紀(jì)豐茂

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，使我國城市化進(jìn)程不斷加快，而科技的進(jìn)步讓人們對城市的地下空間進(jìn)行了開發(fā)利用，再加上高層建筑和地鐵、地下商場等建筑物的興建，以至于出現(xiàn)了較多深基坑工程。一般情況下，在基坑工程中所用到的圍護(hù)結(jié)構(gòu)都是臨時的，缺乏足夠的安全性，實(shí)際建設(shè)過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)事故不占少數(shù)，這讓現(xiàn)場施工人員的生命安全遭受了較大損失。為了降低深基坑工作的安全風(fēng)險，文章針對BIM技術(shù)在超高層建筑深基坑工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);超高層建筑;深基坑施工;應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.032

隨著我國城市化建設(shè)的推進(jìn)，城市繁華地段的改造項(xiàng)目與新建項(xiàng)目與日俱增。此類項(xiàng)目受場地狹小、周邊環(huán)境復(fù)雜等外部因素的影響，對現(xiàn)場施工組織管理提出了挑戰(zhàn)。比如，地鐵線路從項(xiàng)目旁經(jīng)過使得深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系變得更為復(fù)雜。而在地下室施工工藝中，對筏板基礎(chǔ)、墻體和地下室頂板的防水處理要求較高，也需要在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案中加以考慮。人們對建筑使用功能的要求越來越高，地下室設(shè)備也隨之變多，地下室結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜多變。BIM技術(shù)的運(yùn)用使得基坑支護(hù)體系與地下室主體結(jié)構(gòu)間的位置關(guān)系變得清晰，同時，采用BIM技術(shù)對深基坑進(jìn)行深化設(shè)計(jì)、出圖，可以大大方便現(xiàn)場施工，加快施工進(jìn)度，提高施工現(xiàn)場精細(xì)化管理程度。

1、BIM技術(shù)在深基坑工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在深基坑工程的設(shè)計(jì)階段，可以利用BIM技術(shù)建立基坑的三維模型，直接呈現(xiàn)整個基坑工程，然后把各時段所計(jì)算出來的相應(yīng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維模型，這樣就可以清晰表示不同時段的基坑變化情況。在進(jìn)行設(shè)計(jì)技術(shù)交底時，能為業(yè)主展示三維模型形式的不同設(shè)計(jì)方案，同時深入分析深基坑工程的經(jīng)濟(jì)性、施工工期、施工可行性、對周邊環(huán)境的影響以及安全性等方面的內(nèi)容，使得業(yè)主單位可以清楚其中的利弊，從而選擇最佳的方案。此外，三維模型相較于二維圖紙而言，更容易發(fā)現(xiàn)土體沉降給管線、道理等造成的影響，從而在設(shè)計(jì)方案的階段確認(rèn)應(yīng)采取的保護(hù)措施，為基坑本身以及周邊事物的安全提供保障。一旦發(fā)現(xiàn)問題，還可以在三維模型中修改后驗(yàn)證，進(jìn)而達(dá)到良好的可視化效果。

2、BIM技術(shù)在超高層建筑深基坑施工中的應(yīng)用

2.1BIM在土方開挖中的應(yīng)用

根據(jù)土方開挖方案，建立項(xiàng)目土方模型，并結(jié)合場地布置與基坑模型，創(chuàng)建不同階段的項(xiàng)目模型。做出相應(yīng)的施工模擬，以此來輔助判斷土方開挖方案是否合理，并做出最優(yōu)出土方案。應(yīng)用BIM還可以準(zhǔn)確得到土方大開挖的土方工程量，提取土方量可以輔助預(yù)算員計(jì)算土方工程造價，幫助施工人員進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)的編制。此項(xiàng)目的土方造價便是根據(jù)BIM所提取的土方工程量進(jìn)行。

