BIM技術(shù)在超高層建筑深基坑施工中的應(yīng)用

孟明（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東濰坊262500）

我國城市隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展涌現(xiàn)出越來越多的工程，建筑業(yè)逐漸朝著高層、超高層的方向發(fā)展。此種施工項(xiàng)目會(huì)在一定程度上受到施工區(qū)域狹小、周邊建筑物復(fù)雜等外界因素的影響，這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工組織管理工作的開展提出了更為苛刻的要求。例如：地鐵線路從工程旁邊經(jīng)過可能會(huì)使得深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系變得更為繁雜。因此，工作人員一定要在具體工作的開展過程中對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)持有高度的重視和關(guān)注。高效應(yīng)用BIM技術(shù)可以清晰地改善基坑支護(hù)體系和地下室主體結(jié)構(gòu)之間的位置關(guān)系，有助于提升整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，管理人員在開展基坑深化設(shè)計(jì)、基坑繪圖等工作時(shí)可以積極發(fā)揮出BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不僅可以推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的有序開展，還可以在縮短施工時(shí)間的同時(shí)提升施工現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理程度。

1 BIM技術(shù)理論概述

BIM技術(shù)指的是一種以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的數(shù)字模型，工程項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)和信息都可以被融入模型之中。此模型可以在很大程度上幫助工作人員開展工程項(xiàng)目的規(guī)劃、施工以及管理等工作，其對(duì)于整個(gè)建筑項(xiàng)目的全過程都有著非常重要的影響，不但可以在一定程度上提升項(xiàng)目工程的可視化程度，還可以高效提升項(xiàng)目管理的直觀性、體系化和全面性。

相較于其他技術(shù)而言，BIM技術(shù)主要具有信息集成、工作協(xié)同、工作關(guān)聯(lián)等突出優(yōu)點(diǎn)。首先，從信息集成的層面而言，工作人員利用BIM技術(shù)所構(gòu)建的三維模型和二維平面設(shè)計(jì)圖紙有著本質(zhì)上的區(qū)別。其中三維模型可以全方位呈現(xiàn)各個(gè)建筑節(jié)點(diǎn)，例如：構(gòu)件連接形式、空間關(guān)系、荷載情況等。工作人員可以通過三維模型來直接獲取建筑物的信息和數(shù)據(jù)，這對(duì)于提升項(xiàng)目管理的精確度和管理成效有著關(guān)鍵作用。其次，從工作協(xié)同的角度來看，建筑企業(yè)通過運(yùn)用BIM技術(shù)可以構(gòu)建高效的信息交流平臺(tái)，施工企業(yè)、監(jiān)督機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)部門以及業(yè)主方都可以通過此平臺(tái)來開展交流和溝通，這樣一來，不僅僅降低了管理成本的投入，而且還提升了管理成效。最后，從工作關(guān)聯(lián)的層面來看。BIM技術(shù)的工作內(nèi)容就是構(gòu)建三維模型，所以模型中所有的信息和數(shù)據(jù)都會(huì)存在一定的關(guān)聯(lián)性，一旦建筑物施工過程中出現(xiàn)了技術(shù)變更，那么模型中的信息數(shù)據(jù)也會(huì)同步變更，有關(guān)圖紙也不需要重新繪制，這對(duì)于降低施工成本、確保建設(shè)品質(zhì)有著非常積極的作用。

2 基于BIM技術(shù)的深基坑基礎(chǔ)造型模擬

在當(dāng)前建筑物的施工過程中，基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)的施工流程為：抗浮錨桿施工及檢驗(yàn)→底板防水及建設(shè)保護(hù)層→安裝基礎(chǔ)底板鋼筋→安裝墻、柱鋼筋及搭設(shè)模板、支架→澆筑混凝土→拆模保養(yǎng)、清理→外墻防水及保溫層施工→基坑回填。明確施工流程，主要是為了以項(xiàng)目的具體情況為基礎(chǔ)，從而在施工流程和施工技術(shù)中找尋BIM技術(shù)的切入點(diǎn)，這對(duì)于提升經(jīng)濟(jì)成效有著重要作用。

因?yàn)榇斯こ添?xiàng)目的施工區(qū)域出現(xiàn)在城市中心地段，其受到周圍建筑物和環(huán)境的嚴(yán)重限制。該項(xiàng)目有著較深的深度，最深部位的高度達(dá)到-26m，加上受到施工場(chǎng)地的限制，導(dǎo)致施工用地十分緊張，這大大增加了各項(xiàng)工作的難度，導(dǎo)致基坑支護(hù)、開挖、現(xiàn)場(chǎng)加工等都難以高效開展。為此，各個(gè)部門和技術(shù)人員需要充分做好溝通協(xié)調(diào)，保證有效銜接好各個(gè)環(huán)節(jié)和工序，科學(xué)合理地安排和機(jī)械、材料進(jìn)出場(chǎng)等，做好施工計(jì)劃的制定。因此，建筑企業(yè)的管理人員一定要抱有高度的重視。從而通過協(xié)調(diào)部署各工種的交叉流水作業(yè)、高效銜接各個(gè)施工環(huán)節(jié)等手段，來提升工程建設(shè)的品質(zhì)，這對(duì)于確保施工的安全性和按時(shí)竣工有著至關(guān)重要的作用。

