基坑工程中BIM信息可視化技術(shù)應(yīng)用

林偉

（福州建工集團(tuán)有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

基坑工程是建筑工程的基礎(chǔ)性工程，對(duì)于建筑工程質(zhì)量和使用安全十分重要。當(dāng)前基坑工程不僅需要參考借鑒相關(guān)項(xiàng)目，也需要對(duì)基坑變形情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑工程進(jìn)展，傳統(tǒng)的二維表格以及線(xiàn)形圖以已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足日益復(fù)雜的基坑工程。BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑工程中，它可以將建筑項(xiàng)目的相關(guān)信息進(jìn)行分析，建立建筑工程三維模型，并且通過(guò)數(shù)字信息技術(shù)，分析影響建筑工程的相關(guān)因素。將BIM技術(shù)引入基坑工程中，分析BIM技術(shù)的應(yīng)用途徑，并且探討B(tài)IM技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，為相關(guān)基坑工程項(xiàng)目提供參考。

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)內(nèi)涵

根據(jù)《BIM白皮書(shū)》，BIM是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱(chēng)，就是通過(guò)信息技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真模擬，創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)三維模型，從而在系統(tǒng)中展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的真實(shí)信息。通過(guò)BIM所創(chuàng)建的三維建筑模型，能夠真實(shí)反應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)以及建筑內(nèi)部設(shè)備，從而為建筑監(jiān)理、物業(yè)管理、數(shù)字化加工和運(yùn)營(yíng)提供信息化管理。在完整的BIM模型中，包括建筑結(jié)構(gòu)尺寸信息、材料信息、施工進(jìn)度以及設(shè)備信息等數(shù)據(jù)，真實(shí)全面的反映建筑信息。

1.2 BIM技術(shù)在基坑工程中的應(yīng)用

隨著建筑信息化程度不斷加深，BIM技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用也越來(lái)越頻繁，在基坑工程中，BIM技術(shù)可用于以下方面：①對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變形進(jìn)行監(jiān)控，可視化展現(xiàn)基坑施工過(guò)程的影響，指導(dǎo)基坑施工過(guò)程。②綜合分析基坑現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)基坑土層性狀，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，地下管線(xiàn)和周邊道路等進(jìn)行監(jiān)控。③了解基坑工程變形過(guò)大的位置，采取有效方式補(bǔ)救，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

2 基坑工程BIM技術(shù)應(yīng)用

2.1 應(yīng)用思路

為了確?；庸こ淌┕ぐ踩?，需要將施工安全和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此指導(dǎo)基坑工程技術(shù)。BIM技術(shù)可以從可視化的角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑工程的全面監(jiān)控。

2.2 創(chuàng)建BIM模型

擬建基坑工程的BIM模型創(chuàng)建步驟如下：

（1）導(dǎo)入和處理CAD施工平面圖，利用軟件的導(dǎo)入功能，導(dǎo)入CAD施工平面圖，以此作為基坑模型的底圖。CAD施工圖的信息較為詳細(xì)，過(guò)多的信息會(huì)影響導(dǎo)入效率，嚴(yán)重將會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)崩潰。因此，導(dǎo)入前可以刪除不必要的信息，只留下關(guān)鍵的線(xiàn)條和節(jié)點(diǎn)，得到處理后的CAD圖紙。為了提升建模效率，可先根據(jù)需要調(diào)整完CAD圖紙后，再進(jìn)行導(dǎo)入操作。

（2）創(chuàng)建基坑模板。選擇Revit軟件中的樓板模型創(chuàng)建地質(zhì)模型，結(jié)合地質(zhì)勘查報(bào)告，建立地表場(chǎng)地選項(xiàng)。在選定相應(yīng)的樓板模型后，根據(jù)地質(zhì)資料，選擇不同的材質(zhì)屬性作為土質(zhì)。在導(dǎo)入的CAD施工平面圖建立的模型中，明確基坑開(kāi)挖邊界，利用基坑插件庫(kù)，載入工程所選擇的基坑支護(hù)方法，最終完成基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)模型。

