BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用浅析

发表时间:2021/7/15   来源:《建筑实践》2021年40卷8期   作者:张宇 魏海群
[导读] 当前,人们对建筑物的实际使用功能提出了多样化、个性化、
        张宇  魏海群
        杭州鲁能城置地有限公司  浙江杭州  310000
        
        摘要:当前,人们对建筑物的实际使用功能提出了多样化、个性化、高层次的要求,地下室结构变得更复杂。超高层建筑深基坑施工中,对BIM技术进行有效运用,可以更加清晰地显示地下室主体结构、基坑支护体系之间的位置关系。借助BIM,对深基坑进行深化设计、出图,能够为现场施工提供有效指导,确保施工进度、施工质量。
        关键词:BIM技术;超高层建筑;深基坑;施工应用
        引言
        我国城市随着现代社会经济发展涌现出越来越多的工程,建筑业逐渐朝着高层、超高层的方向发展。此种施工项目会在一定程度上受到施工区域狭小、周边建筑物复杂等外界因素的影响,这对现场施工组织管理工作的开展提出了更为苛刻的要求。例如:地铁线路从工程旁边经过可能会使得深基坑的支护结构体系变得更为繁杂。因此,工作人员一定要在具体工作的开展过程中对深基坑支护结构持有高度的重视和关注。高效应用BIM技术可以清晰地改善基坑支护体系和地下室主体结构之间的位置关系,有助于提升整体建筑结构的稳定性。此外,管理人员在开展基坑深化设计、基坑绘图等工作时可以积极发挥出BIM技术的优势,不仅可以推动现场施工作业的有序开展,还可以在缩短施工时间的同时提升施工现场的精细化管理程度。
        1BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用优势分析
        随着我国BIM技术在建筑工程施工领域中的广泛普及,其所具备的众多优势也逐渐地突显了出来,尤其是在深基坑施工中的应用优势极为明显,具体表现在以下几个方面,其一,可以有效地提升各项施工环节之间的关联性.现阶段,BIM技术在建筑工程施工领域中的普及率正在逐年提升,主要就是因为该种技术的应用可以保证各个施工管理部门之间的协同合作性得到提升。BIM技术可以有效地实现对深基坑模型的可视化处理,将抽象的文字描述方案逐渐的转化为三维立体模式,并保证各个部门管理人员都可以快速地了解到施工方案的具体内容,并结合本部门所搜集到的信息来对该模型进行完善以及调整,然后形成统一的方案落实到实际工作中。另外,BIM技术也具备信息交流的功能,部门之间在传递信息的过程中可以有效的借助该平台来完成信息的传递,而在对外交流的过程中也可以借助该平台与客户进行交流,传递精准的建筑工程施工信息。其二,可以有效地提升信息集成的便捷性,从本质上来讲,BIM技术属于一种数字技术,可以构建出满足超高层建筑深基坑施工需求的三维数字模型以及信息库,在这种情况下,相关的工程管理人员可以及时地借助信息库搜集到自身所需要的信息,并进行设计方案以及管理方案的制定。
        2BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用
        2.1应用BIM技术开展基础造型模拟
        超高层建筑深基坑施工中,针对基础施工,即±0.000以下的施工,应借助BIM技术的可视化、模拟性特征,对基础造型进行深化设计,明确各部位的空间位置关系,并准确掌握各类型基坑的标高、坐标信息,从而为施工定位放线提供有效指导。例如,某超高层建筑工程项目,基坑最深深度高达26.036m,采用AutodeskRevit软件,建立垫层模型,并使其完全满足各部位的规范造型需求,包括独立基础、塔吊基础、柱下墩、集水坑以及人防墙下条基等。同时,在考虑施工放坡的基础上,在软件中对测量点坐标进行预设,模拟各处点位、高程坐标,从而1:1模拟施工现场,将施工点位数据完整地显示出来,并进行重点部位三维出图。借助软件的坐标数据输出,并使用全站仪,为基础造型开挖提供有效的指导。


