摘要:岩土工程勘察作为建筑行业中最基础的一环,长期以来缺乏与BIM的联系。上述岩土工程勘察BIM初步实践表明,利用现有BIM软件使岩土工程勘察成果实现三维可视化,对提高岩土工程质量具有很大帮助,在统一的标准下有望实现上部建筑结构与其地下空间工程地质信息相融合。由于受到目前研发水平等因素的影响,BIM在岩土工程勘察中的应用存在诸多局限,但其已成为岩土工程领域发展的趋势,未来如何积极应对还需要更多的思考和实践。
关键词:BIM技术;岩土工程勘察;应用
引言
BIM技术是英文缩写,实际指的是BuildingInformationModeling,从英文意思可以理解出BIM实际上是建立一种信息化的模型。通过建立信息化的模型,可以使得BIM技术在岩土工程勘察中起到至关重要的作用,在进行项目设计的时候,可以利用该技术对整个模型进行数字建模,在施工和运营过程中也可以利用模型来解决实际施工中遇到的问题。这种技术主要是利用计算机等信息化技术对施工和运营中出现的问题进行解决,通过利用信息化的技术,可以对建筑工程中的物体进行详细的描述。
1岩土工程概述
岩土工程可以作为地质工程的一个分支,两者的联系非常的紧密。在岩土工程建设的时候,主要涉及到混凝土、钢材、桩基等材料与技术,通过对裂缝和土质间隙的有效控制,提高施工的质量。在岩土工程建设之前,需要对地质环境进行有效的勘察,从而对施工区域的地质环境进行全面系统的掌握。目前我国岩土勘察工作主要包含有:地质调查、测绘工作、物理勘探、遥感勘察,根据勘察的数据信息,编制岩土工程的数据报告,为岩土工程的建设提供准确可靠的信息支持。
2BIM的基本特征
BIM技术在进行设计的时候可以达到可视化的目的,整个项目在勘察、设计、建设、运营等过程中都可以实现可视化的过程。在遇到问题的时候,可以利用可视化过程对数字进行分析,从而得出高效的决策,通过对现实物体进行数字建模,可以更好的确定施工方案,还可以对整个施工过程中的成本进行控制。另外,在对一些复杂项目进行设计的时候,可以做到一定的优化,因为技术的革新会推动着项目不断地完善。
此外,在项目设计完毕后,还可以对项目中出现的问题进行检查和矫正,并且制定合适的解决方案形成记录资料,以便在之后的工程项目中吸取经验教训,避免出现相似或相同的问题。
3岩土工程勘察中的BIM标准
BIM的几何模型承载着信息,需实现不同专业间在同一平台的信息共享。为此,首先需要创建关联属性数据库,包含与整体模型相关联的工程基本信息,与岩土层模型相关联的地层信息、钻孔信息、原位测试信息及室内试验信息。属性数据库要具有开放性和兼容性,能实现不同软件间的转换。
其次,BIM技术的应用涉及到建设项目全生命周期的各阶段和众多参与方,要想通过BIM来实现建设过程中的协同设计、技术集成与信息共享等目标,就必须制订一套完整的BIM相关标准来明确界定和规范操作。当前的研究也显示,现有建筑行业体制、国内标准规范的差异是推广BIM应用亟需突破的主要障碍。P-BIM标准是基于中国BIM发展联盟(ChinaBIMUnion)创新“P-BIM”理念,与国家标准《建筑信息模型应用统一标准》(GB/T51212—2016)一起,共同构成符合我国工程实际的BIM应用标准体系。目前有多项P-BIM标准正在立项,其中《岩土工程勘察P-BIM软件功能与信息交换标准》中明确约定了岩土工程勘察子模型信息,可作为BIM应用的参考。有了标准的内容和格式,BIM应用还需软件来实现,对于岩土工程勘察BIM的应用抽象成软件的功能来讲有一些公用的需求,包:①三维地层可视化;②地层等相关属性的查询;③任一点地层柱状图的提取;④任意剖切面与横切面的生成;⑤任意的开挖与剖切;⑥任意地质体体积量的计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为有了公开的图形格式和属性数据库格式,许多BIM软件都可以实现三维地层可视化,而对于一些更复杂功能的需求,如任意开挖和剖切,并不能实现所有软件都具备该功能。因此需要开发能够转换的应用接口,如此才能实现交接双方对模型信息的直接共享。