（3）創(chuàng)建基坑周邊環(huán)境模型。結(jié)合環(huán)境勘察報(bào)告，根據(jù)施工平面圖的建筑物定位，創(chuàng)建周邊環(huán)境模型。

（4）布設(shè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)。根據(jù)規(guī)范的要求，在基坑邊坡水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，沿著基坑頂部和周邊布置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離≤20 m。根據(jù)基坑工程的需求，確定水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)。以此為基礎(chǔ)對(duì)基坑的位移變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且在模型中設(shè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，導(dǎo)出監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖。而監(jiān)測(cè)點(diǎn)的編號(hào)應(yīng)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)完成后，根據(jù)工程特點(diǎn)及基坑特點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)值，最終確定基坑報(bào)警值和預(yù)警值。

2.3 監(jiān)測(cè)信息化管理模塊

由全站儀測(cè)得基坑水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出為txt格式文件后，提取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到Excel表格中，得到水平位移監(jiān)測(cè)表格。打開(kāi)已經(jīng)創(chuàng)建好的基坑三維模型，依次點(diǎn)擊附加模塊、外部工具按鈕，加載“監(jiān)測(cè)管理.dll”插件，載入到附加模塊中，將插件保存，便于后面使用。Revit軟件控制面板上可見(jiàn)加載的“監(jiān)測(cè)管理”按鈕，運(yùn)行監(jiān)測(cè)管理插件，導(dǎo)入水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，設(shè)定基坑水平位移的變形控制值15 mm、速率2 mm、預(yù)警值10 mm。將所有數(shù)據(jù)和控制值載入后，點(diǎn)擊應(yīng)用，對(duì)水平位移檢測(cè)值進(jìn)行分析，如果變形超過(guò)設(shè)定值，則彈出警告對(duì)話(huà)框[1]。

關(guān)閉警告對(duì)話(huà)框，回到三維模型圖后，對(duì)基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形量進(jìn)行分析。如果監(jiān)測(cè)點(diǎn)顏色變成黃色，基坑模型中超過(guò)設(shè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置也會(huì)變成黃色。因此可以通過(guò)三維模型 可視化監(jiān)測(cè)基坑變形情況，一旦發(fā)生黃色警報(bào)，則需立刻通知相關(guān)單位，對(duì)基坑施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析，了解變形因素，及時(shí)處理相關(guān)情況。

利用BIM技術(shù)可以掌握實(shí)際檢測(cè)值，分析實(shí)際監(jiān)測(cè)值和規(guī)定的數(shù)值的對(duì)比，從而對(duì)基坑工程進(jìn)行監(jiān)控管理。BIM技術(shù)可以及時(shí)分析相關(guān)情況，了解變形的位置以及產(chǎn)生變形的因素，作出減緩基坑降水速度的調(diào)整，并且加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡視，以確保施工安全[2]。

2.4 應(yīng)用價(jià)值

通過(guò)將BIM技術(shù)引入基坑工程監(jiān)控中，采用基坑監(jiān)測(cè)管理，從而提升基坑工程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和處理效率。一方面可以避免人工處理所產(chǎn)生的錯(cuò)誤，提升監(jiān)控準(zhǔn)確性，另一方面提升處理效率，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，保障施工安全。

在BIM技術(shù)引入我國(guó)后，雖然BIM技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域，但是在基坑工程的應(yīng)用還處于起步階段，阻礙了BIM技術(shù)的發(fā)展。文章以Revit軟件作為BIM應(yīng)用模板，創(chuàng)建基坑工程三維模型，并且導(dǎo)入監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑工程的信息化管理。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM可視化技術(shù)可用于基坑工程數(shù)據(jù)管理中。利用Revit建立BIM三維模型，利用BIM模型三維可視化、信息完備化的特點(diǎn)，對(duì)基坑工程進(jìn)行監(jiān)控，如果基坑工程出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)，三維模型上會(huì)發(fā)出預(yù)警，便于后續(xù)的處理，保障施工安全。由于基坑工程BIM技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)和建筑工程技術(shù)，因此需要兩方面人才緊密合作，加快BIM技術(shù)在基坑工程的應(yīng)用研究，從而推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的跨越式發(fā)展。