苟辽东 朱登
中国建筑第二工程局有限公司 重庆 400000
摘要：随着我国高层、超高层建筑以及地铁、地下商场、隧道等地下空间的开发，深基坑工程越来越多。传统的深基坑支护施工方法在协同设计方面存在效率低下、数据传递可靠性低、信息表达不准确等缺点，基于BIM技术的基坑设计与应用成为关注的重点问题。本文就简要阐述了基坑工程特点、BIM技术在基坑工程设计中的应用优势及BIM技术在基坑工程设计中的应用。
关键词：BIM技术；基坑工程；设计；应用
引言：随着我国经济水平的不断提升，高层建筑、城市地下空间、地铁等工程的开发，使得基坑开挖深度、规模与数量等日益增加，传统的二维设计模式已经不能满足基坑工程施工进度、质量、成本等方面的管理要求，合理的进行基坑支护设计，减小基坑施工过程中对周围环境的影响，提高基坑工程的施工质量等已经引起了人们的高度重视。将BIM技术引入基坑工程中，通过创建基坑支护结构的BIM模型，通过三维可视化模型加强对施工成本、进度计划及质量的直观控制，既可以提高工作效率，降低差错率，也可以减少现场返工，节约投资。
1BIM技术简述
所谓的BIM技术就是建筑信息模型，通过对工程项目中各种数据信息进行使用，发挥出CAD的优势开展建模工作，把工程项目中各种真实有效的信息转变成计算机数据，在这一基础上调试工程。BIM在整个工程建设中所表现出的优势能够在建筑设计中得到应用，并且结合相关规范来针对性地对项目工程不同阶段进行全面和深层次的分析，对工程进行全方位、直观的描述，并且以发展和全面的眼光来设计建筑工程，给出有效的指导和参考。还能够对不同的设计方案进行建模，通过分析数据，在这种基础上选择有效的设计方案，该种技术所具有的功能决定其对建筑设计的作用。
2基坑工程特点
2.1地域性特点
不同地域的深基坑由于土体性质不同而存在差异性，相同区域的不同部位它们的土层分布、水文地质等也会有区别。所以针对不同的基坑工程项目，都不能凭借经验取值来对基坑进行设计分析，得具体情况具体考虑。
2.2易受环境影响
基坑工程在进行开挖施工的时势必会导致基坑侧壁水平位移及周边地表发生沉降，如果支护结构设计不合理会对周边建筑、道路等造成影响威胁人们的生命财产。所以要充分考虑周边环境复杂程度来对基坑进行等级划分及变形控制标准制定。
2.3高风险性
基坑工程集地质工程、岩土工程、结构工程等于一体的综合性工程，因此具有难以预料性及突发情况比较多的特点，风险较大容易发生意外，必须时时对基坑进行监测且对可能的突发情况提前做好预案。此外，严格控制基坑工程的施工质量及操作规范化也非常重要，不能有任何疏漏及偷工减料，否则会带来非常严重的后果。
2.4施工工期短
基坑工程在建设项目的整个成本中占有非常高的比例，因此控制基坑的施工工期对节约项目成本非常有利，这就需要考验施工团队的管理水平，来制定有效的基坑开挖方案既能保证基坑开挖的安全稳定，又能在最短的时间内完成对基坑的开挖。
2.5质量要求高
基坑的成功开挖不仅对主体结构的安全施工很重要，并且它的稳定性对周边建筑、市政管道、道路等的影响也是非常大的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基坑的开挖使原有土体的应力平衡遭到破坏，会引起坑壁土体侧移及周边地表产生沉降，高质量的基坑开挖产生的这些影响较小，低质量的基坑开挖会危及周边建筑、道路、人身安全等。
2BIM技术在基坑工程设计中的应用优势
2.1实现各专业协同设计和信息共享
项目信息数据库是在BIM模型设计中同步进行的，其中的信息包括基坑、周围的环境以及实物功能特征。当修改某一个对象时，该对象在其他的专业设计中也会紧跟变动。在这个数据库中施工人员就可以更方便的交换信息，提高项目进度和节约成本。BIM模型结构不再采用过去的二维设计方案，而是利用其可视化特性，呈现出各个不同专业的构件的三维立体结构图形，避免管线与其他配件之间的冲突，减少各种图纸的错、漏、缺等现象，从而大大提高建筑空间的利用率和各专业之间的配合、协调。
