吳俊章

中鐵建工集團(tuán)有限公司 北京 100160

引言

高層建筑物基坑外界深度較深，比較密集，在這種狀況下，基坑挖掘工作都會(huì)增加土方開(kāi)挖量，基坑體內(nèi)的支護(hù)工作難度之增加。在該上項(xiàng)目中，要通過(guò)采用三維模型，結(jié)合各地區(qū)土方工程施工狀況來(lái)與清晰的說(shuō)明，避免土方開(kāi)挖時(shí)由于標(biāo)高太高，邊界不清晰，而產(chǎn)生挖掘錯(cuò)誤的問(wèn)題。

1 BIM在深基坑不同施工工序中的應(yīng)用

繪制CAD土方開(kāi)挖圖，在繪制開(kāi)挖圖紙前期，還要設(shè)計(jì)人員深度理解二維圖紙，要深度分析設(shè)計(jì)藍(lán)圖上標(biāo)高信息﹑厚度數(shù)值信息，而且一些節(jié)點(diǎn)部位都要繪制剖面圖，以此來(lái)清晰地展現(xiàn)承臺(tái)樁﹑積水坑之間的關(guān)系。

1.1 BIM模型的深化

加強(qiáng)推動(dòng)BIM信息化模型深化，構(gòu)建起基于超高層建筑物基坑施工的信息化模型，能夠全方位展現(xiàn)出基坑土方挖掘等施工作業(yè)場(chǎng)地狀況，及土方工程施工作業(yè)的效果。設(shè)計(jì)模型圖能夠幫助參與交底人員都可以對(duì)土方工程施工場(chǎng)地進(jìn)行宏觀勘察，導(dǎo)出三維詳細(xì)圖，清晰地標(biāo)明開(kāi)挖區(qū)域的標(biāo)高數(shù)值，做好三維圖交底，使得交底人員都能夠認(rèn)識(shí)到開(kāi)挖區(qū)域的標(biāo)高范圍，進(jìn)一步確定開(kāi)挖的工程狀況，指導(dǎo)復(fù)雜區(qū)域施工位置投放挖掘工作，避免出現(xiàn)后挖超挖的前期發(fā)生[1]。

1.2 三維可視化的技術(shù)交底

通過(guò)采用BIM技術(shù)來(lái)展現(xiàn)對(duì)不同基坑開(kāi)挖高度，針對(duì)基坑剖面的做法，深度詳細(xì)方向。針對(duì)細(xì)化局部開(kāi)發(fā)點(diǎn)，根據(jù)坑內(nèi)部的斷面模型，提高工程作業(yè)場(chǎng)地的施工作業(yè)效果。

1.3 測(cè)量放線

結(jié)合BIM模型確定現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的放置位置和施工作業(yè)的范圍，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的軸線控制樁拉通線，就根據(jù)圖紙要求及BIM信息模型，進(jìn)一步確定土方開(kāi)挖的范圍，要撒上白灰及標(biāo)明開(kāi)挖線。

1.4 土方開(kāi)挖

通過(guò)使用挖掘設(shè)備來(lái)挖掘，嚴(yán)格管控好基坑的標(biāo)高數(shù)值，而且要預(yù)留20cm厚的土層，根據(jù)建設(shè)公司提供的工程控制點(diǎn)及項(xiàng)目構(gòu)成點(diǎn)，來(lái)建設(shè)出軸線的控制網(wǎng)絡(luò)和高層的控制點(diǎn)，同時(shí)還需要利用標(biāo)高來(lái)控制基坑機(jī)體標(biāo)高及平整度。施工人員結(jié)合工程圖紙，進(jìn)一步確定出基層承臺(tái)開(kāi)挖的深度數(shù)值和開(kāi)挖范圍，清晰地畫(huà)出土方挖掘的工程施工圖，以便指導(dǎo)工程現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)工作[2]。

