劉玉健

工程技術(shù) Engineering technique

基于BIM技術(shù)的北京新機場深基坑明挖施工研究

劉玉健

（中鐵十四局集團第二工程有限公司，山東 泰安 271000）

針對BIM技術(shù)在深基坑明挖施工、大型鋼支撐周轉(zhuǎn)、異性模版算量、施工管現(xiàn)場理等方面應(yīng)用研究，以北京新機場土建預留工程項目為例展開深入研究，結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況，運用BIM模型進行施工研究，并總結(jié)出一套基于BIM技術(shù)的施工管理應(yīng)用方法，指導施工現(xiàn)場應(yīng)用實施，為后續(xù)項目信息化管理提供了數(shù)據(jù)保障。

深基坑；BIM技術(shù)；施工管理

0 引言

目前BIM技術(shù)已經(jīng)得到了國內(nèi)各行業(yè)的認可，尤其是在建筑施工領(lǐng)域，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑工程建設(shè)之中，通過BIM技術(shù)能夠呈現(xiàn)與建筑工程相貼切的BIM模型，客觀反應(yīng)工程實際情況。結(jié)合深基坑工程實際情況而合理規(guī)劃和運用BIM技術(shù)，使其在材料周轉(zhuǎn)、復雜節(jié)點優(yōu)化、基坑檢測、三維算量、可視化功能及其他功能有效應(yīng)用，輔助深基坑施工，最終保障深基坑施工質(zhì)量達標。本文將立足于BIM技術(shù)，著重分析如何利用BIM技術(shù)來優(yōu)化深基坑施工作業(yè)。

1 工程概況

新建北京機場城際鐵路聯(lián)絡(luò)線自北向南，于里程DK42+038處下穿天堂河后進入北京新機場一期紅線，依次下穿次干二路、次干一路進入T1航站樓，地下二層設(shè)新機場站，出站后向南至新機場一期南側(cè)的用地紅線。線路全長4.077km，其中航站樓地下788m機場已代建完成。項目采用明挖施工、空間狹小、工期緊、安全風險高通過BIM技術(shù)著力解決施工難點、痛點。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用成效

2.1 BIM制定合理材料量

明挖施工材料用量巨大，鋼材品種、規(guī)格多,材質(zhì)復雜,工期長,備料時間長,周轉(zhuǎn)性材料合理采用是項目建設(shè)的主要任務(wù)之一。材料庫存量小，占用資金少，周轉(zhuǎn)快，是建設(shè)項目的經(jīng)濟效益體現(xiàn)。

采用BIM技術(shù)建立項目全部鋼筋、鋼支撐、腳手架信息化模型，通過BIM技術(shù)可以快速提取出任意里程、任意斷面、構(gòu)件處的材料用量。根據(jù)項目進度計劃，可以給出合理的采購用量，這樣避免材料采購不及時、采購積壓、堆放無序等現(xiàn)象，為項目建設(shè)者提供數(shù)據(jù)保障。

圖1.1：拱形區(qū)間鋼支撐模型

圖1.2：矩形區(qū)間鋼筋模型

圖1.3：矩形區(qū)間KL9梁鋼筋模型及鋼筋信息表

2.2 BIM技術(shù)與深基坑檢測系統(tǒng)結(jié)合

利用BIM+IOT，通過BIM平臺與基坑監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合，采用新型光纖對基坑危險源做到實時監(jiān)測，結(jié)合了云服務(wù)、大數(shù)據(jù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程，對安全隱患做出及時的對策研究及時反映到BIM平臺上，準確體現(xiàn)在相應(yīng)構(gòu)件上，保證結(jié)構(gòu)安全施工。發(fā)生安全問題時系統(tǒng)可以及時提醒項目安全管理人快速。準確的到達指定位置，并且給出防范措施。

圖2.1：BIM檢測系統(tǒng)

圖2.2：數(shù)據(jù)反饋

2.3 異形斷面方案優(yōu)化

項目南北區(qū)采用拱形斷面、斷面形式多、變化復雜尤其是隧道主洞與臂車洞等洞室的過度區(qū)間，采用BIM技術(shù)進行復雜節(jié)點的優(yōu)化設(shè)計，給出具體施工方案及型鋼加工尺寸等詳細方案，通過BIM技術(shù)準確的細致的解決現(xiàn)場實際問題。

圖3.1：復雜節(jié)點方案優(yōu)化

圖3.2：型鋼加工

2.4 BIM技術(shù)精確算量

對于項目矩形區(qū)間，構(gòu)件種類多，構(gòu)件空間關(guān)系復雜，鋼筋布置密集等現(xiàn)場。采用BIM鋼筋算量軟件BIM平臺功能，對鋼筋工程量進行計算，統(tǒng)計出了工程量。通過軟件可以選中相應(yīng)構(gòu)件，選擇對應(yīng)工程量，就可以計算出分層工程量，整個計算過程簡單、方便。

圖4：按照構(gòu)件統(tǒng)計

2.5 BIM協(xié)同管理

項目信息化協(xié)同管理系統(tǒng)以項目全壽命期管理為目標，以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，從信息協(xié)同、業(yè)務(wù)協(xié)同、資源協(xié)同等方面進行協(xié)同管理。通過三維模顯示、可視化進度管理、質(zhì)量安全管理、進度進度管理，物資采購管理等進行項目的全方位管控，并為項目決策提供依據(jù)。

圖5：BIM協(xié)同管理平臺

3 總結(jié)

以BIM信息化技術(shù)為基礎(chǔ)的新型管理模式在工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。中鐵十四局北京新機場項目積極響應(yīng)國家關(guān)于BIM技術(shù)推廣應(yīng)用的要求，通過BIM技術(shù)在項目施工圖審核、工程量核對、質(zhì)量安全管控、物資設(shè)備管理、協(xié)同管理等信息化方面，避免了問題，加快了施工工期、杜絕了質(zhì)量事故和安全問題的出現(xiàn);將結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與可視化模型相結(jié)合，真正實現(xiàn)了BIM+IOT管理。

同時信息化協(xié)同管理系統(tǒng)有效地減輕了各方管理團隊的工作強度，減少了成本開支，打造了建設(shè)信息化管理新模式。

劉玉健（1988.01- ），工程師，研究方向:土木工程施工，BIM信息化管理方向。

TU723

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