变形的因素，作出减缓深基坑降水速度的调整，并且加强现场巡视，以确保施工安全。

2.4深基坑支护

深基坑支护结构主要采用放坡、土钉墙、桩锚三种方式。在桩锚支护当中，会在桩和桩之间进行止水措施，防止出现安全问题；在放坡支护中，需要在钢筋混凝土表⾯进行止水喷射，除此之外，还要使用三重管高压摆喷；在土钉墙中，进行三重高压止水帷幕设计。设计方案：在设计方案中，包括BIM技术、可视化设计以及对支护性能的分析。①BIM技术协同设计，城市地下空间富水深基坑施工具有一定的危险性，可借助BIM技术进行支护设计。在BIM技术平台中，能够初步实现信息共享，在一定程度上提高了信息的传播速度，防止出现安全隐患，为了能够最大程度的保证支护安全，可以将BIM技术的三维视角进行应用，通过模型观察周围复杂的环境，提高了安全性。②可视化设计，有BIM技术支撑，能够直观观察城市地下环境，从而进行针对性支护。地下环境比较复杂，具有很多管线，而这些管线与居民的生活有密切关系，三维视角可迅速观察出管线的分布，可对施工方案进行针对性设计。③性能分析，BIM技术对地下空间、光照等因素进行分析，还能将分析的结果以更直观的方式呈现在眼前，保证项目正常施工。

结束语

BIM技术应用于超高层深基坑施工中，不仅能够提升整个建筑施工的质量，同时还能优化施工效率，是我国建筑行业发展过程中必不可少的一项重要技术。因此，建筑施工单位和设计单位应当重视BIM技术的使用，对施工方案进行不断优化，以此来提升多方工作效率及工程质量，为促进我国建筑行业的可持续发展提供有力的保障。

参考文献

[1]刘赛.BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2021（12）：97-98.

[2]张靖杰.BIM技术在深基坑工程勘察及支护设计中的具体运用[J].智能建筑与智慧城市，2021（5）：77-78.

[3]邓子琦.BIM技术在深基坑开挖安全管理中的应用[J].建筑机械化，2020，41（10）：83-85.