BIM技术在深基坑中的应用总结Word下载.docx

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可通过对revit软件进行二次开发，建立起来的BIM平台可以用于深基坑建模和计算，同时具有参数化结构设计，模拟周边场地的功能，可贯穿于整个生命周期。

利用BIM技术进行系统综合，实现有效、快速的设计协同，通过检查相关错漏碰缺并对设计效果进行确认，提高设计质量。

在施工阶段，结合工期安排，建立支护结构3D模型并通过漫游功能对详细结构部位进行观摩和指导，通过4D施工模拟功能展示地下施工进程，从而发现潜在问题并制定相关预防控制措施来解决问题。

监测方面，目前有“五维可视化监测方法”，即三维扫描加三维打印再加上AR技术，对监测管理手段进行了升级。

深基坑的时空环境效应及风险因素

深基坑一层一层开挖后基坑底部土压力逐渐变小，土体强度较低使土坡失去稳定性并且最后土体变形隆起，这种现象称之为时空效应。

一般来说，深基坑开挖深度越深土体变形隆起越厉害，深基坑开挖时严格按照开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则，避免基坑由于时空效应的影响致使土体和周围环境的位移和变形过大而引发安全问题。

深基坑土方开挖时会导致周边建筑地下水位发生变化并破坏原来的应力场，甚至是会引起土体的严重变形、地下建筑物的破坏，使周边建筑物、地下管网无法正常适用。

并且在其施工中还不可避免的会产生一系列污染，例如粉尘和噪音，基坑土方外运期间也会加大附近交通压力，对附近居民的生活起居造成不便。

深基坑存在的风险因素如下图：

BIM相关软件

核心建模软件：

AutodeskRevit、Bentley、ArchiCAD、CATIA、DigitalProject

BIM方案设计软件：

OnumaPlanningSystem、Affinity

BIM结构分析软件：

ETABS、STAAD、ROBOT、PKPM

BIM碰撞检查软件：

鲁班、AutodeskNavisworks、BentleyProjectwise、Navigator、SolibriModelChecker

BIM造价管理软件：

鲁班、广联达、Innovaya、Solibri

BIM运营软件：

ArchiBUS物业运营软件

BIM技术对深基坑工程管理的优化

BIM技术主要对深基坑工程设计阶段、施工阶段和地下室使用围护阶段发生改变和优化：

在设计阶段，运用BIM建模软件进行设计，取代传统的CAD设计模式，设计成果从传统的深基坑二维图纸变成三维模型，为后期的应用打下基础，在设计方式方法上具有明显的改进。

在施工阶段，可将深基坑BIM模型、模型中的数据信息和4D施工模拟作为施工依据；

传统的信息交流方式为点对点的交接，媒介为大量的纸质材料，不利于保管，而基于BIM的信息传递，各方的交流以多对点的方式围绕BIM模型进行，信息不容易丢失，安全且高效；

传统模式下的图纸等资料大多以纸质形式存档，资料量多且松散，不利于保管和后续查询，利用BIM技术，使资料与模型相关联，模型变动的过程也是资料形成的过程，方便使用、储存和查询；

基于BIM的方式提高了信息交流、信息变更、资料储存和过程管理的工作效率，提升了工作成效。

在地下室使用维护阶段，传统方式下大多依靠经验进行围护，效率低下。

而在BIM方式下，通过前期BIM技术的应用积累了历史数据，建立深基坑工程数据库，使维护有据可依，提高了维护效率。

基于BIM技术的施工组织架构

BIM的精髓在于各方共同参与，在于协同。

业主、设计单位和施工单位都可以成为BIM主导团队，施工单位为主导的深基坑工程BIM团队组织架构如下所示：

这种组织架构的优点使技术能力较容易控制、遇到问题解决速度快、缺点是BIM技术的使用程度很大一部分是取决于BIM经理，限制了BIM技术的应用范围，不利于项目的长远发展。

但是目前BIM技术在深基坑工程尚未普及，在BIM相关人才缺乏的情况下，不可避免的会使用这种组织架构，相比传统方式，这是一个过渡阶段，是一种进步。

深基坑BIM模型建模要点

深基坑支护的标注化命名：

深基坑工程支护形式多种多样，不同的工程采用的支护形式可能不同，构件也不尽相同，为了方便在计算机中进行检索和提高管理效率，有必要对构件进行统一编码。

编码要满足唯一性、规范行、简明性和可实施性，目前建筑工程中大多采用六级编码，第一级表示项目编码，第二级表示建筑类型、第三级表示专业类型、第四级表示分部工程、第五级表示分项工程、第六级表示关键信息的描述。

