BIM技術(shù)在深基坑監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用與研究

李艷芳 張冬梅 張麗花

摘要：BIM技術(shù)是一種建筑信息模型，基礎(chǔ)是三維數(shù)字技術(shù)，集合了各種信息的工程數(shù)據(jù)模型，BIM技術(shù)可以通過(guò)對(duì)工程集成管理環(huán)境的管理，降低工程風(fēng)險(xiǎn)，提高工程的建筑效率。BIM技術(shù)是現(xiàn)在建筑行業(yè)新興起的一種信息技術(shù)，因?yàn)檫@種技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性等各種優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛運(yùn)用。BIM技術(shù)可以在深基坑檢測(cè)過(guò)程中快速找到危險(xiǎn)區(qū)域，并讓人們直觀了解深基坑的變化程度。本文主要從BIM技術(shù)在深基坑檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析探索，為推廣提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM；深基坑；檢測(cè)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，人們對(duì)建筑的需求增大，許多高層建筑拔地而起，地下軌道交通也在不斷修建，因此出現(xiàn)了各種深基坑工程，而且深基坑工程的難度不斷加大，深度不斷增加，在深基坑的施工中一旦受到客觀因素等影響，極易發(fā)生事故，導(dǎo)致安全隱患的出現(xiàn)，造成人員的生命安全以及財(cái)產(chǎn)損失。對(duì)深基坑進(jìn)行檢測(cè)已經(jīng)受到了廣泛重視。BIM技術(shù)因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在深基坑監(jiān)測(cè)上發(fā)揮了作用，受到推廣。

一、BIM技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用概述

（一）BIM技術(shù)的深基坑監(jiān)測(cè)原理

BIM技術(shù)實(shí)際上是一種建筑信息模型，通過(guò)建立三維模型對(duì)深基坑進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造的一種技術(shù)手段，建立應(yīng)用數(shù)字信息進(jìn)行，運(yùn)用信息化技術(shù)，對(duì)建筑工程達(dá)到運(yùn)營(yíng)管理的一種新興起的高科技技術(shù)，這種技術(shù)具有可視性、立體型的特點(diǎn)，適合在深基坑工程檢測(cè)中進(jìn)行應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)深基坑工程存在的風(fēng)險(xiǎn)以及技術(shù)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，進(jìn)行糾正。傳統(tǒng)在建筑工程中進(jìn)行的視圖多是二維視圖，這種視圖模式不夠立體，不夠直觀，這種二維視圖存在許多缺點(diǎn)，隨著時(shí)代的發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)展的不斷加快，這種方式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)在的建筑工程。BIM技術(shù)采用了三維視圖的方式，比傳統(tǒng)的二維視圖更加清晰、直觀，并且全面的展示深基坑的狀況，將建筑信息得到了完美的呈現(xiàn)。BIM技術(shù)在深基坑工程的應(yīng)用中主要是將基坑的形狀、結(jié)構(gòu)以及周圍對(duì)于深基坑產(chǎn)生影響的環(huán)境加上各種監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建立，使深基坑繪制成一個(gè)模型，在三維模型進(jìn)行建立后將各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及監(jiān)測(cè)的指標(biāo)變成信息輸入到模型中，監(jiān)測(cè)模型進(jìn)行5D動(dòng)畫(huà)模擬，更加直觀的將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)，可以通過(guò)這個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)深基坑工程存在的細(xì)微差別，了解變形的程度，通過(guò)對(duì)建筑工程全面的了解，預(yù)測(cè)未來(lái)深基坑將出現(xiàn)的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題提前制定應(yīng)急方案，找出潛在問(wèn)題，將施工中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，將危險(xiǎn)的節(jié)點(diǎn)找到準(zhǔn)確消除，不留安全隱患，并且對(duì)不同的施工方案進(jìn)行對(duì)比，找出最優(yōu)方案，實(shí)現(xiàn)深基坑檢測(cè)的最理性結(jié)果，保證建筑工程的順利實(shí)施。

（二）BIM技術(shù)的深基坑監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)是一種新興的技術(shù)，較傳統(tǒng)技術(shù)而言有很大的創(chuàng)新與發(fā)展，在深基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程中呈現(xiàn)了較大的優(yōu)勢(shì)，主要有以下幾點(diǎn)：1、BIM技術(shù)更加的直觀清晰將工程建筑進(jìn)行呈現(xiàn)，因?yàn)锽IM技術(shù)具有可視化的功能，這種功能在將深基坑的信息進(jìn)行輸入到模型中之后，模型呈現(xiàn)了一種直觀的展示，并且將深基坑工程的整體狀況進(jìn)行全面的呈現(xiàn)，深基坑工程一旦出現(xiàn)細(xì)微的變形都能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低，并且可以用5D動(dòng)畫(huà)的形式將深基坑變形狀況進(jìn)行說(shuō)明，可以節(jié)約很多時(shí)間，比傳統(tǒng)技術(shù)更加準(zhǔn)確判斷情況。2、傳統(tǒng)的技術(shù)需要將檢測(cè)而來(lái)的數(shù)據(jù)繪制成紙質(zhì)報(bào)表，管理人員通過(guò)紙質(zhì)報(bào)表了解到深基坑工程的現(xiàn)狀，這種方式呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)，并且在記錄數(shù)據(jù)的過(guò)程中容易出現(xiàn)差錯(cuò)，耗時(shí)、耗力，并且浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力，增加了深基坑監(jiān)測(cè)的成本，降低了資源利用率，管理人員在深基坑的檢測(cè)過(guò)程中不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，存在滯后性，因此，深基坑的檢測(cè)容易埋藏安全隱患，BIM技術(shù)的應(yīng)用有效降低了風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，更加容易對(duì)于深基坑未來(lái)的建筑情況的預(yù)測(cè)，并且對(duì)于深基坑安全程度的預(yù)測(cè)更加精準(zhǔn)，使深基坑安全施工順利進(jìn)行。幫助工程進(jìn)行快速?zèng)Q策。3、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中存在的危險(xiǎn)準(zhǔn)確的找出，管理人員可以根據(jù)深基坑的變形程度做出正確的決策，將問(wèn)題在苗頭中得到解決，并且制定應(yīng)急方案，對(duì)深基坑未來(lái)做出預(yù)測(cè)。4、BIM技術(shù)運(yùn)用信息化技術(shù)做到信息共享，將監(jiān)測(cè)得來(lái)的數(shù)據(jù)參照其他工程的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以有效判斷深基坑變形的原因，找到影響因素準(zhǔn)確進(jìn)行治理，從源頭進(jìn)行根治。

