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摘要：现阶段，新建工程领域当中是 BIM 技术应用研究的主要内容，但是对于现有建筑加固与后期运营维护的相关研究上，有关研究还是比较匮乏的。本篇论文主要对现有建筑与新建建筑在 BIM 应用的需求方面进行了划分，并且进行了相应的归纳，从而指出目前 BIM 技术在已有建筑检测、加固设计等方面存在的不足，希望可以为相关的工程技术人员提供有效的参考。
关键词：BIM技术；既有建筑；检测；应用
1BIM 技术在既有建筑检测中的应用需求
1.1我国 BIM 技术的发展与政府政策导向
2015 年 6 月 16 日，住建部专门制定了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》，标志着全国转入了全面推行 BIM 技术的新阶段。各级地方政府积极推广 BIM 技术应用，要求政府投资项目必须使用 BIM 技术，这无疑促进了 BIM 技术在既有建筑检测鉴定领域的推广应用；另一方面，既有建筑检测项目往往建设年代较早、周围环境复杂，后续改造加固施工需考虑的因素较多，安全风险较高，传统的管理方法已不能满足实际工程需要。因此既有建筑检测阶段的模型可以成为后续改造加固的重要技术依据，使工作效率大大提高。
1.2智慧城市的发展需要
智慧城市是以下一代互联网、物联网、云计算等新型信息技术为基础，由信息化、数字化向智慧化发展的新型城市发展模式。智慧城市是未来城市化进程的大趋势。BIM 技术是智慧城市发展的基础之一，它以软件、硬件、系统集成开发为一体，承载了城市建设的技术和数据等资源。
1.3既有建筑后期改造加固的需要
既有建筑在使用过程中的改造加固设计、施工与新建工程的设计、施工之间存在较多区别，归其本质是工程条件的不同。此外，改造加固工程与新建工程在信息表现形式、组织构架以及应用主体和趋向等方面也有较多不同。因此，将 BIM 技术引入到既有建筑检测鉴定、改造加固领域是十分必要且具有重要意义的。
1.4既有建筑后期运营维护的需要
BIM 模型将分散的材料设备进行整合，将三维可视模型与综合智能建筑监控系统结合起来，达到高效管理。基于 BIM 模型的运维工作模式能够帮助业主方获得准确详细的项目信息，结合相关软件实现对项目的数字化管理提高运维工作效率，避免因信息错误或缺失造成的重复工作和浪费人力物力资源，提升运用维护准确率。在 BIM 技术在运维阶段的应用内容主要包括物业管理、资产管理、灾害应急模拟和空间管理。
2BIM 技术在既有建筑检测加固中的具体应用
2.1案例分析
延安某公司宿办楼位于延川县，靠山临河，场区由填挖改造黄土V型沟建成。宿办楼为一幢三层砖混结构建筑，条形基础，结构安全等级二级。2014年5月下旬，进行基坑大开挖。开挖基坑底标高至-3.5m，采用1.5m厚3：7灰土进行回填，经检测，灰土垫层地基质量满足地基承载力设计要求。2014年底，宿办楼主体结构完成，2015年9月工程完成后即投入使用，2016年12月完成交（竣）工验收。
2.2BIM技术的合理应用改善
经多方论证对于宿办楼地基不均匀沉降，采用坑式静压桩托换法处理。坑式静压桩托换法采用既有建筑物自重做反力，用千斤顶将桩段逐段压入土中的施工方法。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）要求，桩尖应穿透湿陷性黄土层，并支撑在⑤-碎石土层或⑥-强风化砂岩中，桩尖插入深度不宜小于0.3m。
在地基加固施工处理中采用BIM技术布设静压桩位置，根据地基勘探报告及预应力测算静压桩长度，利用BIM计算开挖导坑位置及尺寸，更直观的进行施工。
2.2.1在改造加固设计阶段
BIM 技术将既有建筑的信息进行具体化、可视化表达，将现场检测的既有建筑现状通过三维模型的方式展示出来，体现出既有建筑改造加固与新建工程的本质区别，即工程限制条件 － 结构形式、操作空间、构件损伤与力学性能等。在此阶段，BIM 技术主要可应用于以下几个方面：
（1）根据检测鉴定阶段已建立的 BIM 模型，快速提取结构现有信息数据，对比既有建筑改造前与改造后的建筑功能、结构形式、关键节点及构件的构造情况、力学性能等，预判可能出现的加固情况，是否会对既有建筑的建筑功能或者施工产生影响，优化设计方案。
