BIM技術(shù)在地鐵深基坑工程中的應(yīng)用

蔣元廷

摘 要：目前，我國高層建筑工程行業(yè)正在迅速發(fā)展，深基坑工程建設(shè)的好壞對高層建筑工程的穩(wěn)定安全有著直接的影響，以前的二維設(shè)計辦法具有很多弊端。建筑信息建模是指運用參數(shù)化模型指導(dǎo)工程設(shè)計、施工和運行的過程?；贐IM模型的過程項目的中央信息數(shù)據(jù)庫的建立過程，包括建立終生的所有實體和功能特征的相關(guān)信息，可以在項目的整個生命周期的服務(wù)，它為項目組成員之間的信息交流提供了便利，使提高項目的集成度和協(xié)作度成為可能。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；基坑工程；應(yīng)用

1、工程簡介

上海軌道交通14號線是目前路網(wǎng)中繼1、2號線之后的一條A型8節(jié)編組大運量的東西向的市區(qū)級的軌道交通線路。上海軌道交通15號線線路起自城市西南部的紫竹高新區(qū)站，沿蓮花南路—銀都路—老滬閔路—桂林路—古羊路—古北路—大渡河路—桃浦西路—連亮路—祁連山路走行，止于城市西北部的顧村公園站。線路全長約42.270km，均為地下線，共設(shè)30座地下車站，平均站間距1.439km，全線設(shè)一段一場，分別為元江路車輛段和陳太路停車場，全線共有10座換乘車站，分別與11條軌道交通線路換乘。本標段工程范圍：14、15號線銅川路站土建結(jié)構(gòu)工程。14號線銅川路站沿銅川路道路下方東西向布置，為地下二層雙柱島式車站，采用明挖順作法施工；車站外包總長度251.56m，標準段外包寬度24.04m；包括2、3、4/5號出入口及2組風(fēng)亭。15號線銅川路站沿道路下方南北向布置，為地下三層雙柱島式車站，采用明挖順作法施工；車站外包總長度193.48m，標準段外包寬度25.14m；包括1、6、7號出入口及2組風(fēng)亭。

2、深基坑BIM模型

采用模型AutodeskRevit軟件建立基坑的三維模型，將會有一個第一軸柱樁、攪拌樁、和鏈接支持Revit在CAD繪圖軟件，包括地下連續(xù)墻與墻漆，struts，腰梁，梁和梁元素，如繪畫、攪拌樁和工程樁和混凝土柱單元創(chuàng)建三維模型的基坑。與傳統(tǒng)的二維圖紙相比，三維模型實現(xiàn)了圖紙的可視化。通過三維模型，可以將支護樁結(jié)構(gòu)、內(nèi)部支護結(jié)構(gòu)和地下連續(xù)墻直觀完整地展示給現(xiàn)場施工人員，使施工人員充分理解設(shè)計意圖，避免因誤解造成的損失。在Navisworks軟件中，為了將基坑監(jiān)測信息與模型進行關(guān)聯(lián)，采用柱模型代替水平位移較深的連續(xù)墻斜孔。

3、基坑監(jiān)測信息實時查看

BIM軟件的主要功能之一是信息處理模型，所有實體和功能項目的信息存儲在一個BIM模型，不僅可以將相關(guān)信息在建模的過程中，也可以在模型完成額外的信息，如文本、圖像、許多軟件提供了用戶自定義參數(shù)或字段添加軟件原始或字段?；颖O(jiān)測是一個動態(tài)過程。隨著基坑工程的施工，在不同的施工階段會產(chǎn)生大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。然而，這些數(shù)據(jù)在建模時并不存在。Navisworks軟件中的“DataTools”工具可以實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)與模型的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與實際工況的同步。通過在Revit軟件中不修改或添加連續(xù)墻族參數(shù)的情況下向構(gòu)建的對象屬性添加附加信息，設(shè)計師的工作量大大減少。具體方法如下：

（1）利用Microsoft Excel創(chuàng)建的接地墻坡度測量參數(shù)數(shù)據(jù)。“GUID”值為基坑邊坡洞模型構(gòu)件的“GUID”?！癎UID”值是Revit創(chuàng)建的基坑模型為全局唯一標識時，軟件自動給出的構(gòu)件標識。“GUID”值是Microsoft Excel用于檢測與模型關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)記錄的惟一標識符，需要關(guān)聯(lián)的模型構(gòu)件的“GUID”值將從Navisworks特性復(fù)制到表的GUID字段中。

（2）使用“DataTools”工具設(shè)置需要關(guān)聯(lián)的Excel文件，正確輸入SQL語句，指定要查詢的數(shù)據(jù)庫表。這個項目中的特定SQL語句是“SELECT*FROM[$]”，其中“GUID”=%prop（“project”，“GUID”）。

其中，“%prop”為Navisworks的模型特征函數(shù)。它使用兩個參數(shù)：“item”和“GUID”返回用戶在Navisworks中選擇的模型組件的GUID值。

