BIM在基坑工程的應(yīng)用目標(biāo)

通過創(chuàng)建基坑BIM模型，打破基坑設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)間的隔閡，直觀體現(xiàn)項(xiàng)目全貌，實(shí)現(xiàn)多方無(wú)障礙信息共享，讓不同團(tuán)隊(duì)在同一環(huán)境下工作。通過三維可視化溝通，全面評(píng)估基坑工程，使管理更科學(xué)、措施更有效，提高工作效率，節(jié)約投資。

BIM在基坑工程的應(yīng)用內(nèi)容

地下基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)三維模型的建立;項(xiàng)目所在環(huán)境三維地質(zhì)模型的建立;基坑開挖各工況施工順序的模擬;自動(dòng)統(tǒng)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的工程數(shù)量;三維模型轉(zhuǎn)二維的自動(dòng)成圖;基于BIM的基坑信息化施工與檢測(cè)。

應(yīng)用業(yè)務(wù)流程

(1)收集項(xiàng)目相關(guān)巖土工程地勘報(bào)告和設(shè)計(jì)資料，獲取地形、地質(zhì)數(shù)據(jù)，建立三維地質(zhì)數(shù)據(jù)模型。

所謂三維地質(zhì)建模，是以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立反映地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、構(gòu)造關(guān)系及地質(zhì)體內(nèi)部屬性變化規(guī)律的數(shù)字化模型。

(2)獲取周邊建筑物、道路及地下管線等設(shè)施的數(shù)據(jù)，建立施工場(chǎng)地布置模型。

(3)導(dǎo)入地形數(shù)據(jù)模型及施工場(chǎng)地模型數(shù)據(jù)，進(jìn)行基坑工程的支護(hù)體系模型建立。

(4)土方開挖施工方案設(shè)計(jì)及施工模擬。

(5)根據(jù)土方開挖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及地形數(shù)據(jù)進(jìn)行土方算量。

(6)導(dǎo)入基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

該數(shù)據(jù)存放在Excel中，通過讀取數(shù)據(jù)生成基坑邊形形狀，可查看臨界區(qū)域和超限危險(xiǎn)點(diǎn)，還可將某時(shí)間點(diǎn)的變形模型與初始模型疊合并進(jìn)行誤差檢驗(yàn)。

(7)基坑監(jiān)測(cè)人員及管理人員確定危險(xiǎn)點(diǎn)后調(diào)取基坑監(jiān)測(cè)報(bào)表，確認(rèn)危險(xiǎn)點(diǎn)是否屬實(shí)并及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

應(yīng)用軟件方案

基坑工程BIM應(yīng)用軟件有多種選擇，常用的有Civil3D、Revit、Navisworks、Ansys等。

基于Autodesk軟件

利用AutoCAD Civil3D建立地質(zhì)模型，Autodesk Revit建立支護(hù)結(jié)構(gòu)模型及施工場(chǎng)地模型，三者在Revit中整合形成基坑工程模型。在Revit進(jìn)行基坑工程施工流水段劃分及土方算量，Navisworks進(jìn)行土方開挖及支護(hù)結(jié)構(gòu)施工模擬。Ansys獲取基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)存放在Excel表格中，Revit通過讀取該數(shù)據(jù)生成基坑變形形狀。

其他軟件

對(duì)于特殊基坑工程，如崖壁類基坑，軟件難以建模，可借助三維激光掃描儀，通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理逆向建模，然后在Revit中進(jìn)行模型整合及相關(guān)應(yīng)用。

建模方法

地形模型建模法

常規(guī)地形建模方法，可通過勘察獲取的高程點(diǎn)或等高線為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入BIM軟件自動(dòng)生成三維地形模型。對(duì)模型精度要求高，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較復(fù)雜的地形，可以采用三維激光掃描方式，獲取現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)形成三維BIM模型，實(shí)現(xiàn)逆向建模。

地質(zhì)模型建模法

利用Civil3D、Revit等將巖土工程勘察成果建立三維可視化地質(zhì)模型并與其他專業(yè)進(jìn)行協(xié)同工作，是將BIM技術(shù)應(yīng)用于巖土工程勘察領(lǐng)域的一條途徑。

支護(hù)結(jié)構(gòu)建模法

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐體系或錨固體系模型，可直接用BIM軟件(如Revit)建模，并與地質(zhì)模型在同一軟件平臺(tái)進(jìn)行整合。

施工場(chǎng)地建模法

施工環(huán)境及場(chǎng)地布置模型，可直接用現(xiàn)有的BIM軟件(如Autodesk Revit)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行規(guī)劃布置并建模，并與基坑模型在同一軟件平臺(tái)進(jìn)行整合。

應(yīng)用成果

三維可視化BIM模型

基坑施工BIM模型包括：地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型、支護(hù)結(jié)構(gòu)模型和施工場(chǎng)地模型。

以地勘報(bào)告為初始數(shù)據(jù)，將二維地勘資料轉(zhuǎn)換成三維地勘模型，在Revit中與基坑結(jié)構(gòu)模型合并，可實(shí)時(shí)、任意視角查看地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件與不同深度土層之間的關(guān)系，快速查看土層屬性信息，指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工。

施工模擬

在輸入相關(guān)信息后，可直觀地看到土方開挖和支護(hù)施工過程、周邊環(huán)境變化、建成后的運(yùn)營(yíng)效果等。同時(shí)可以科學(xué)指導(dǎo)方案優(yōu)化和現(xiàn)場(chǎng)施工，方便業(yè)主和監(jiān)理及時(shí)了解工程進(jìn)展?fàn)顩r，讓更多非專業(yè)領(lǐng)域人員參與進(jìn)來。

工程算量

根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件定義對(duì)應(yīng)的屬性、名稱，在視圖區(qū)可自動(dòng)生成工程明細(xì)表，明細(xì)表中可根據(jù)需求查看任意命名構(gòu)件的工程數(shù)量。

信息化施工

利用信息模型，有效地避開地下管線，協(xié)同各施工作業(yè)安全施工。將地勘模型集成到Revit中，并賦予土層屬性，使監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工人員能在平臺(tái)上進(jìn)行設(shè)計(jì)、校核工作。

信息化監(jiān)測(cè)

將BIM技術(shù)引入基坑工程監(jiān)測(cè)工作，以解決以往在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)過程中不能直觀表現(xiàn)其變形情況和變形趨勢(shì)的缺點(diǎn)。

通過BIM技術(shù)將基坑的形狀、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境以及各類監(jiān)測(cè)點(diǎn)建立模型，在模型中導(dǎo)入每天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并采用4D技術(shù)+變形色譜云圖的表現(xiàn)方式方便工程師、管理人員、業(yè)主、施工人員等查看基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形情況。

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