BIM技術(shù)在大體積異型沉井施工中的應(yīng)用

苑春龍

廣廈建設(shè)集團有限責(zé)任公司 浙江 東陽 322100

1 研究現(xiàn)狀

沉井工程中，常見的沉井形狀多為規(guī)則的矩形、圓形。根據(jù)設(shè)計參數(shù)和地質(zhì)類型選擇的下沉方式，分為排水下沉和不排水下沉。常規(guī)沉井的截面尺寸和下沉深度都不大，下沉也較容易控制。在沉井混凝土施工時，多采用由沉井底部搭設(shè)模板支架直至頂部。而大型異型沉井，截面面積較大，形狀不規(guī)則，埋深高度較高，無論是混凝土模板支架搭設(shè)，還是均勻下沉控制，都有很大的難度和危險性。

施工過程中，施工方很難對復(fù)雜節(jié)點處的工況及施工環(huán)境進行預(yù)判，如按常規(guī)模式施工，模板支架由底部搭設(shè)至頂部，一來沉井內(nèi)部空間有限，不便于操作；二來支架高度太高，不利于安全把控。BIM技術(shù)在大型異型沉井中施工中，目前還沒有太多應(yīng)用。對BIM技術(shù)在大型異型沉井泵站中應(yīng)用模式及有效性的探索，是一個值得研究的課題[1]。

2 研究方向

2.1 項目背景

（1）工程重點、難點分析。某工程采用鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)，平面形狀呈一端寬一端窄的“點”字形。地下鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)，長邊25.8m，寬邊11.6m，埋深為24.100m。

根據(jù)圖紙設(shè)計情況，以及施工現(xiàn)場實地勘察，總結(jié)出以下重點、難點。①沉井埋深高度較大，腳手架搭設(shè)困難，安全風(fēng)險較高；②沉井截面尺寸較大，易發(fā)生不均勻沉降。

（2）可優(yōu)化專業(yè)工程。某工程，地下鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)，長邊25.8m，寬邊11.6m，埋深為24.100m，項目技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計圖紙、工程量清單以及現(xiàn)場原地貌情況，初步編制了施工方案、作業(yè)指導(dǎo)書等。

2.2 應(yīng)用情況

（1）BIM應(yīng)用策劃

在項目施工前期，本BIM研究小組深入項目，針對工程重點、難點，以及可優(yōu)化的專業(yè)工程，對項目初步編制的沉井施工方案進行了探討式研究分析。結(jié)合其他市政公用工程項目的BIM應(yīng)用情況，分階段開展BIM工作。本階段工作主要包含基于BIM技術(shù)對大型異型沉井施工方案進行方案模擬、比選。

（2） BIM應(yīng)用實施

1）沉井常規(guī)施工方案。沉井常規(guī)施工方法為，搭設(shè)支架制作第一節(jié)沉井，在第一節(jié)沉井支架上繼續(xù)搭設(shè)下一節(jié)沉井支架，制作下一節(jié)沉井，依次搭設(shè)制作，最后封底。常規(guī)施工方案適用于截面尺寸不大，埋深和高度不大的沉井，施工進度及可操作性便于控制。

2）基于BIM技術(shù)對沉井方案模擬。①在首節(jié)沉井制作時，基本同常規(guī)方法一樣，在施工場地內(nèi)設(shè)置圍擋防護，根據(jù)設(shè)計參數(shù)進行施工支架，支撐支架，模板搭設(shè)，澆筑混凝土。不同的是，在首節(jié)沉井頂部安裝凹槽模板，預(yù)留溝槽，為下一節(jié)沉井支架搭設(shè)平臺的鋼支撐提供作業(yè)平臺。②在首節(jié)沉井預(yù)留的溝槽內(nèi)，依次插入I16工字鋼，在工字鋼上面鋪設(shè)腳手板，形成第二節(jié)沉井支架搭設(shè)平臺。③參照首節(jié)沉井制作方法，依次搭設(shè)內(nèi)腳手架，支設(shè)內(nèi)模，綁扎鋼筋，安裝止水帶，支設(shè)外模，安裝圍棱及對拉螺栓，搭設(shè)外腳手架，澆筑混凝土，養(yǎng)護，拆模等。④在混凝土強度達到設(shè)計和規(guī)范要求后，抽去鋼支撐，進行沉井封底，并對沉井內(nèi)凹槽采用微膨脹混凝土封堵，至此，沉井施工完成。

圖1 制作頂部留有溝槽的首節(jié)沉井

3）沉井模板支架搭設(shè)方案比選。從以上兩種方案中可以看出，常規(guī)施工方案中，施工腳手架和支撐腳手架都是從沉井底部一直搭設(shè)至沉井頂部，施工安全風(fēng)險較大，作業(yè)空間不足，模板吊裝及拆除都有較大安全風(fēng)險。利用BIM技術(shù)分析優(yōu)化模擬后的施工方案，將深基坑、高支架等施工難點化解為“平地面”作業(yè)，大大降低了安全風(fēng)險，保證了施工質(zhì)量，加快了施工進度。

4）沉井下沉監(jiān)測。在每節(jié)沉井制作時，分別在四個拐角點埋設(shè)監(jiān)測點，并設(shè)置吊錘。沉井下沉過程中，一方面通過觀察吊錘上下距井壁的間距，了解沉井下沉垂直度偏差；另一方面利用全站儀對埋設(shè)的監(jiān)測點進行觀測，根據(jù)觀測結(jié)果可準(zhǔn)確得出沉井結(jié)構(gòu)的標(biāo)高及位移情況，及時對沉井下沉進行調(diào)整，保障其均勻穩(wěn)定下沉[2]。

3 結(jié)束語

本工程應(yīng)用BIM技術(shù)對危險性較大的工程可視化方案解析，更直觀、準(zhǔn)確，保證了施工安全，提高了施工質(zhì)量。BIM技術(shù)在專項方案模擬、比選上有明顯的優(yōu)勢，對備選方案在實際施工環(huán)境中進行模擬，通過對各決定因素進行比選，最終確定方案。

在大型異型沉井工程施工過程中，通過展開BIM應(yīng)用，有效提高了施工方案的合理性和科學(xué)性，高效指導(dǎo)了現(xiàn)場的施工，保證了施工安全，提高施工效率，同時也為類似工程樹立樣板，積累了相關(guān)經(jīng)驗。