2.2实现BIM附加价值
根据基坑自身周围丰富的数据库建立基坑支护BIM模型，在基坑设计、施工、监测等的整个阶段都可以根据此模型作为依据。可以依靠创建完成的模型进行施工模拟，解决施工的复杂化，提升工程质量与工期;可以利用该模型的数据库做预算，控制工程成本;可以结合动态模拟结果，实现虚拟与现实模型监控，达到虚拟模仿现实监测等，从而让各个专业可以直接地通过BIM模型的信息共享与沟通的特征让各方都可以参与进来。
2.3弥补传统设计方案的不足之处
计算与绘图是目前基坑支护设计中不可缺少的两部分。专门的计算软件根据工程信息创建计算模型，设计者根据计算模型的数据信息，并自行设计设计说明、平面图、材料表等，由于是人工计算绘制的，因此难以避免碰撞、错位，尺寸标注等错误，这就会导致各种复杂的平面、立面以及剖面图之间的信息互相冲突。而利用BIM技术创建基坑支护结构模型，可检测碰撞。
2.4实现虚拟化和智能化
基坑工程各个阶段的效果图以及动画可以利用BIM强大的特性:建模、渲染、动画技术等来解决以往由于基坑的复杂性，导致无法按设计图纸的要求来进行施工等问题。可以利用BIM创建的模型进行碰撞检测，优化基坑支护设计方案可以根据碰撞检查的结果来设计最佳方案。
3BIM技术在基坑工程设计中的应用分析
3.1工程进度管理
BIM技术可以模拟和研究建筑工地的设施储备和场地划分的内容。根据视觉环境选择最佳方案，不仅能防止工程技术问题，而且能解决施工现场材料堆积、加工、材料运输混乱等问题。施工效率得到了提高，避免材料储备对周围生态环境的不科学影响。
3.2工程安全管理
工程建设的安全管理关系到工程建设的质量和进度。根据BIM可视化技术，对安全事故进行了仿真和推导，明确了事故的危险性。结合仿真信息，提出了工程安全管理的有效解决方案，在出现意外安全问题、防止严重经济损失和人员伤亡的情况下，设计出有效的安全逃生路线。
3.3工程质量管理
BIM模型的建设可以迅速挖掘设计图纸中存在的问题，提高设计图纸的效率和质量，防止施工进度在施工期间受到设计问题的影响。随着BIM可视化技术的改进，设计师可以通过集成以前基坑工程的立面图和截面图来自动生成所需的模型，这不仅可以降低工作压力，而且有助于防止设计问题。
3.4工程成本管理
目前，基坑工程造价管理存在一些问题。如果在成本计算中只使用建筑预算和预算数据，成本控制不能统一，建设成本将不稳定。BIM模型包含了基础坑项目所有组件的经济成本信息，财务人员可以根据具体信息计算组件的成本。
结束语：BIM技术促进各个不同的专业在同一个平台里，实现信息的共享，不仅增加各个不同专业的工作效率，而且还可以明显的降低差错率，避免返工甚至更大的损失，让施工方案最优化，实现附加价值的最大化。目前我国BIM技术在深基坑支护工程中的运用，仍然面临着很多技术上的问题，今后将继续深入学习BIM技术。
参考文献：
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[2]谭佩,陈立朝,周龙翔.BIM技术在深基坑施工中的应用[J].广州大学学报(自然科学版),2016,15(01):64-68.
[3]慕冬冬,付晶晶,胡正欢,邵凌,黄立鹏.BIM技术在深基坑工程设计中的应用[J].施工技术,2015,44(S1):773-776.
论文作者:苟辽东,朱登
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：基坑论文; 工程论文; 模型论文; 技术论文; 信息论文; 成本论文; 工程设计论文; 《防护工程》2018年第28期论文;