BIM在基坑工程中的应用

第 1 章 基坑工程 BIM 应用 简要 为保证下穿铁路顶进框构基坑施工 主体地下结构的安全和周围环境不 受损害而采取的围护结构 降水和土方开挖与回填 称为基坑工程 我国铁路 建设的发展涉及到大量下穿铁路 为保证下穿铁路顶进框构基坑施工 主体地下结构的安全和周围环境不受 损害而采取的围护结构 降水和土方开挖与回填 称为基坑工程 我国铁路建 设的发展涉及到大量下穿铁路 因此 基坑工程是我国地基基础领域的重要研 究方向 1 BIM 在基坑工程的应用目标 通过创建基坑 BIM 模型 打破基坑设计 施工和监测间的隔阂 直观体现 项目全貌 实现多方无障碍信息共享 让不同团队在同一环境下工作 通过三 维可视化沟通 全面评估基坑工程 使管理更科学 措施更有效 提高工作效 率 节约投资 2 BIM 在基坑工程的应用内容 地下基坑支护结构三维模型的建立 项目所在环境三维地质模型的建立 基坑开挖各工况施工顺序的模拟 自动统计支护结构各部分的工程数量 三维 模型转二维的自动成图 基于 BIM 的基坑信息化施工与检测 3 应用业务流程 1 收集项目相关岩土工程地勘报告和设计资料 获取地形 地质数据 建立三维地质数据模型 所谓三维地质建模 是以原始数据为基础 建立反映地质构造形态 构造 关系及地质体内部属性变化规律的数字化模型 2 获取周边建筑物 道路及地下管线等设施的数据 建立施工场地布置 模型 3 导入地形数据模型及施工场地模型数据 进行基坑工程的支护体系模 型建立 4 土方开挖施工方案设计及施工模拟 5 根据土方开挖设计数据及地形数据进行土方算量 6 导入基坑变形监测数据 该数据存放在 Excel 中 通过读取数据生成基坑边形形状 可查看临界区 域和超限危险点 还可将某时间点的变形模型与初始模型叠合并进行误差检验 7 基坑监测人员及管理人员确定危险点后调取基坑监测报表 确认危险 点是否属实并及时启动应急预案 4 应用软件方案 基坑工程 BIM 应用软件有多种选择 常用的有 Civil3D Revit Navisworks Ansys 等 5 基于 Autodesk 软件 利用 AutoCAD Civil3D 建立地质模型 Autodesk Revit 建立支护结构模 型及施工场地模型 三者在 Revit 中整合形成基坑工程模型 在 Revit 进行基 坑工程施工流水段划分及土方算量 Navisworks 进行土方开挖及支护结构施 工模拟 Ansys 获取基坑变形监测数据 该数据存放在 Excel 表格中 Revit 通 过读取该数据生成基坑变形形状 6 其他软件 对于特殊基坑工程 如崖壁类基坑 软件难以建模 可借助三维激光扫描 仪 通过点云数据处理逆向建模 然后在 Revit 中进行模型整合及相关应用 7 建模方法 地形模型建模法 常规地形建模方法 可通过勘察获取的高程点或等高线为基础数据 导入 BIM 软件自动生成三维地形模型 对模型精度要求高 现场环境比较复杂的地 形 可以采用三维激光扫描方式 获取现场点云数据形成三维 BIM 模型 实现 逆向建模 地质模型建模法 利用 Civil3D Revit 等将岩土工程勘察成果建立三维可视化地质模型并与 其他专业进行协同工作 是将 BIM 技术应用于岩土工程勘察领域的一条途径 支护结构建模法 基坑支护结构 支撑体系或锚固体系模型 可直接用 BIM 软件 如 Revit 建模 并与地质模型在同一软件平台进行整合 施工场地建模法 施工环境及场地布置模型 可直接用现有的 BIM 软件 如 Autodesk Revit 对施工现场进行规划布置并建模 并与基坑模型在同一软件平台进行整 合 8 应用成果 三维可视化 BIM 模型 基坑施工 BIM 模型包括 地质结构模型 支护结构模型和施工场地模型 以地勘报告为初始数据 将二维地勘资料转换成三维地勘模型 在 Revit 中与基坑结构模型合并 可实时 任意视角查看地下室结构构件与不同深度土 层之间的关系 快速查看土层属性信息 指导设计 施工 施工模拟 在输入相关信息后 可直观地看到土方开挖和支护施工过程 周边环境变 化 建成后的运营效果等 同时可以科学指导方案优化和现场施工 方便业主 和监理及时了解工程进展状况 让更多非专业领域人员参与进来 工程算量 根据支护结构各构件定义对应的属性 名称 在视图区可自动生成工程明 细表 明细表中可根据需求查看任意命名构件的工程数量 信息化施工 利用信息模型 有效地避开地下管线 协同各施工作业安全施工 将地勘 模型集成到 Revit 中 并赋予土层属性 使监理 设计 施工人员能在平台上 进行设计 校核工作 信息化监测 将 BIM 技术引入基坑工程监测工作 以解决以往在基坑围护结构变形监测 过程中不能直观表现其变形情况和变形趋势的缺点 通过 BIM 技术将基坑的形状 围护结构 周边环境以及各类监测点建立模 型 在模型中导入每天的监测数据并采用 4D 技术 变形色谱云图的表现方式方 便工程师 管理人员 业主 施工人员等查看基坑围护结构的变形情况 要实现 BIM 技术在深基坑工程中系统应用 关键一步是通过二次开发实现 BIM 软件平台具有深基坑建模和模型计算功能 这需要广大工作者长期不懈探 索 完善 BIM 技术在深基坑工程中的实践方法