        2.2BIM建模规划
        (1)建模标准。BIM模型建立需要从不同的需求角度出发,且具有不同的建模标准。该工程应用BIM技术主要集中在施工方案优化、细部节点设计优化等方面。在基坑支护阶段可应用BIM技术对施工方案和细部节点的合理优化起到关键作用。随着施工进度的推进,结合现场实际建立模型,确保模型精度能够用于指导现场施工。(2)文件大小控制。该工程按照基坑支护形式将各单元模型支护结构拆分后建立模型。要合理控制模型文件大小,单一模型文件不宜过大,以此避免出现后续多模型合并后硬件设施反应过慢的问题,同时避免给现场实时浏览和下载带来不便。(3)模型坐标系统。所有模型和参照模型的坐标均与项目设计控制点保持一致。模型建立前使用Revit软件制作各专业样板文件,约定共同项目基点位置,按照设计控制点确定坐标。各模型文件可直接进行原点对原点链接,从而开展BIM协同建模工作。(4)构件信息规划。为方便项目后期进行局部模型检索和查询,在开始进行建模前,需要统一规定模型构件所包含的信息内容。在该工程中,BIM构件模型包含基本的尺寸、标高信息、材料的型号以及厂家等信息。
        2.3BIM技术在深基结构施工中的应用
        有效地将BIM技术应用到超高层深基坑施工过程中可以有效预防深基坑结构施工风险问题出现的概率,具体而言,相关的技术管理人员需要有效的运用AutodeskRevit软件系统来进行超高层建筑的支护结构和主体结构设计工作,该软件系统的运用可以有效的检测两种结构之间是否存在碰撞的问题。之后施工设计人员要结合模拟测试结果来审查出现碰撞问题的关键点,然后与相关设计部门负责人进行互动交流对设计方案进行调整,同时还要借助BIM技术来进行施工技术方案的编制以及施工成本的计算,从而提升施工管理的细致性,提升深基坑整体施工精准性。另外,相关技术管理人员还必须要借助BIM技术来对碰撞构建进行ID号设置,然后筛选出具体的碰撞构建来进行设计调整工作。
        2.4无人机技术辅助深基坑土方开挖
        在深基坑土方开挖前利用无人机倾斜摄影技术能够将地理设计的文理细节充分体现出来,达到深基坑影像数据信息优化的效果。如果存在较多冗余的图像那么会导致目标匹配度降低,精确性不足,并且难以高效地完成三维实体测量和3D信息模型的构建。最后,倾斜摄影测量工作中以及建模的关键组成部分就是分层显示技术和文理映射技术,通过利用这两种技术能够将三维模型的精确度和成效大大提升,有助于节省测量成本。现如今无人机测量技术凭借着自身操作灵活、经济性强、准确度高等诸多优点在深基坑施工测量中有着较为广泛的应用。建筑企业在开展航空摄影测量时可以充分发挥无人机的作用,保证影响数据信息的精确性、高品质。该技术已经广泛地应用于建筑行业中。近些年,无人机倾斜测量技术作为一种新型的测量技术,在倾斜角度影像信息和信息数据的获取方面可以通过增加摄像头和角度提升信息的全面性和准确性。无人机倾斜摄影所采集的数据和以往航测所获取的单一垂直影像信息相比较而言,前者可以在摄影过程中采集同一位置、多个角度、具有高分辨率的影像资料,而且其还可以在此过程中获取丰富的地物侧面纹理以及位置信息,这对于超高层建筑深基坑施工作业的有序开展有着重要的现实意义。
        结语
        超高层建筑深基坑施工中,可以应用BIM技术开展基础造型模拟、辅助基坑土方开挖、开展主体与支撑体系的碰撞检查模拟,从而保障深基坑施工质量。
        参考文献
        [1]王海龙,牛立舒,阙圣超,韩杨杨,崔寿凯.BIM+三维扫描技术在天津平安泰达金融中心超深基坑施工中的应用[J].施工技术,2020,49(22):83-86.
        [2]李叶.深基坑工程施工中BIM技术的应用研究[J].山西建筑,2020,46(20):100-101.
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