（2）根据检测鉴定阶段已建立的 BIM 模型，划定改造加固技术的可用操作空间，避免选定的加固方案中设备在运输、安装与使用过程中与既有建筑结构场地发生冲突。
（3）当通过增加辅助构件对既有建筑进行改造加固时，利用 BIM 技术可以快速进行不同构件之间的碰撞检查，规避推倒重来式的浪费。此外，对既有建筑进行局部拆除工作时，BIM 模型也能起到较好的指导作用，方便拆除方案的制定。
2.2.2在施工阶段
在改造加固工程的施工阶段，BIM 技术主要可应用于以下几个方面：首先，采用BIM 技术模拟施工现场，在模型中叠加既有建筑结构中新增或准备拆除的构件，指导施工，减少对原有结构的破坏；然后，BIM 技术可根据实际发生的建筑加固处理结果，采用参数化对既有建筑原有的建筑信息模型进行修改并更新，提高改造加固施工与验收效率；最后，BIM 技术可以同步提供关于建筑质量，进度以及成本的信息。例如下图由河北建研科技有限公司对预应力加固技术的分析：
预应力加固
外加预应力加固法是指采用预应力筋对建筑物的梁、板、柱或桁架进行加固的方法。这种方法不仅具有施工简便的特点，而且可在基本不增加梁、板截面高度和不影响结构使用空间的条件下，提高梁、板的抗弯、抗剪承载力，改善其在使用阶段的性能。这主要是因为预应力所产生的负弯矩抵消了一部分荷载弯矩，致使梁（板）的弯矩减小。
3BIM技术在既有建筑检测加固中的应用方向
目前，BIM 技术正在向深层次、全周期、协同化方向发展，未来必将应用到建筑全生命周期的各个阶段，国家标准将建筑全寿命期阶段划分为策划与规划、勘察与设计、施工与监理、运行与维护、拆除或改造与加固五个阶段。既有建筑的检测加固作为建筑使用过程中功能改善或运营维护的重要技术支撑及参考依据，可以划分在建筑全生命周期的第五阶段。然而，BIM 技术目前的应用研究主要集中在新建工程的建筑设计和施工方面，对于在既有建筑检测鉴定，改造加固设计与施工领域的应用研究尚未涉及。由于，BIM 技术是近几年才得以大力推广和应用的，因此绝大多数设计和建造年代稍早的既有建筑都未采用 BIM 技术进行一体化设计，这些既有建筑在实际使用和运维过程中也缺乏相应的模型。随着国家信息技术的推广应用以及智慧城市建设发展的需要，根据现场检测结果建立符合实际情况的既有建筑，信息模型也是不可缺少。
另一方面，既有建筑在使用过程中的改造加固设计，施工与新建工程的设计，施工之间也存在较多区别，归其本质是工程条件的不同，主要表现在：第一，改造加固必须考虑既有建筑的现状，包括结构构件的实际材料强度、损伤情况、力学性能、实际空间位置等；第二，既有建筑往往位于城市中心，需要尽量减少施工过程中对项目周边居民的影响，此时根据实际的场地情况进行合理的场地规划和布局是至关重要的；第三，改造加固项目往往设计，施工协同困难，待结构构件敲开后，设计图纸有时会根据实际情况做多次调整，同时改造加固施工可能涉及到化学植筋、粘贴碳纤维、粘钢、焊接、屈曲支撑和阻尼器等较多工艺和技术，现场管理繁杂。此外，改造加固工程与新建工程在信息表现形式，组织构架以及应用主体和趋向等方面也有较多不同。
结语
综上所述我们可以看出，现阶段的 BIM 技术仍存在一定的不足，造成这一现象出现的主要原因就是既有建筑检测加固等方面的研究较为匮乏。对于既有建筑检测加固的实现而言，BIM 技术的合理应用不仅可以促进大型公共既有建筑全面信息化的管理，尤其是对于现阶段各种各样的既有建筑检测加固项目来说，BIM 技术对其具有较强的工程应用价值。
参考文献
[1]杨剑锋.既有建筑工程中无损检测技术的应用[J].建材与装饰，2017（47）.
[2]何春凯.浅谈既有建筑混凝土中氯离子含量的检测方法[J].工程质量，2010（11）.
论文作者:石立岩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/11
标签：建筑论文; 技术论文; 工程论文; 模型论文; 阶段论文; 预应力论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;