BIM在基坑工程中的應(yīng)用

1、第1章基坑工程BIM應(yīng)用簡(jiǎn)要：為保證下穿鐵路頂進(jìn)框構(gòu)基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)的平安和周?chē)h(huán)境不受 損害而采取的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、降水和土方開(kāi)挖與回填，稱(chēng)為基坑工程。我國(guó)鐵路建設(shè) 的開(kāi)展涉及到大量下穿鐵路為保證下穿鐵路頂進(jìn)框構(gòu)基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)的平安和周?chē)h(huán)境不受損害而采取的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、降水和土方開(kāi)挖與回填，稱(chēng)為基坑工程。我國(guó)鐵路建設(shè)的 開(kāi)展涉及到大量下穿鐵路，因此，基坑工程是我國(guó)地基根底領(lǐng)域的重要研究方向。(1) BIM在基坑工程的應(yīng)用目標(biāo)通過(guò)創(chuàng)立基坑BIM模型，打破基坑設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)間的隔膜，直觀(guān)表達(dá) 工程全貌，實(shí)現(xiàn)多方無(wú)障礙信息共享，讓不同團(tuán)隊(duì)在同一環(huán)境下工作。通過(guò)三維 可視化溝通，全面評(píng)估基坑

2、工程，使管理更科學(xué)、措施更有效，提高工作效率， 節(jié)約投資。(2) BIM在基坑工程的應(yīng)用內(nèi)容地下基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)三維模型的建立； 工程所在環(huán)境三維地質(zhì)模型的建立； 基 坑開(kāi)挖各工況施工順序的模擬；自動(dòng)統(tǒng)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)各局部的工程數(shù)量； 三維模型 轉(zhuǎn)二維的自動(dòng)成圖；基于BIM的基坑信息化施工與檢測(cè)。(3) 應(yīng)用業(yè)務(wù)流程1收集工程相關(guān)巖土工程地勘報(bào)告和設(shè)計(jì)資料，獲取地形、地質(zhì)數(shù)據(jù)， 建立三維地質(zhì)數(shù)據(jù)模型。所謂三維地質(zhì)建模，是以原始數(shù)據(jù)為根底，建立反映地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、構(gòu)造關(guān) 系及地質(zhì)體內(nèi)部屬性變化規(guī)律的數(shù)字化模型。2獲取周邊建筑物、道路及地下管線(xiàn)等設(shè)施的數(shù)據(jù)，建立施工場(chǎng)地布置 模型。3導(dǎo)入地形數(shù)據(jù)模型及施工場(chǎng)

3、地模型數(shù)據(jù)，進(jìn)行基坑工程的支護(hù)體系模 型建立。4土方開(kāi)挖施工方案設(shè)計(jì)及施工模擬。5根據(jù)土方開(kāi)挖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及地形數(shù)據(jù)進(jìn)行土方算量。6導(dǎo)入基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)存放在Excel中，通過(guò)讀取數(shù)據(jù)生成基坑邊形形狀， 可查看臨界區(qū)域 和超限危險(xiǎn)點(diǎn)，還可將某時(shí)間點(diǎn)的變形模型與初始模型疊合并進(jìn)行誤差檢驗(yàn)。7基坑監(jiān)測(cè)人員及管理人員確定危險(xiǎn)點(diǎn)后調(diào)取基坑監(jiān)測(cè)報(bào)表，確認(rèn)危險(xiǎn) 點(diǎn)是否屬實(shí)并及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。糾11 *卜MlI Tfl*ftt上方甘r2Si垃屯 ft!P時(shí)斷奎暢BHHitAtkVh.吒:井祈IRAM 酣理魁立爭(zhēng)血&朗(4) 應(yīng)用軟件方案基坑工程BIM應(yīng)用軟件有多種選擇，常用的有Civil3D、Revit

4、、Navisworks、Ansys 等。場(chǎng)地建樓、Revit 地質(zhì)建模、Civil 3D j廣支護(hù)結(jié)構(gòu)模虻. Revi t jRVT+廣土方計(jì)算L RevitNWC廠(chǎng)施壬模擬、Jiavi sworks；RVTDWGRVT 基坑工稅模型1hr-基坑監(jiān)測(cè)1Revitj1 ANSYS )NWC廠(chǎng)*、碰響檢查I Navisworks j星坑工程BIMfi用軟件方案(5)基于Autodesk 軟件利用AutoCAD Civil3D 建立地質(zhì)模型，Autodesk Revit 建立支護(hù)結(jié)構(gòu)模型及施工場(chǎng)地模型，三者在 Revit中整合形成基坑工程模型。在 Revit進(jìn)行基坑工 程施工流水段劃分及土方算量，N

