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摘要：BIM技術(shù)目前是建筑工程項目當中常用的技術(shù)類別，其構(gòu)建的信息模型能夠促使建筑項目獲取更加準確的數(shù)據(jù)，展現(xiàn)出設(shè)計圖的可視化信息，并能夠有效模擬施工狀況。多層內(nèi)支撐深基坑施工中也同樣應(yīng)用了BIM技術(shù)，且在有限元分析軟件的作用下，充分呈現(xiàn)出深基坑支護的各項科學參數(shù)指標。本文以濱海大道綜合改造工程為研究對象，分析該工程中的多層內(nèi)支撐深基坑施工在BIM技術(shù)方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：多層內(nèi)支撐;深基坑;BIM技術(shù);有限元分析

城市化進程不斷加快，促使越來越多的市政改造工程處于規(guī)劃和設(shè)計階段，但因為城市空間比較有限，不少工程都開展基坑工程的方式來擴展各項工程的作業(yè)空間。如今，多層深基坑工程已經(jīng)成為市政工程改造的主要工程類型，但基坑的支護工作卻促使施工隊伍面臨較大施工困難。BIM技術(shù)屬于一種可視化模型信息，是工程設(shè)計以及管理方面重要的信息工具，能夠?qū)⒍S信息轉(zhuǎn)化為三維立體信息，促使設(shè)計人員在設(shè)計支撐體系過程中多次模擬施工情況，并在發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題以后，及時調(diào)整支護結(jié)構(gòu)參數(shù)，確保深基坑的支護效果滿足多層深基坑施工要求。

1 工程案例概述

1.1 工程位置及設(shè)計概況

某城市快速主干道下沉改造工程位于濱?；靥顓^(qū)，下沉段總長1.56km，設(shè)雙向8車道，基坑開挖深度0～34.5m，最寬處80.6m，圍護結(jié)構(gòu)根據(jù)開挖深度不同采用鉆孔樁+止水帷幕、地下連續(xù)墻等結(jié)構(gòu)形式，設(shè)一道～七道支撐，其中第一道～第三道支撐采用混凝土支撐，其余采用鋼管撐?；訃o結(jié)構(gòu)標準斷面圖見圖1-1所示。

1.2 地質(zhì)信息

工程所在地段原始地貌為濱海灘涂，后經(jīng)填方建成為市政快速干道，現(xiàn)場地地勢平坦，地下水較豐富，下伏基巖為巖漿巖，中上部為填土、填砂、填石、淤泥等巖土體覆蓋，厚度較大，上覆地層整體性狀較差，受構(gòu)造因素影響，場地尚存在風化深槽、巖面起伏及巖石差異風化明顯。沿線地形較平坦，下沉改造段地面高程4.30～5.30m。線路南邊約100m即為海灣，灣內(nèi)縱深約14km，平均寬度約7.5km;水面隨潮汐變化，海水側(cè)向補給，對下沉段隧道（基坑）的開挖影響較大。

2 BIM技術(shù)在本次多層內(nèi)支撐深基坑施工中的具體應(yīng)用

2.1 基于BIM技術(shù)的模型構(gòu)建

深層基坑支護過程中，將BIM技術(shù)引入到設(shè)計及施工環(huán)節(jié)，需要構(gòu)建關(guān)于基坑支護模型、地質(zhì)模型以及土方開挖模型等，根據(jù)Revit Structure所提供的墻、梁以及柱等信息，構(gòu)建對應(yīng)的支護樁、對撐和角撐，此時軟件功能能夠?qū)⒒又ёo模型當中的各類信息均顯示出來，不僅能夠展現(xiàn)出各類構(gòu)件的內(nèi)外信息，也能夠呈現(xiàn)出模型創(chuàng)建原理[1]。例如，土方開挖模型中可以根據(jù)各類信息進行開挖時間的推算。此時施工隊伍在獲取相關(guān)信息以后，遵從BIM技術(shù)所演化出的時間信息制定合理的施工方案，確保施工進度控制能夠滿足施工需求[2]。

2.2 多層內(nèi)支撐深基坑施工程序可視化模擬

在完成模型構(gòu)建以后，也需要采用Naxiswords來進行工程模擬，根據(jù)BIM信息模型所呈現(xiàn)出的各類數(shù)據(jù)，展開深層基坑支護施工的供需模擬，從該模擬系統(tǒng)當中了解各個工程環(huán)節(jié)需要施工的工程面以及施工期間需要花費的時間，或者是了解在特定的施工時間里能夠完成的工程量情況。該模擬工程中還能夠檢查鉆孔灌注樁的施工情況是否存在和其他施工工序之間的沖突情況，明確施工順序之間是否合理。此時可以根據(jù)施工模擬結(jié)果來制定輔助決策，確保輔助決策能夠滿足對施工進度控制的管理需求，避免實際施工階段可能存在的供需沖突情況?？梢哉f，在BIM模型的可視化作用下，多層深基坑支護工程施工的設(shè)計圖紙被轉(zhuǎn)化為可視化模型，施工人員在多次工序模擬情況下更加熟悉施工流程。