二、深基坑監(jiān)測(cè)方案

（一）檢測(cè)項(xiàng)目

深基坑檢測(cè)項(xiàng)目位于沈陽(yáng)市鐵西區(qū)基坑面積為8800平方米，設(shè)置四層地下室，基坑的深度為20米，基坑距離水源地有100米，基坑的土質(zhì)為砂質(zhì)粉土，基坑四周用連續(xù)墻進(jìn)行維護(hù)，用鋼筋水泥進(jìn)行支護(hù)工程?；拥陌踩燃?jí)為1級(jí)，為了保證基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行，及時(shí)了解基坑的變形狀況并且準(zhǔn)確給予相應(yīng)的調(diào)整措施，運(yùn)用現(xiàn)代化信息方式進(jìn)行基坑的監(jiān)測(cè)工作，要給設(shè)計(jì)部門(mén)、施工部門(mén)提供準(zhǔn)確無(wú)誤的變形數(shù)據(jù)，變形數(shù)據(jù)做到科學(xué)化、規(guī)范化，同時(shí)竣工驗(yàn)收也需要提供相關(guān)的準(zhǔn)確資料，因此采用BIM技術(shù)對(duì)深基坑進(jìn)行檢測(cè)。

（二）模型建立

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的圖紙以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，將基坑形狀，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周圍影響基坑的因素進(jìn)行記錄，通過(guò)軟件建立三維模型，具體的建模步驟主要有以下幾點(diǎn)：1、利用軟件中的場(chǎng)地建設(shè)建立地表模型，通過(guò)測(cè)量?jī)x器對(duì)基坑周圍的場(chǎng)地進(jìn)行平面坐標(biāo)的測(cè)量以及高度測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式為T(mén)XT格式后導(dǎo)入軟件中結(jié)合圖紙生成地表模型。2、利用軟件中的建筑地坪創(chuàng)建出基坑的三維模型。3、在基坑模型中將基礎(chǔ)構(gòu)件導(dǎo)入模型中，將樁基礎(chǔ)、土方、立柱樁等建立成文件，根據(jù)各構(gòu)件之間存在的空間結(jié)構(gòu)以及各構(gòu)件之間的位置添加平面坐標(biāo)以及其他的參數(shù)，形成了一個(gè)基坑的支護(hù)模型，模型中各個(gè)構(gòu)件的位置可以通過(guò)改變軸網(wǎng)以及高程的調(diào)整進(jìn)行改變。4、在基坑模型中安置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上添加檢測(cè)信息，檢測(cè)信息也包括基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及設(shè)置報(bào)警值，可以有效實(shí)行監(jiān)管，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)與基坑模型相連，設(shè)置編碼，模型的編號(hào)要與基坑實(shí)際的編號(hào)相一致。

（三）基坑監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)導(dǎo)入

在建立三維模型之后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到模型之中，三維模型通過(guò)對(duì)導(dǎo)入的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的讀取了解到基坑變形的程度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入后轉(zhuǎn)化成三維坐標(biāo)，變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)空間坐標(biāo)，將空間坐標(biāo)相連接變成曲線的變形監(jiān)測(cè)孔，生成變形的數(shù)據(jù)值，將隨機(jī)的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行變形模型與初始模型的對(duì)照，檢查是否存在誤差，得到任意時(shí)間點(diǎn)的變形數(shù)值云圖。

BIM技術(shù)運(yùn)用到深基坑監(jiān)測(cè)工程中，減少了管理人員對(duì)于紙質(zhì)數(shù)據(jù)的研究，將變形結(jié)果得到更清晰的呈現(xiàn)，節(jié)約了時(shí)間，提供了一種高效的監(jiān)測(cè)方法。

結(jié)語(yǔ)：

BIM技術(shù)是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)也被廣泛應(yīng)用，深基坑檢測(cè)實(shí)現(xiàn)信息化也是現(xiàn)在普遍追求的目標(biāo)，隨著越來(lái)越多難度大，深度增加的深基坑被要求建造，BIM技術(shù)被應(yīng)用，同時(shí)BIM軟件不斷推陳出新，得到了極大的完善，更多工程的相關(guān)單位開(kāi)始了解到BIM技術(shù)在工程應(yīng)用上的作用，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷完善，在深基坑監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用也將增多，一定會(huì)促進(jìn)深基坑監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展。

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（作者單位：云南全新世地質(zhì)勘察有限公司）