BIM技術(shù)在超高層建筑深基坑施工中的應(yīng)用

王志 于聰聰 陳國防

摘要：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，這對現(xiàn)場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。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);超高層建筑;深基坑;施工技術(shù);應(yīng)用策略

隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，在當(dāng)前時(shí)代背景下，諸多以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的建筑工程施工技術(shù)逐漸地出現(xiàn)在了人們的視野當(dāng)中，并且在建筑工程施工領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，所取得的應(yīng)用成效極為顯著，不僅極大地提升當(dāng)前建筑工程施工成效，同時(shí)還有效地提升建筑工程施工精準(zhǔn)性。而在眾多信息化建筑工程施工技術(shù)中，BIM技術(shù)就是其中的一種，該種技術(shù)屬于三維技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及智能技術(shù)融合后的產(chǎn)物，有效地將BIM技術(shù)應(yīng)用到高層建筑深基坑施工工作中，不僅可以提升高層建筑深基坑施工設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性，還可以強(qiáng)化項(xiàng)目工程的質(zhì)量控制成效。此次研究主要就BIM技術(shù)在超高層建筑深基坑施工中的應(yīng)用做了簡要的分析，目的在于進(jìn)一步提升BIM技術(shù)的應(yīng)用成效以及深基坑施工質(zhì)量。

1深基坑工程的特點(diǎn)

1.1具有較強(qiáng)的個(gè)性化

在深基坑工程施工的過程中，相關(guān)人員需要做好完善的現(xiàn)場勘查工作，了解各個(gè)地區(qū)水文和地質(zhì)的具體情況，進(jìn)而選擇合適的支護(hù)方案。不同地區(qū)的地理?xiàng)l件不同，土質(zhì)和水文情況也具有較強(qiáng)的差異。在施工之前還需要了解建筑周邊的道路通道、地下管網(wǎng)。深基坑工程施工的個(gè)性化因素比較多，在設(shè)計(jì)的過程中需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)來確定合適的標(biāo)準(zhǔn)，而不能直接復(fù)制其他工程的要求。

1.2具有較大的風(fēng)險(xiǎn)和較多的事故

與其他工程項(xiàng)目相比，深基坑工程施工過程更為復(fù)雜，其中需要運(yùn)用多種技術(shù)手段。如果在開挖過程中土體長期暴露在外的話，發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)進(jìn)一步提升。與此同時(shí)，在開挖、排降水操作中如果操作不當(dāng)，也可能會(huì)引發(fā)各種嚴(yán)重的事故。除此之外，深基坑工程是一項(xiàng)臨時(shí)的工程，在完成地下結(jié)構(gòu)的施工之后，工作人員就會(huì)將支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除。因此，在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，很多施工單位為了節(jié)約成本會(huì)選擇低劣的材料，這也是安全事故頻發(fā)的一個(gè)重要原因。

2超高層建筑深基坑施工面臨的問題

超高層建筑深基坑施工中，面臨著諸多問題，存在著諸多隱患。首先，基坑深度較大，施工難度較大。近年來，深基坑指的是開挖深度大于5m的基坑，適用于大規(guī)模、大體量、高層及超高層建筑、復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑、綜合體建筑等。深基坑的深度較大，因此開挖、支護(hù)等施工難度也比較大。其次，風(fēng)險(xiǎn)較高。深基坑施工中，面臨著較大的風(fēng)險(xiǎn)，若稍有不慎，或未根據(jù)實(shí)際情況全面考慮，則可能導(dǎo)致施工安全事故的發(fā)生。例如，基坑開挖過程中，若沒有全面了解現(xiàn)場實(shí)際情況、周圍環(huán)境情況，則容易出現(xiàn)滑坡、塌方等安全事故，不僅威脅施工人員的安全，還會(huì)給周圍環(huán)境造成不利影響。

3超高層建筑深基坑施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用思路

3.1 BIM技術(shù)在深基坑施工設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在超高層建筑深基坑施工前期施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)屬于極為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，相關(guān)的施工技術(shù)管理人員在實(shí)踐運(yùn)用BIM技術(shù)的過程中，必須要有效的借助BIM技術(shù)來提升施工設(shè)計(jì)的質(zhì)量。具體而言，需要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行具體的應(yīng)用工作。