1.5 墊層及邊坡支護(hù)工程施工

墊層使用厚度為10cm的混凝土集水坑﹑側(cè)壁﹑坑底都是10cm厚，采用商品混凝土漿液來(lái)澆筑，要經(jīng)過(guò)開(kāi)盤節(jié)點(diǎn)，原材料質(zhì)量都需要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，作以規(guī)范，能夠保證混凝土墊層的標(biāo)高。墊層混凝土漿液澆筑前期還要插入鋼筋，將其作為標(biāo)高的控制，樁埋入土層有25cm，混凝土漿液澆筑時(shí)采用平板式的振動(dòng)裝置，振動(dòng)泵來(lái)澆筑混凝土漿液，再采用刮杠刮平，控制好混凝土澆筑的厚度，并壓實(shí)。

1.6 基坑的防水工程

施工人員在基層鋪設(shè)基準(zhǔn)線，將卷材鋪設(shè)到位，順著挖邊向前滾動(dòng)卷材，然后用壓管方式去滾壓，排除卷材以及與基層間的氣體，使卷材與基層連接更加牢靠。大面積的刮涂，采用高聚物的改性瀝青防水涂料，鋪貼防水卷材。卷材疏水頭要用涂料去密封，防水卷材的長(zhǎng)邊和短邊搭接不能夠小于10cm，相鄰的兩部卷材接縫都要錯(cuò)開(kāi)1.5m，避免接縫位置太過(guò)于集中，上層的卷材組合接縫與下層的剪裁接縫，相互錯(cuò)開(kāi)1%，而且兩層的卷材不能夠相互垂直的去鋪貼[3]。

1.7 基坑鋼筋綁扎

施工人員在綁扎鋼筋期間，要靠著兩根鋼筋相交點(diǎn)，每根鋼筋都要綁扎牢靠，中間的橡膠位置可以采用相隔交錯(cuò)式的綁扎方式，雙向的受力鋼筋就需要將鋼筋交叉點(diǎn)全部的捆扎在一起?；鶎拥装迨褂秒p層鋼筋，在其網(wǎng)扎下層鋼筋完成之后，擺放鋼筋馬凳，鋼筋支架之間的間距放在1m左右，在馬凳的上方縱向橫向的兩個(gè)方向，定位鋼筋與底板下層鋼筋牢靠的銜接在一起。因?yàn)榈装搴突A(chǔ)梁的受力特征，上下層的鋼筋定位置要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，將墻柱深入到基坑幫扎牢靠，插入深度需要符合技術(shù)規(guī)定，有水處的長(zhǎng)度不能夠太長(zhǎng)，確保水平和垂直不會(huì)產(chǎn)生傾倒及變位的問(wèn)題[4]。

2 BIM技術(shù)輔助復(fù)雜深基坑工程開(kāi)挖技術(shù)應(yīng)用研究

2.1 BIM技術(shù)應(yīng)用到深基坑質(zhì)量控制中

在施工期間，工程人員結(jié)合質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)﹑施工質(zhì)量管理規(guī)定，工程企業(yè)組織全員加強(qiáng)全部施工作業(yè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，工程技術(shù)負(fù)責(zé)人還要針對(duì)總體工程施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，同時(shí)還要接受業(yè)主方﹑監(jiān)理公司﹑設(shè)計(jì)企業(yè)，工作質(zhì)量監(jiān)督，增強(qiáng)施工時(shí)的質(zhì)量管控。應(yīng)用BIM技術(shù)交底圖來(lái)提前審查復(fù)雜的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，提出驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)工程管理制度，由工程人員做好技術(shù)協(xié)調(diào)，各項(xiàng)工序都能夠緊密銜接。工程人員﹑質(zhì)檢員都要及時(shí)檢修，檢查不同的工序質(zhì)量，各施工班組成員進(jìn)行自檢﹑互檢﹑交互性檢查，留意做好交接班，及時(shí)記錄工程施工信息，制定施工作業(yè)的日記，做到精準(zhǔn)﹑完整﹑齊全[5]。

對(duì)參與工程施工人員都要持有身份證，企業(yè)項(xiàng)目管理人員設(shè)立設(shè)備的臺(tái)賬，材料質(zhì)量管理臺(tái)賬，在 BIM技術(shù)交底時(shí)，還要組織現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行技術(shù)交流質(zhì)，設(shè)計(jì)量管控舉措，提出必要的指導(dǎo)，保證工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。工程人員持有上崗證，在展開(kāi) BIM技術(shù)圖紙的交底時(shí)，有工程人員提出質(zhì)量管控舉措﹑安全措施。