（3）輸入字段名，將表與模型關(guān)聯(lián)。打開關(guān)聯(lián)模型對象的“屬性”窗口，在“屬性”窗口中會出現(xiàn)“墻接地測坡”頁面。

（4）上述方法適用于Navisworks軟件的特定語言版本。例如，簡體中文版本是適用的，但Navisworks軟件不適用于其他語言版本，如英文版本。原因是%prop函數(shù)的第一個參數(shù)是中文的“project”，在不同的語言版本中參數(shù)的翻譯會有所不同。為了避免這種語言帶來的問題，可以使用一個與語言無關(guān)的函數(shù)：%intprop，該函數(shù)的第一個參數(shù)“LcOaNode”是內(nèi)部名稱，它與語言無關(guān)。從[MYM]中選擇*，其中"GUID"=%intprop（" LcOaNodeGuid"）；從[MYM]中選擇*，其中"GUID"=%intprop（" LcOaNodeGuid"）；這將正確地向模型添加額外的信息，即使是在軟件的英文版中。為模型添加附加信息的方法，使監(jiān)控人員從大量的釋放形式，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)共享，方便工作人員可以快速、準確地找出危險點和變形敏感，決定是否啟動應(yīng)急計劃，一邊查看實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，以提高工作效率。

4、復(fù)雜節(jié)點配筋

鋼到成千上萬的根在大型項目中，如果設(shè)計師畫的根，這種設(shè)計不僅機械和工作負載很大，那么可以使用歐特克公司提供擴展插件，這是高使用鋼筋插件，可以實現(xiàn)基坑支撐梁，束腰，冠梁鋼筋，如快。設(shè)計人員只需要在插件中定義加固參數(shù)、間距、主梁和箍筋的根數(shù)和位置，軟件就可以根據(jù)參數(shù)自動加固梁柱。但是變截面和異形體不能使用，只能根據(jù)Revit軟件中內(nèi)置的鋼筋命令來繪制鋼筋。

這個項目使用插件和Revit軟件的圖紙為每個加固鋼梁可以表達清楚，復(fù)雜節(jié)點組件的可視化、空間關(guān)系復(fù)雜，基坑支撐體系節(jié)點，在節(jié)點的梁加固后十字路口發(fā)現(xiàn)了大量的上角撐的上支撐和碰撞鋼筋，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整縱向鋼筋的位置，更重要的是可以非常直觀地測量鋼筋間距，滿足規(guī)范要求，確保鋼筋最小間距。通過這種方法，問題解決在施工之前，減少工人當綁定配置不合理和返工，由鋼筋通過建模進行了鋼在施工之前，使有關(guān)人員能理解關(guān)鍵節(jié)點的施工過程，并解決施工過程中可能出現(xiàn)的問題，發(fā)現(xiàn)圖紙中存在的錯誤，及時采取措施糾正錯誤，加快施工速度，降低工程造價。

5、深基坑工程4D施工模擬

施工場地狹窄，施工交替進行。利用Navisworks軟件可以實現(xiàn)基坑施工的動畫仿真，并找出合適的施工方案。通過4 d施工模擬，施工計劃進度和實際進度，每個施工步驟的順序和工序之間的聯(lián)系可以顯示直觀，生動，施工過程中的關(guān)鍵點和難點把握準確，并可以提前解決的問題。同時方便施工單位直觀了解施工情況，合理安排施工工藝，避免因施工工藝失誤造成的人員、材料、機器的浪費，確保工程高效、優(yōu)質(zhì)地完成。使用Microsoft Project軟件編制進度計劃，然后將進度計劃導(dǎo)入Navisworks中，使三維模型與時間相關(guān)，并用動畫模擬施工。施工順序模擬：攪拌樁───地下連續(xù)墻工程樁冠梁和1的支持，5在開挖，混凝土的支持，由于缺乏強化裝配工人不能滿足甲方確定節(jié)點的建設(shè)目標，建設(shè)單位與BIM技術(shù)人員溝通和討論，提出了一種新的施工方案、綁定訂單從原來的綁定第一對稱梁系第一個角撐梁鋼筋，并對施工進度進行BIM技術(shù)仿真，以滿足施工進度的要求，并衍生自Navisworks軟件的施工仿真動畫，進行現(xiàn)場直播。

6、結(jié)語

BIM信息可視化技術(shù)不僅可以清晰地表達基坑工程設(shè)計方案各個環(huán)節(jié)的難點，而且便于施工人員直接了解工程的設(shè)計內(nèi)容和施工技巧。BIM信息可視化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效地協(xié)調(diào)各個環(huán)節(jié)的工作，避免施工沖突，但同時，建筑模擬可以較早地發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的問題，以優(yōu)化和調(diào)整設(shè)計時間和提高基坑工程的施工質(zhì)量。

參考文獻：

[1]譚佩.BIM信息可視化技術(shù)在基坑工程中的應(yīng)用[D].廣州：廣州大學(xué)，2016.