首先，需要在前期勘察以及支護(hù)方案設(shè)計(jì)中運(yùn)用BIM技術(shù)，具體而言，要充分的搜集地質(zhì)信息、建筑結(jié)構(gòu)信息以及施工現(xiàn)場信息和深基坑設(shè)計(jì)體系信息，然后將這些信息輸入到BIM系統(tǒng)中進(jìn)行第一次的對比分析，并構(gòu)建出與之相對應(yīng)的環(huán)境模型，模型中要涉及到地形、特殊建筑物以及地下管線等要素，然后進(jìn)行具體的計(jì)算，而在進(jìn)行支護(hù)方案設(shè)計(jì)的過程中，要在確保信息搜集充分的基礎(chǔ)上有效構(gòu)建出完善的三維實(shí)體模型，并科學(xué)地進(jìn)行深基坑豎向和水平維護(hù)結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)，然后分析模型，找到一些與現(xiàn)實(shí)不相符的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整完善，從而確保三維立體模型的精準(zhǔn)性，確保相關(guān)施工管理人員可以直觀地了解到施工要點(diǎn)。

其次，要運(yùn)用BIM技術(shù)來進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，BIM技術(shù)可以為相關(guān)施工設(shè)計(jì)人員提供較為廣闊的信息搜集渠道以及設(shè)計(jì)平臺(tái)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員需要有效地運(yùn)用BIM技術(shù)來設(shè)置項(xiàng)目中心文件集體共享系統(tǒng)確保各個(gè)部門能夠有效的共享各項(xiàng)關(guān)鍵施工信息，各個(gè)部門施工管理人員還可以在初始設(shè)計(jì)期間選擇不同的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建模，然后在中心文件系統(tǒng)中進(jìn)行同步，以此來降低信息傳遞問題出現(xiàn)的概率，提升信息共享度，進(jìn)而降低設(shè)計(jì)變更問題出現(xiàn)的概率。

3.2深基坑開挖中BIM技術(shù)的應(yīng)用

深基坑開挖中，為保障開挖的精確性，應(yīng)當(dāng)對BIM技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，對建筑所在地的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面收集，并以此為根據(jù)，建立3D模型，從而為深基坑開挖提供有效的數(shù)據(jù)支持。在收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息的時(shí)候，可以應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)，借助無人機(jī)這種機(jī)動(dòng)、易操作、靈活、便捷的航空攝影測量設(shè)備，來獲取高分辨率、高質(zhì)量的影像數(shù)據(jù)，并借助具有高清晰、高精度、大范圍等優(yōu)勢的傾斜攝影測量技術(shù)來對復(fù)雜場景進(jìn)行全面感知，充分結(jié)合數(shù)據(jù)采集設(shè)備的高效性優(yōu)勢以及數(shù)據(jù)處理流程的專業(yè)化優(yōu)勢，來將地貌、地物的位置、外觀、高度等屬性直觀、全面地反映出來。獲得詳細(xì)、準(zhǔn)確的航測數(shù)據(jù)之后，便可以以此為根據(jù)，建立3D GIS模型。深基坑施工過程中，借助這一3D模型，便可對開挖土方量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，為深基坑開挖提供有效的數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，在深基坑開挖過程中，可以借助3D模型，來對開挖高程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化分析，從而避免欠挖、超挖等問題的出現(xiàn)，保障深基坑開挖的施工質(zhì)量。

3.3在進(jìn)度管理中的應(yīng)用

在BIM技術(shù)運(yùn)用的背景下，通過使用特定的軟件可以制作施工模擬動(dòng)畫，軟件會(huì)根據(jù)提前建立的模型，經(jīng)過格式轉(zhuǎn)化，然后使用動(dòng)畫制作工具完成特定場景的條件來完成動(dòng)畫的制作和展示。在觀看動(dòng)畫的過程中，人們可以根據(jù)實(shí)際情況將計(jì)劃進(jìn)度表導(dǎo)入系統(tǒng)中，系統(tǒng)就會(huì)將進(jìn)度任務(wù)與模型動(dòng)畫建立起關(guān)聯(lián)，最終形成全過程的動(dòng)畫模擬。除此之外，BIM技術(shù)的應(yīng)用還可以將深基坑工程實(shí)際施工過程的實(shí)際進(jìn)度實(shí)時(shí)錄入系統(tǒng)中，然后通過對比實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度來發(fā)出預(yù)警，督促管理人員加強(qiáng)進(jìn)度管理。當(dāng)進(jìn)度落后的時(shí)候，系統(tǒng)還可以通過對施工工序進(jìn)行優(yōu)化來節(jié)約施工時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)度的有效管理。

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。

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