4BIM技术在岩土勘察中的应用
4.1地质表层的应用
岩土工程地质界面形态具有不规则性,在传统的数学理论和建模技术的应用中,对于地层尖灭、断层错动等不规则地质界面,很难采用计算机模拟,上述问题可以通过阶段建模和数字共享解决。数字共享在在各个阶段发挥重要的作用,例如在规划项目的时候可以对项目进行整体的规划,然后对各个布局进行一步一步的勘察,并且在勘察设计过程中要注意优化等一系列需要注意的问题,而在后期施工中出现的问题也可以利用BIM的信息共享技术快速解决。
4.2利用工程属性进行模拟建模
在建模过程中,根据岩土工程地质特性以及工程属性进行建模,有利于保证数字成果的合理性。在进行维护和运营过程中,还可以利用信息共享的技术对整个建筑进行分析,减少后期维护的成本。此外,在进行BIM技术应用的时候,还应该对整体项目进行总体的规划,保证整个流程完善和成本降低,特别是在设计阶段和后期维护阶段,需要平衡好各项目之间的利益,保证项目顺利进行。在进行岩土勘察的时候可以利用BIM技术进行前期规划,对于一些岩土的形貌特征,可以利用该技术进行分析检查,还可以在使用的过程中更准确和直观的推测拟合出勘察钻孔与钻孔之间的岩土分层情况。
5我国BIM技术发展的现状和未来的发展方式
目前,我国的岩土勘察技术主要是利用二维模型的构造,利用CAD等传统软件进行构造相关的模型。这种形式比较单一,很难把整个项目进行完整的信息表述,在刻画的过程中会出现各种各样的问题,工程数据在测量的时候也会出现一些误差。
例如,在贵州的喀斯特地形的复杂地貌当中,会出现岩溶强发育,岩土交界面起伏很大,常常会出现深泥槽、大溶洞、岩层岩性陡变等复杂地貌,导致相邻钻孔的钻勘资料岩土分层有很大的变化,因此在后期的基础开挖过程中会出现实际开挖基底与勘察资料不完全一致,出现半岩半土或者部分基底岩石很破碎的情况。但是通过数字信息建模,将BIM技术运用到实际的施工现场去,通过三维建模,建立更为全面、立体、直观的地下岩土模型能够大幅度的提高测量精度,减少复杂地貌对勘察的影响。
BIM技术未来的发展方式主要在工程勘察模型和模拟分析上面,我国工程勘察的情况依旧处在地质模型阶段,很少建立三维地质模型。对工程勘察中的岩土问题,需要建立三维模型,这样可以将建筑物和地质信息集成一体化构成三维立体的信息模型,主要方式可以利用航空影像收取地面数据和地物信息对整个数据构成地上,地下一体化的三维地质模型。此外,在进行地质设计的时候,还应该通过三维数值模拟的方式对地质进行评价,同时模拟出合适的岩土模型,这也是制定科学决策的主要依据。
结束语
随着我国岩土工程的不断发展,BIM技术在岩土工程勘察中的应用也越来越广泛,BIM技术对推动建筑行业未来发展方式的革新起着非常重要的作用。本文首先就BIM的概念和特征进行分析,接着对BIM在建筑领域中的应用做详细分析,最后介绍我国发展的处现状和未来的发展方向,并对整个内容进行总结,希望能为BIM技术的发展起到一定的推动作用。
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论文作者:卢林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签:岩土论文; 技术论文; 模型论文; 工程勘察论文; 信息论文; 地质论文; 建模论文; 《基层建设》2019年第13期论文;