BIM技术在基坑工程中的应用

BIM技术在基坑工程中的应用
发表时间：2019-05-22T09:48:44.360Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：孙亚男高彦昆
[导读] 平面剖面可以自动修改，这有效避免了目前的设计绘图中的一些错误，比如图纸修改不完全、平面剖面相矛盾等情况。

西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司云南昆明 650127
摘要：BIM技术作为建筑行业领域的第二次革命，它可以将传统的二维思维转向三维化。

BIM技术现阶段应用效果最好的是建筑行业，尤其在深基坑设计和施工管理等方面尚处于初级阶段。

基于此，本文对BIM技术在基坑工程中的应用进行了分析和研究。

关键词：BIM技术；基坑工程；应用
1分析BIM技术的概念与特点
BIM是建筑信息模型技术的简称。

BIM技术通过建立施工现场管理模型将有助于建立起立体化的工程管理体系，实现建筑工程项目现场管理与内部管理效率的极大提升。

此外，BIM技术通过3D扫描技术对工程项目施工现场的实际进度情况进行及时的跟踪与辅助，借助于其强大的实时数据库实现工程项目施工数据的共享，从而使得工程项目的相关各方（建筑工程项目的甲方、乙方以及建筑工程项目的管理者等）都能够通过BIM技术了解和掌握工程项目施工的实际情况与工程项目施工工程的进展，以便于工程项目施工管理方根据实际情况与实际需求对工程项目的施工进行调整和控制，提高工程项目施工管理的效率与效果，BIM技术在工程项目施工管理中的应用在节约人力、材料以及成本等方面都有着极为良好的表现。

因此需要积极做好BIM技术在工程项目管理中的应用，提高工程项目管理的信息化水平，以信息化为基础保障工程项目管理能够取得更加良好的管理成效。

2BIM技术在基坑工程中的应用
2.1BIM技术在基坑工程可行性研究阶段的应用探索
在方案的可行性研究阶段项目方案会经常性的进行修改，一旦某个参与方的方案数据发生变化，其他的参与方的方案也必须进行相适应的修改，进行实时调整。

如若没有一个统一的信息传递管理平台，会造成更多的不必要的重复劳动导致工作效率的低下。

与传统的CAD 图纸集设计方式不同的是，采用BIM技术进行方案设计需要提交的是将所有信息集成到一起的建筑信息模型。

在每一个工程项目的全生命周期内，每个项目的参与方都是基于一个统一的平台进行的信息交换以及信息的集成。

因此在该阶段，各方可以通过BIM技术的平台，实时的进行信息的交互，以此为信息的载体，解决信息数据传递不及时的弊端。

将每个参与方结合起来，为项目的决策者提供更有效率更加科学的决策依据。

在基坑工程中，依托BIM技术创建基坑信息模型，可以与周边的其他建筑信息模型、管线信息模型、地下建筑信息模型还有周边路网信息等进行统一链接整合、碰撞，通过这些信息的整合来对模型进行分析，验证建设的可行性和必要性，选择最优的设计方案。

同时可以将模型信息进行展示。

基于BIM技术的诸多软件均在模型建立以及动态模拟上有巨大的作用，满足设计人员的要求。

2.2BIM技术在基坑工程设计阶段的应用探索
由于基坑项目的实体与功能均储存在一个数据库中，因此有利于各专业设计人员间的信息交流与共享，进而实现整个项目在设计阶段的协作与配合。

在基坑设计过程中使用BIM技术，有利于设计系统校核、施工深化指导、控制工程量，可以提高基坑工程的集成化程度，使基坑设计及后续施工过程的效率和质量得到显著提高。

基于BIM技术进行基坑工程的设计给工程的设计工作方式和思路带来很大的改变。

就设计基坑支护的形式来讲，应用BIM技术进行的设计方式是一种三维设计的模式，结合参数化设计的集合驱动或者特征模型造型，设计者能够进行设计上的交互，与传统的二维设计相比在设计环境、可操作性、便捷性上都有较大的优势。

利用传统的二维模式进行设计，设计者在完成设计图纸之后利用相关软件进行结构的分析与验算，再把重新优化改动过的设计体现在二维图纸上，由此带来的工作量十分繁重，且由于改动信息传递的不及时，还有可能带来更多的重复劳动。

现在的设计者利用BIM技术进行设计时，直接通过建立完整的建筑信息模型来进行方案的设计、结构的验算、方案的修改、施工图纸的出图、各种材料的用量，甚至是施工方案的模拟。