集水坑、柱下墩、人防墻、塔吊等超高層建筑施工中有著十分復(fù)雜的關(guān)系。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工中開展各項(xiàng)工作的依據(jù)為二維圖紙，其極易受到平面表達(dá)的限制，導(dǎo)致其容易產(chǎn)生部分土方的漏挖、超挖等問題，從而造成機(jī)械、人員、材料的浪費(fèi)，對(duì)于確保項(xiàng)目在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成有著十分負(fù)面的影響。這時(shí)就要用到BIM技術(shù)了，工作人員通過利用BIM技術(shù)來開展精細(xì)化建模工作，深化基礎(chǔ)造型，剖析各個(gè)部位空間位置的關(guān)系，全方位展現(xiàn)BIM技術(shù)模擬預(yù)判和可視化的突出優(yōu)點(diǎn)，不僅可以使得工作人員對(duì)建筑物整體造型有著更為明確的認(rèn)知，而且模型還會(huì)精確地反映出基坑的坐標(biāo)、標(biāo)高數(shù)據(jù)，這對(duì)于施工人員高效開展定位放線工作有著關(guān)鍵作用。

基于前期精細(xì)化的基礎(chǔ)BIM模型，施工人員可利用BIM技術(shù)來對(duì)筏板基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑來開展深化工作。首先，利用及細(xì)化的BIM模型來部署筏板鋼筋支撐，用于三維技術(shù)交底。其次，施工人員將工字鋼、角鋼等材料的使用量和規(guī)格進(jìn)行明確，保證后期材料供應(yīng)無誤。最后，要加強(qiáng)利用BIM技術(shù)，完善大體積混凝土冷卻水管管線，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)型、合理性的考慮。

3 無人機(jī)技術(shù)輔助深基坑土方開挖

在深基坑土方開挖前利用無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)能夠?qū)⒌乩碓O(shè)計(jì)的文理細(xì)節(jié)充分體現(xiàn)出來，達(dá)到深基坑影像數(shù)據(jù)信息優(yōu)化的效果。如果存在較多冗余的圖像那么會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)匹配度降低，精確性不足，并且難以高效地完成三維實(shí)體測(cè)量和3D信息模型的構(gòu)建。最后，傾斜攝影測(cè)量工作中以及建模的關(guān)鍵組成部分就是分層顯示技術(shù)和文理映射技術(shù)，通過利用這兩種技術(shù)能夠?qū)⑷S模型的精確度和成效大大提升，有助于節(jié)省測(cè)量成本。

現(xiàn)如今無人機(jī)測(cè)量技術(shù)憑借著自身操作靈活、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高等諸多優(yōu)點(diǎn)在深基坑施工測(cè)量中有著較為廣泛的應(yīng)用。建筑企業(yè)在開展航空攝影測(cè)量時(shí)可以充分發(fā)揮無人機(jī)的作用，保證影響數(shù)據(jù)信息的精確性、高品質(zhì)。該技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于建筑行業(yè)中。近些年，無人機(jī)傾斜測(cè)量技術(shù)作為一種新型的測(cè)量技術(shù)，在傾斜角度影像信息和信息數(shù)據(jù)的獲取方面可以通過增加攝像頭和角度提升信息的全面性和準(zhǔn)確性。無人機(jī)傾斜攝影所采集的數(shù)據(jù)和以往航測(cè)所獲取的單一垂直影像信息相比較而言，前者可以在攝影過程中采集同一位置、多個(gè)角度、具有高分辨率的影像資料，而且其還可以在此過程中獲取豐富的地物側(cè)面紋理以及位置信息，這對(duì)于超高層建筑深基坑施工作業(yè)的有序開展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義?？偟膩碚f，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)主要是以大范圍、高準(zhǔn)確度、高分辨率的方式來全方位的采集和獲取復(fù)雜場(chǎng)景中的信息和數(shù)據(jù)，從而按照收集設(shè)備和專業(yè)信息處理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性提高，管理人員根據(jù)信息處理的結(jié)果能夠明確工程所在區(qū)域的具體數(shù)據(jù)信息，能夠直觀地確定深基坑的深度、位置、外觀等，應(yīng)用價(jià)值較強(qiáng)。

在開展深基坑施工作業(yè)時(shí)建筑企業(yè)可以以傾斜攝影航測(cè)技術(shù)收集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，并且通過比較對(duì)深基坑施工的土方量進(jìn)行確定，從而保證精細(xì)化地管理深基坑土方開挖工作，為深基坑施工質(zhì)量控制打下堅(jiān)實(shí)的信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而且還可以為基坑土方開挖的施工提供動(dòng)態(tài)的監(jiān)控依據(jù)，這對(duì)于防止漏挖、超挖等問題的出現(xiàn)有著非常重要的作用。

4 結(jié)語

當(dāng)前施工單位在開展超高層建筑深基坑施工時(shí)，容易受到諸多方面因素的影響增加施工難度，在具體施工中，管理人員要嚴(yán)格要求施工過程，加強(qiáng)BIM技術(shù)、無人機(jī)測(cè)量技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，提高工程設(shè)計(jì)施工效果。管理人員要重點(diǎn)了解施工過程，全方位解決施工中的不足，這對(duì)于我國建筑行業(yè)的發(fā)展以及國民生活品質(zhì)的提升有著關(guān)鍵的現(xiàn)實(shí)意義。