BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用

BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用

周广升

中国二十二冶集团有限公司,河北 唐山 063000

摘要：随着建筑领域数字化转型步伐的日益加快，市场对BIM技术的需求也越来越高。在建筑领域应用BIM技术，能以建筑物为中心进行设计和管理，从而形成建筑信息模型；可实现对建筑物的全过程信息管理，包括设计、施工、使用和拆除等；能够达成多方协同设计目标，提高设计效率和精度；也可以实现各种不同设计软件之间的数据传输。结合BIM以上优势特征，有必要探讨超高层深基坑施工中BIM技术的实践运用。

关键词：BIM技术；超高层建筑；深基坑施工；应用分析

超高层建筑深基坑施工需要准确的土方模型，还面着复杂的地下管线布置和施工，为此，BIM技术可以发挥重要作用。一方面，在基坑土方模型的准确性上，BIM可以对基坑设计的土方模型进行精准的计算和分析，使得土方出土和置换等土方方案的设计能力大大提高。另一方面，管道布置的精度上，BIM可以对管道布置和管道走向进行完整的计算和仿真，保证管道设计和施工的质量和效率。与此同时，在施工进度的计划上，BIM可以对土方和管线方案进行精准的计算和排程，根据施工进度确定工程的关键路径，以及最优的施工方案。而在施工中的安全风险管理上，BIM可以对基坑施工现场及作业期间存在的安全风险信息进行管理和控制，以及帮助企业进行安全评估和评估。

一、BIM技术应用中的价值体现

（一）规划设计中的价值

超高层建筑的结构极为复杂，设计的工序环节较多，规划设计中结合BIM技术开展对应的工作，可以保障全方位的模拟、比对、分析等工作得以良好进行，为工程建设可行性、具备良好性能等提供保障。与此同时，利用BIM来设计工程，基于技术可视化设计、协同设计等功用的发挥，能够模拟、分析每项工段，也可以从工程中结构与设备、管线和设备等方面的碰撞问题出发，开展对应的碰撞检测工作，而这利于施工中不良影响的有效消除[1]。除此之外，BIM在工程组织规划方面，尤其是施工中各设备上发挥的协调作用十分突出，能够为施工图充分契合实际情况提供保障，使停工导致的二次修改、工期延长等问题的出现有效规避。

（二）施工建设中的价值

超高层深基坑施工中，利用BIM能够达到模拟施工的目的，可以对比工程设计图和施工方案，将最优工程规划、施工方案选择出来。利用BIM来指导工程的施工建设，比对设计和现实环境，能够对规划方案精准性、可行性等进行深入分析，有助于设计方案不符合现实施工情况这一现象的规避，进而促进施工质量的进一步提升[2]。除此之外，利用BIM也能够在一定程度上计算工程总预算，而该方面计算的突出特征就是精度较高，能够有效的统计工程量，也可以全方位的管理施工的每一环节。如此一来，自然能够极大程度便利管理人员工作的开展，人员的工作量也能大大减轻。

二、BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用

（一）深基坑施工设计中应用BIM

超高层建筑中，十分重要且与工程总体建设品质直接相关的一项施工作业就是深基坑，该方面施工作业进行前，尤为重要且不容忽视的作业内容就是施工设计。要想促进施工设计水平的提升，就可整合BIM技术和施工设计工作。具体应用中，第一，前期勘察、支护方案规划方面，可结合BIM技术开展相应工作，对地质、建筑结构、施工现场等各方面信息进行充分收集，之后在BIM系统中录入所收集信息，开展首次的分析、比对工作，从而将相对应的环境模型构建起来。而模型中，涉及的要素内容要包含地形及特殊建筑物、地下管线等，在此基础上开展具体计算工作[3]。设计支护方案时，要基于信息的充分收集，将健全三维实体模型搭建起来，同时也要科学规划基坑竖向、水平维护结构模型，之后围绕模型进行分析，将不符合现实的地方找出。