工程企業(yè)要求施工人員嚴(yán)格遵守現(xiàn)場(chǎng)的安全管理規(guī)定，操作設(shè)備時(shí)要合規(guī)，符合操作規(guī)程，制定出嚴(yán)謹(jǐn)而又細(xì)化合規(guī)的施工方案，展開(kāi)詳細(xì)的安全技術(shù)交替。挖掘設(shè)備在挖掘土方時(shí)，由上到下逐層化的展開(kāi)，禁止先挖坡角，配合挖掘機(jī)的清坡，清理工人不能夠在機(jī)械設(shè)備下方來(lái)操作[6]。

清坡工作人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)的標(biāo)高進(jìn)行清理，不能夠產(chǎn)生超挖，當(dāng)超挖時(shí)，不能夠?qū)㈦s草回填進(jìn)去，避免影響到地基工程的質(zhì)量。在工程現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)面，要求清掃場(chǎng)地，并且灑水降塵，場(chǎng)地的廢棄物都需要集中的處理，每天清掃工程場(chǎng)地，夜間照明燈要向場(chǎng)地內(nèi)照射，焊接時(shí)，還要使用防護(hù)措施。在運(yùn)輸工程材料時(shí)，要定量去裝卸，避免運(yùn)輸期間出現(xiàn)鋪撒的問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)堆放材料時(shí)，要及時(shí)地使用，高密覆蓋，掏空廢渣，將其運(yùn)輸?shù)街付ǖ睦Ⅻc(diǎn)，增強(qiáng)施工人員的環(huán)保宣傳思想意識(shí)，采用大力宣傳方式，控制施工場(chǎng)地的噪音，嚴(yán)格管控，以能夠在最大化程度上減少施工噪音居民帶來(lái)的干擾。

2.2 BIM全生命周期管理

在工程項(xiàng)目中全生命周期有規(guī)劃﹑工程設(shè)計(jì)﹑項(xiàng)目施工﹑項(xiàng)目運(yùn)維﹑拆除等工序，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。工程項(xiàng)目涉及建設(shè)施工等多個(gè)單位及施工時(shí)間很長(zhǎng)，施工作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)比較高，應(yīng)采取的BIM設(shè)備，發(fā)揮該技術(shù)在生命周期管理的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合地質(zhì)環(huán)境及周邊施工作業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)方案，完成BIM模型的建立或管理[7]。

2.3 BIM技術(shù)在基坑監(jiān)測(cè)應(yīng)用中的思路

在深基坑工程中借助于BIM信息化技術(shù)，構(gòu)建起信息化模型，構(gòu)建三維可視化模型，這樣能夠結(jié)合施工作業(yè)的技術(shù)方案的要求，去確定基坑工程監(jiān)控的位置﹑監(jiān)測(cè)頻率，建立基坑BIM模型和監(jiān)測(cè)點(diǎn)專用的圖庫(kù)，通過(guò)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)組上加入?yún)?shù)信息，將工程變形的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與BIM模型緊密地融合在一起，使用4D技術(shù)在3D BIM模型上加入時(shí)間軸來(lái)實(shí)時(shí)的監(jiān)控。深基坑模型應(yīng)用，結(jié)合監(jiān)測(cè)點(diǎn)的色彩變化，模擬實(shí)現(xiàn)基坑監(jiān)測(cè)的運(yùn)行功能，對(duì)基坑工程的智能監(jiān)控及信息化工程施工都會(huì)起到必要的推動(dòng)作用。

2.4 基于BIM管理平臺(tái)的監(jiān)測(cè)管理

在深基坑監(jiān)測(cè)BIM信息模型建立完成之后，再將信息導(dǎo)入到BIM軟件中，與監(jiān)測(cè)功能相結(jié)合，在BIM信息化軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM模型的建模處理，要將數(shù)據(jù)格式的模型轉(zhuǎn)變?yōu)锽IM平臺(tái)可以識(shí)別的格式模型。其次，將不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)賦值，不同的顏色，方便了管理人員的識(shí)別，監(jiān)測(cè)模型導(dǎo)入之后，還要根據(jù)預(yù)警算法去優(yōu)先設(shè)計(jì)預(yù)警數(shù)值。