2.3 BIM有限元分析

在開始進行有限元分析之前，需要先根據(jù)BIM技術(shù)需求構(gòu)建物理模型，從而同時構(gòu)建結(jié)構(gòu)分析模型，在Rwvit軟件當中進行模型類別以及分析模型類別的視圖顯示，此時濱海大道綜合改造工程的多層深基坑支護工程信息將被顯示出來，并且在軟件當中進行簡化分析。在創(chuàng)建模型以后，能夠了解支護體系當中的抗彎剛度以及支護樁轉(zhuǎn)換參數(shù)等。

完成模型構(gòu)建以后，也需要設(shè)置本次結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊界條件，在軟件當中將邊界條件輸入進去，從而形成結(jié)構(gòu)約束形式，而BIM軟件則可以將邊界條件傳遞到模型當中，并且分析出本次支撐體系當中的鉆孔灌注樁支護結(jié)構(gòu)體系參數(shù)，了解其鉆孔灌注樁以及蓋梁情況，在將上述要素看做線彈性體的情況下，采用三維空間展開分析，從而了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際參數(shù)指標。該指標的形成能夠為實際施工階段鉆孔灌注樁施工等提供指導作用。

采用 BIM 技術(shù)進行結(jié)構(gòu)分析 ，可以通過 Rolo 計算土體及基坑周邊物料堆載對基坑支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)向壓力。采用 Rlho 計算土壓力時，可以根據(jù)需要選擇土壓力的作用方式為“板”或“桿”，在選擇作用方式為“板”的情況下可以自定義荷載作用的面域 ，有利于添加不規(guī)則面域的荷載。根據(jù)地質(zhì)勘探報告，本項目地質(zhì)條件較復雜，而Robo 提供了自帶的土壤數(shù)據(jù)庫 ，可以在土壤數(shù)據(jù)庫中選取相應(yīng)土層并進行土層信息編輯。

除了結(jié)構(gòu)載荷以外，還需要展開BIM-Robot計算，在上述土壓力添加方式下，可以借助BIM結(jié)構(gòu)分析軟件來進行模型構(gòu)建，并在該軟件的幫助下減少模型構(gòu)建過程中的工作量，針對模型的結(jié)構(gòu)展開簡要分析，從而利用BIM技術(shù)來明確本次工程設(shè)計中的技術(shù)指導。例如，在了解模型的便捷條件以后，需要將土層信息輸入到Robot當中，然后將載荷應(yīng)用的對象列表輸入進去，明確此次工程中支護樁的壓力載荷情況。此時可以在菜單欄中找到“分析”，然后在不同的分析模型下針對分析對象展開網(wǎng)絡(luò)劃分計算。此時BIM結(jié)構(gòu)分析軟件將會把計算結(jié)果以彩圖的方式展現(xiàn)出來，促使設(shè)計人員了解該工程中的支護樁數(shù)值以及等值線情況。而具體施工階段則可以觀察彩圖情況，明確位移狀態(tài)以及剪切力情況，從而調(diào)整開挖深度，確保施工安裝以及后續(xù)養(yǎng)護均具備明確目標。

3結(jié)束語

綜上所述，城市發(fā)展對土木建工的施工技術(shù)要求不斷提升，為滿足城市改造需求，土建工程中需要考慮采用更加先進科學技術(shù)。此次研究BIM技術(shù)在濱海大道綜合改造項目中多層深基坑支護中的應(yīng)用，能夠了解到該技術(shù)所構(gòu)建的模型對整個深基坑支護工程所起到的指導和服務(wù)效果，能夠明確具體的施工參數(shù)，還能夠開展施工順序模擬，將原本抽象化的參數(shù)轉(zhuǎn)化為可視化的圖像，確保施工人員加深對本次工程工序的認知，完善工序的同時，也確保施工進度得以控制。

參考文獻：

[1]呂紅魁. 多層內(nèi)支撐深基坑施工BIM技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 中華建設(shè)， 2019（7）：22-25.

[2]倪金華， 李元， 程淑珍，等. BIM技術(shù)在復雜深基坑碰撞檢查中的應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù)， 2019（10）：12-13.

（作者單位：深圳地鐵建設(shè)集團有限公司）