2.2深基坑作業(yè)監(jiān)測點(diǎn)及監(jiān)測要求

（1）針對深基坑情況繪制監(jiān)測BIM模型，在模型中布置變形監(jiān)測點(diǎn)并添加參數(shù)信息，利用工程現(xiàn)場變形監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)關(guān)聯(lián)進(jìn)模型從而借助BIM模型實(shí)現(xiàn)深基坑作業(yè)過程中的重點(diǎn)參數(shù)的監(jiān)控。（2）對深基坑工程施工程序進(jìn)行模擬：①平整場地、定位放線、施工圍護(hù)旋挖樁、工程樁、立柱樁;②進(jìn)行坑內(nèi)降水并施工格構(gòu)柱;③開挖基坑土方至第一道砼支撐后施工頂圈梁和砼支撐;④待第一道砼支撐達(dá)到強(qiáng)度，開挖基坑土方至第二道砼支撐底，施工腰梁和第二道砼支撐;⑤待第二道砼支撐達(dá)到強(qiáng)度后開挖基坑至坑底標(biāo)高;⑥利用施工方案的數(shù)據(jù)要求將施工計(jì)劃導(dǎo)入模型中，導(dǎo)出模擬文件。（3）建立基坑模型的多維變形監(jiān)測族并添加，設(shè)置監(jiān)測報(bào)警預(yù)警值并使之形成與模型的關(guān)聯(lián)，由此便可實(shí)現(xiàn)對基坑情況的監(jiān)測預(yù)警設(shè)置。（4）利用監(jiān)測工具對現(xiàn)場各點(diǎn)實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測并將深基坑工程施工的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳導(dǎo)給BIM模型上的警示裝置，可以形象反應(yīng)基坑在任意時間點(diǎn)各監(jiān)測區(qū)域危險源以及變形危險程度，判別深基坑工程的危險等級，實(shí)現(xiàn)對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、受力趨勢的預(yù)測，從而能更好地即時調(diào)整深基坑作業(yè)支護(hù)情況快速消除危險點(diǎn)。

2.3協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)意味著各單元之間不會相互影響，協(xié)調(diào)性可以通過碰撞檢測功能實(shí)現(xiàn)。在完整的基坑模型創(chuàng)建過程中，可以發(fā)現(xiàn)大量隱藏在設(shè)計(jì)圖紙中的錯漏等問題。碰撞檢測是BIM技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的功能之一，對基坑設(shè)計(jì)和施工有一定的指導(dǎo)意義。在本工程中，碰撞檢查包括基坑支護(hù)體系與周邊環(huán)境的碰撞、支護(hù)體系之間的碰撞情況。檢查中共發(fā)現(xiàn)81處碰撞問題，具體如：在基坑的陽角位置，錨索易產(chǎn)生“打架”現(xiàn)象，通過碰撞報(bào)告，調(diào)整該區(qū)域的錨桿布置角度來減少相互間的受力影響;鋼支撐支護(hù)處，錨索與鋼支撐位置沖突，在保證滿足設(shè)計(jì)的情況下，調(diào)整該處錨桿的高度予以避免;錨索與原有環(huán)隧結(jié)構(gòu)和環(huán)隧支護(hù)結(jié)構(gòu)的位置沖突，對錨桿的角度和長度進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。將碰撞檢查作為一項(xiàng)預(yù)判的方法，為設(shè)計(jì)和施工人員提供一定的參考，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化或者通過一定的施工方法予以消除。利用BIM技術(shù)提前發(fā)現(xiàn)圖紙問題，在現(xiàn)場施工前將問題解決，避免后期窩工返工等現(xiàn)象，為確保工程按質(zhì)按量按工期完成提供了保障。

2.4BIM技術(shù)對施工進(jìn)度管理的作用

一般情況下，氣候條件、時間、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及周邊環(huán)境等都會影響深基坑安全，且其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全儲備本就不大，因此參與建設(shè)的單位對基坑作業(yè)的共同目標(biāo)就是在合理時間內(nèi)順利、快速地完成基坑工程。傳統(tǒng)的施工管理措施存在許多不便之處，以致于深基坑工程出現(xiàn)較多安全事故，而BIM技術(shù)可以有效沖破二維的局限性，控制施工進(jìn)度，這不僅可以讓生產(chǎn)計(jì)劃和采購計(jì)劃的編制加快，降低工程變更或者返工導(dǎo)致的損失，還能把全體工作人員的工作內(nèi)容具體化、程序化，最終使得工程更加順利且快速地完成，在很大程度上保障深基坑工程的質(zhì)量，從而為后期的施工做好鋪墊。例如，可以應(yīng)用4D施工進(jìn)度模擬技術(shù)對影響施工進(jìn)度的因素進(jìn)行分析，并以此為依據(jù)協(xié)調(diào)各專業(yè)，從中制訂解決問題的方法，還可以分析施工過程中的重難點(diǎn)，然后采取相應(yīng)的措施，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低成本、縮短工期、提高效率和質(zhì)量的目的。

結(jié)語：

深基坑工程在城市建設(shè)中日益普遍，開挖深度和廣度也在不斷增加，其施工效果影響著建筑工程的整體質(zhì)量，而傳統(tǒng)施工管理方式在很多方面已經(jīng)與深基坑施工不相適應(yīng)。對BIM技術(shù)在武漢清能清江錦城項(xiàng)目K9地塊深基坑施工過程中的應(yīng)用情況加以研究，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)不僅確保了工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，而且提高了施工安全和成本管控水平，并加強(qiáng)了施工各方的信息溝通、共享效果，展現(xiàn)出在深基坑施工管理方面的獨(dú)特優(yōu)勢。因此，BIM技術(shù)在未來深基坑精細(xì)化管理和信息化施工的過程中將發(fā)揮越來越重要的作用。

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