BIM系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)相結(jié)合，存在著變形偏大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，會(huì)用感嘆號(hào)標(biāo)識(shí)來(lái)標(biāo)注監(jiān)測(cè)顏色，表示不同的預(yù)警程度，就可以快速找出基坑支護(hù)中的危險(xiǎn)點(diǎn)，對(duì)變形的危險(xiǎn)位置做好重點(diǎn)的監(jiān)控。在平時(shí)監(jiān)測(cè)中，可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息輸入到平臺(tái)內(nèi)部，以便于平臺(tái)上去觀察，查看任意監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間段數(shù)據(jù)的變化，累計(jì)量的變化數(shù)值。

基于BIM安全管理，項(xiàng)目經(jīng)理工程師發(fā)布安全監(jiān)督指令，是保證工程項(xiàng)目質(zhì)量的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目施工，多數(shù)是靠著工程人員自己的工作經(jīng)驗(yàn)﹑工作習(xí)慣，采用二維平面圖，借助于BIM技術(shù)可展開(kāi)虛擬化施工，對(duì)工程方案作出優(yōu)化改進(jìn)，同時(shí)也可以展開(kāi)可視化演示。對(duì)將會(huì)發(fā)生的事故，指出人員疏散安全，及通道消防設(shè)施安全，應(yīng)急處理方式做好必要判斷，這樣就能夠使得工程施工部署變得更加合理。

在深基坑工程項(xiàng)目施工作業(yè)中，對(duì)于信息化技術(shù)依賴程度工作，將BIM技術(shù)引入到基坑工程的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，可以突出解決在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的變形，不能夠清晰或者直接展示基坑施工狀況。將基坑的幾何尺寸﹑圍護(hù)結(jié)構(gòu)信息﹑周邊環(huán)境信息等引入到信息化模型中，并建立起B(yǎng)IM模型，通過(guò)利用服務(wù)器，進(jìn)行多賬號(hào)登錄，便于業(yè)主方管理，工程人員查看基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)的變形狀況。伴隨著B(niǎo)IM信息化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，車間人員不用去翻開(kāi)紙質(zhì)資料，一個(gè)手機(jī)就可以看到工程現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)信息流，掌握基坑工程施工作業(yè)的具體狀況，使用信息技術(shù)，而使得基坑監(jiān)測(cè)效率得到顯著的提高。

2.5 地層模型與基坑模型的融合

應(yīng)用BIM信息化技術(shù)，其特征就是可以將不同模型數(shù)據(jù)高度整合在一起，通過(guò)采用計(jì)算機(jī)可視化展現(xiàn)數(shù)據(jù)信息，使得數(shù)據(jù)更加貼合于施工作業(yè)的實(shí)際。使用BIM模型優(yōu)勢(shì)可以展開(kāi)碰撞化的模擬測(cè)試，也及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程施工圖紙中存在的不足之處，通過(guò)使用模型來(lái)使得基坑與地層的模型深度融合在一起，如圖1所示。

圖1 地層模型與基坑模型的融合

地層模型使用3D max軟件構(gòu)件，讓軟件具有更好的通用性，而且在建筑設(shè)計(jì)﹑室內(nèi)設(shè)計(jì)﹑工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域都有廣泛的使用，3D max可以與公司其他產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)縫銜接，數(shù)據(jù)緊密整合在一起。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用BIM技術(shù)能夠給施工作業(yè)人員展示出清晰的工程圖，避免出現(xiàn)項(xiàng)目返工超挖錯(cuò)挖的問(wèn)題發(fā)生，而且還能夠節(jié)約項(xiàng)目工期，方便工程操作，提升了基坑施工作業(yè)質(zhì)量水平，保證工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)，極大推動(dòng)工程進(jìn)度，節(jié)約施工作業(yè)的能源，減少成本。