5、avisworks進(jìn)行土方開(kāi)挖及支護(hù)結(jié)構(gòu)施工模擬。Ansys獲取基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)存放在 Excel表格中，Revit通過(guò)讀取該 數(shù)據(jù)生成基坑變形形狀。6其他軟件對(duì)于特殊基坑工程，如崖壁類(lèi)基坑，軟件難以建模，可借助三維激光掃描儀， 通過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理逆向建模，然后在 Revit中進(jìn)行模型整合及相關(guān)應(yīng)用。7建模方法地形模型建模法常規(guī)地形建模方法，可通過(guò)勘察獲取的高程點(diǎn)或等高線(xiàn)為根底數(shù)據(jù)，導(dǎo)入BIM軟件自動(dòng)生成三維地形模型。對(duì)模型精度要求高，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較復(fù)雜的地 形，可以采用三維激光掃描方式，獲取現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)形成三維BIM模型，實(shí)現(xiàn) 逆向建模。地質(zhì)模型建模法利用Civil3D、Revit等將巖

6、土工程勘察成果建立三維可視化地質(zhì)模型并與其他專(zhuān)業(yè)進(jìn)行協(xié)同工作，是將 BIM技術(shù)應(yīng)用于巖土工程勘察領(lǐng)域的一條途徑。三塩地質(zhì)帳型支護(hù)結(jié)構(gòu)建模法基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐體系或錨固體系模型，可直接用BIM軟件如Revit建模，并與地質(zhì)模型在同一軟件平臺(tái)進(jìn)行整合。施工場(chǎng)地建模法施工環(huán)境及場(chǎng)地布置模型，可直接用現(xiàn)有的BIM軟件如Autodesk Revit對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行規(guī)劃布置并建模，并與基坑模型在同一軟件平臺(tái)進(jìn)行整合。(8) 應(yīng)用成果三維可視化BIM模型基坑施工BIM模型包括：地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型、支護(hù)結(jié)構(gòu)模型和施工場(chǎng)地模型以地勘報(bào)告為初始數(shù)據(jù)，將二維地勘資料轉(zhuǎn)換成三維地勘模型， 在Revit中 與基坑結(jié)構(gòu)模型合并，

7、可實(shí)時(shí)、任意視角查看地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件與不同深度土層之 間的關(guān)系，快速查看土層屬性信息，指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工。施工模擬在輸入相關(guān)信息后，可直觀(guān)地看到土方開(kāi)挖和支護(hù)施工過(guò)程、周邊環(huán)境變化、 建成后的運(yùn)營(yíng)效果等。同時(shí)可以科學(xué)指導(dǎo)方案優(yōu)化和現(xiàn)場(chǎng)施工， 方便業(yè)主和監(jiān)理 及時(shí)了解工程進(jìn)展?fàn)顩r，讓更多非專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域人員參與進(jìn)來(lái)。工程算量根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件定義對(duì)應(yīng)的屬性、 名稱(chēng)，在視圖區(qū)可自動(dòng)生成工程明細(xì)表，明細(xì)表中可根據(jù)需求查看任意命名構(gòu)件的工程數(shù)量。1巒 d基坑工程BIM管星F I?I - v信息化施工利用信息模型，有效地避開(kāi)地下管線(xiàn)，協(xié)同各施工作業(yè)平安施工。將地勘模 型集成到Revit中，并賦予土層屬性，使監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工人員能在平臺(tái)上進(jìn)行 設(shè)計(jì)、校核工作。信息化監(jiān)測(cè)將BIM技術(shù)引入基坑工程監(jiān)測(cè)工作，以解決以往在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè) 過(guò)程中不能直觀(guān)表現(xiàn)其變形情況和變形趨勢(shì)的缺點(diǎn)。W里 J* 牛-Jr_出虹 曰基于基烷監(jiān)測(cè)通過(guò)BIM技術(shù)將基坑的形狀、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境以及各類(lèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)建立模型，在模型中導(dǎo)入每天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并采用 4D技術(shù)+變形色譜云圖的表現(xiàn)方式方便工程師