而且不同的设计方能够进行信息上的实时交互，为各专业的配合预留出接口。

同时可以为输出的图纸提供更多的有效的数据文件。

本节进行探讨的关于BIM技术在基坑工程设计中与传统二维设计的主要体现在以下几个方面：基于“族”的参数化建模、地形设计的探讨、工程量的统计、施工图的输出、协同碰撞设计等。

2.3BIM技术在基坑工程施工阶段的应用探索
美国在BIM技术的应用方面一直走在技术的前沿，美国政府以及相关行业一直致力于将BIM技术应用在实际的生产中去，探索出一种基于BIM技术的IPD（集成交付模式）模式。

可以将其理解为在工程总承包模式的基础下，将建设工程项目的全生命周期的概念引入其中，从项目的立项开始，将项目的参与各方集结起来，在BIM平台上对项目进行设计、模拟建造、维护以及结合后期的管理的一种协同的工作模式。

协同工作模式下的各方参与者能够在设计阶段及时的发现在施工或者日后的运维阶段可能发生的事故，还能够进行对施工成本以及工作时间的预测。

一方发现问题可以及时的与其他参与方进行沟通修改，节约设计时间，降低成本。

但是在我国目前的建筑设计环境，BIM 技术还没有被完全的重视起来，而且相较于发达国家，我们企业的项目管理水平还有管理模式都比较落后，加之国家层面的BIM规范比较缺乏，所以IPD模式在我国进行开展有较大的阻力。

但是随着国家的重视，企业竞争力发展的要求，IPD模式是未来发展的趋势和方向，使企业发展的生命力所在。

基坑工程不同于上部建筑，它设计难度高、预支构件较多、形式多样、涉及范围广。

在实际的工程建设中安装架设的工况复杂多样而且施工项目管理的难度较大等特性，要求施工管理的方式越来越精细化，本节就BIM技术在项目施工过程中的应用快来进行探讨。

3实例应用分析
3.1工程概况
某基坑工程项目，基坑周长约452m，开挖面积约12535m2，基坑挖深约14.75m，地下三层，采用钻孔灌注桩+3道钢筋混凝土支撑的支护形式。

3.2BIM技术应用
3.2.1地质模型建立
根据地勘报告并结合基坑支护设计图纸，可以利用相关插件对工程地质模型进行三维立体化建模，建模成果直观可见，且相对于常规
的勘察报告，地质信息更为精确。

3.2.2总体模型建立
按照设计图纸，对总体模型进行搭建，所有的尺寸、定位均完全参照实际施工图，并结合工程地质模型，可以生成较为直观的计算机模型，指导设计和施工。

3.2.3施工过程的模拟
在原有模型中加入了机械、材料等信息，合理得对施工进行安排。

采用4D模拟技术，可以直观展示各个施工工序，并且可以精确地对各个工序中所涉及到的人材机进行精细化的分析，可以有效提升项目管理水平。

同时4D动画模拟可以更好的让施工人员了解各个工序之间的关系，对施工工序的安排有了更为直观和准确的认识。

另外，在施工过程中，也可以根据实际的施工进度对BIM模型进行实时更新，对施工过程进行信息化控制。

3.2.4碰撞检查
不同专业之间的设计人员在设计过程中经常会有设计冲突，这些设计冲突往往在设计阶段很难被发现，但是在施工过程中这些冲突就会在现场施工过程中产生碰撞。

在施工开始前利用BIM模型的可视化特性对各个专业的设计进行空间协调，检查各个专业管道之间的碰撞以及管道与结构的碰撞。

如发现碰撞及时调整，这样就较好地避免施工中管道发生碰撞和拆除重新安装的问题。

3.2.5设计出图
采用BIM技术，模型一旦建好，其平面、立面、剖面关系也同时生成，因此基坑设计出图非常方便，免去了设计工作者大量的工作。

另一方面，由于平面、剖面图均为自动生成，因此修改起来也较为方便，只要模型中某一处修改，平面剖面可以自动修改，这有效避免了目前的设计绘图中的一些错误，比如图纸修改不完全、平面剖面相矛盾等情况。

参考文献
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[3]杨继波,于德湖,张同波,付长春.基于BIM技术的深基坑工程施工模拟研究[J].青岛理工大学学报,2017,3803:114-118.。