（二）深基坑开挖中应用BIM

深基坑的开挖关乎着深基坑总体的施工效果，要想实现精确开挖目标，就要高效化的应用BIM技术，即借助该技术全方位的收集建筑所在地有关数据信息，在此基础上将3D模型构建起来，以坚实的数据基础来辅助深基坑开挖的顺利进行。该环节有关数据信息收集的过程中，可配合无人机倾斜摄影测量技术来进行具体的工作。无人机设备的突出优势体现在易于操作、灵活性较高、便捷化特征十分突出等方面，有助于高分辨率、高质量影像数据信息的获取。而基于该技术清晰度和精度较高、范围较大等优势的应用，全方位感知复杂场景，从而与数据采集设备高效化、数据处理流程专业化等优势相结合，能够直观且全面反映地貌、地物位置等[4]。而在详细及准确数据获取的情况下，可以此为前提将3DGIS模型构建起来。超高层建筑的深基坑施工中，通过这一3D模型的应用，可以精确计算土方开挖量，能够极大程度辅助开挖作业的顺利推进。与此同时，开挖中基于3D模型来动态化分析开挖高程，能够使欠挖、超挖等一系列问题切实规避，可以为开挖施工质量提供最大限度的保证。

（三）深基坑支护中应用BIM

深基坑施工中，作用不容忽视的就是支撑体系，其属于深基坑施工中必不可少的重要作业内容。但值得注意的是，由于支撑体系一般都十分复杂，且虽然在设计阶段对结构主体、支撑体系间空间位置关系等进行了考量，但某些部位仍然可能会和结构出现碰撞现象。特别是多道内支撑体系之中，较为常见的一种问题就是碰撞。设计阶段，易于确定的是剪力墙和支撑力柱等之间的关系，所以该方面碰撞问题很少出现。但由于很难确定结构、支撑体系位置关系，所以碰撞现象极易出现，如结构梁、支撑立柱碰撞、框架柱等和支撑梁碰撞。以上问题的规避上，就可利用BIM，以结构、支撑体系为立足点，开展对应的碰撞模拟，达到事前防控目的的同时，使施工中的风险最大限度的减少。比如某工程中以主体结构、深基坑支护体系为立足点开展碰撞模拟试验时，可利用AutodeskRevit软件，并与设计方相结合来优化、调整支护体系，同时与现场实际有机结合，将最佳施工技术方案制定出来，此时利于施工费用的精准计算，能够有效控制施工风险。具体而言，该方面碰撞模拟试验进行中，需要先利用AutodeskRevit软件，将深基坑支护BIM模型积极构建起来，之后以竖向、水平两个方为立足点来拆分模型，这样即可以分别检查主体和竖向支撑、主体和水平支撑等之间的碰撞关系。

三、BIM技术应用中的注意事项

第一，需要建立合理的基本建模标准、设计标准和施工标准，为BIM建模做好准备。

第二，在BIM建模时，应该采用可重用的模板和元素，提高建模效率和数据质量，同时可以建立基于BIM的标准构件库。

第三，在BIM施工过程中，应结合工程进度和变更及时更新BIM模型，并严格按照BIM建模标准进行模型管理。

第四，在BIM应用过程中，需要全面考虑各个角度和因素，避免出现误差和变化，同时需要加强交流和沟通，确保工程进度和质量。

结束语：

BIM建筑信息模型技术是一种基于数字化技术的建筑信息管理和交流平台。在建筑领域中，BIM技术可以起到优化设计、提高施工效率、提高项目质量、降低项目成本等作用，所以关于其在深基坑施工中应用的探讨现实意义极大。

参考文献：

[1]孟明.BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用[J].砖瓦,2021(4):164,166.

[2]李建钢.BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用[J].建材发展导向（下）,2021,19(9):164-165.

[3]张学峰.BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用浅析[J].中国设备工程,2021(9):21-22.

[4]刘赛.BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2021(12):97-98.