例如模型构件文件名001-01-03-01-CFG-K01.rvt表示的是项目编码001-房屋建筑工程-桩基工程-CFG桩-桩号为K01。

构件信息的深度标准：

构件的信息不能过于简单，太简单就不能满足后期的应用，但是也不能太精细，太精细会浪费劳动力，降低工作效率，所以要遵循适度原则。

根据《BIMLOD标准》，模型的细度从设计到竣工分为五个等级，深基坑工程施工阶段的BIM模型应该达到第四个等级的细度以指导施工。

Revit族

Revit软件中的族是进行深基坑建模的基础、是组成模型的各个构件，模型中的所有图元都使用族进行创建，它的功能非常强大。

Revit的族库中已经提供了很多族实例，例如墙体、门窗、板等。

但是适用于深基坑工程的族却很少，并且类型单一不能满足应用，所以要自己根据工程需要进行建族。

族的类型分为三类：

系统族、内建族、可载入族。

系统族是软件中自带的，不能作为外部文件导入，也不能用编辑器对系统族进行编辑。

系统族中提供了墙体、楼板、天花板、屋顶等，也有标高、轴网、图纸、视口类型的系统族。

内建族智能储存于当前的项目中，不能将其到处RFA形式的文件，也不再适用于其他项目。

内建族可建立独特的模型构件，比如斜面墙、独特几何图形、异形构件等。

如果项目中的特殊构件不是常用构件，使用频率极低，或者它必须与项目中其他图形保持关系，那么可以创建内建族。

可载入族因着其高度可自定义的特点，是建模中使用频率很高的族类型，可以对现有的构件族进行复制和修改，也可以参照族样板进行自定义创建新的族。

可载入族是在项目环境外部进行创建的，保存为RFA文件再导入项目中，可随时对其进行修改和边脊，再应用于不同的项目之中。

深基坑工程建模过程中，系统族形式单一难以满足要求，内建族不可重复利用，效率太低，所以一般可载入族进行建模。

BIM技术在深基坑施工中的应用流程

BIM在深基坑工程施工中的应用流程如下：

BIM技术在深基坑工程施工准备阶段的应用

碰撞检查：

在充分熟悉和了解设计图纸后建立包含立柱桩、地下连续墙、水平支撑体系等信息的深基坑BIM模型。

创建基坑3D模型的过程实际也对设计图纸进行了全方位的检查，将图纸中的相关问题在工程施工前提找出来，如结构预留孔洞位置错误、立柱桩和格构柱连接处的平面图和立面图设计有出入等问题。

提高了设计图纸的质量，降低出差错率，减少返工，节约成本。

将深基坑工程精细度高的3D模型载入Navisworks软件，运用碰撞检测功能可快速是找出在传统CAD模式下难以发现的错误点。

虽然深基坑工程无需考虑到不同专业空间上的冲突，但也需要考虑到支护结构本身的碰撞、支护结构于地下管线间的碰撞、深基坑永久性结构和上部建筑结构间的碰撞等。

通过碰撞检测功能可出具碰撞报告，检测报告中会标注碰撞的位置、碰撞的构件名、类似碰撞点数量等，通过碰撞检测功能大大提高事前控制能力。

图纸会审与设计交底：

通过BIM技术的应用大大改善了图纸会审和设计交底的工作环境、节约工作时间的同时提高了工作效率，使得施工那个准备阶段的工作更加高效。

BIM技术在深基坑工程施工阶段的应用

施工场地动态布置：

应用BIM技术对施工场地规划动态模拟，建立立体模型直观显示施工现场的作业过程，再进行动画漫游查看施工现场布置是否合理，对不合理的地方进行修改，特别是对深基坑施工现场的开挖位置、材料堆放位置、土方外运交通、机械运行路径等进行规划和布置。

所构成的布置需要充分考虑每个深基坑施工方案和施工要求的不同进行合理规划和设置，从而保障深基坑工程和施工人员的安全。

4D施工模拟及技术交底：

4D施工模拟是指将深基坑3D模型与深基坑施工进度计划相关联，具体到模型中的每一个构件和进度计划的每一个时间点按一定工序的先后顺序进行模拟，最终实现动画模拟实现施工状况。

试下你深基坑4D施工模拟主要有两个前提：

一是建立3D模型，除了基本的深基坑模型，还需建立周边建筑物、道路、机械设备模型等，比如铲车、混凝土泵车、推土机等车辆机械在施工现场的布置。

二是将深基坑工程中各项施工步骤根据要求进行时间排布后根据工期制定详细的施工进度计划。

安全教育及安全交底：

应用BIM技术可以制作深基坑信息模型的视频并在里面加入公司文化特色和深基坑工程的实际项目特点，建立公司安全教育数据库。

利用BIM技术的可视化、可模拟性特点制作施工场地动态布置和4D施工模拟配合安全教育人员的介绍进行安全教育培训，使施工人员更快速的了解深基坑现场情况和需要注意的安全要点。

通过BIM技术的漫游和VR体验技术，可以身临其境地感受到深基坑施工场景，及时识别出现场可能存在的安全风险。

利用BIM技术可以在深基坑3D模型中标注施工危险源并将这些交底信息及时传递给深基坑施工人员。

在信息平台的模型中标记危险源后还可以生成并输出安全交底二维码。

然后将这些二维码打印出来贴在在实际深基坑施工现场显眼的地方，让深基坑施工人员随时可以扫描观看。

施工监测：

应用BIM技术把深基坑变形监测所得数据实时载入深基坑模型中，然后将监测数据按三维坐标形式转换，使每一个监测点对应相应的监测数据，最后把所有监测点的三维坐标相连接就形成改监测孔的变形位移曲线图。

编辑加入时间轴和变形色谱云图后模型即可自动计算呈现色彩变形趋势，可以直观地看到临界区域和超过临界值的危险区域，从而在深基坑BIM模型的基础上实现数据展示、图画展示、导出报表、判断危险并及时进行预警信息的推送

现场质量安全控制：

信息采集：

信息采集方式随着现代科学技术的发展逐渐增多，可利用手机、数码相机等移动终端设备对深基坑工程现场各种各样的施工信息进行拍照，包括工序进行时间、施工环境条件、施工班组、机械设备、施工方法等信息，并对其中有疑问的部分进行标注。

如果施工涉及对象较多、现场情况复杂，也可采用视频影像技术对现场实际情况进行拍摄，利用扫描技术检测和质量验收报告进行扫描。

信息录入：

将采集到的深基坑施工信息实时上传到数据库，并与深基坑模型中的构件进行一一对应，实现质量与安全信息维度的添加。

信息比对：

一是可以通过软件将上传至平台中的质量安全信息与模型进行对比，分析问题出现的位置、质量偏差出现的原因等；

二是可以根据模型中各个构件中材料的数量、规格、生产厂家等信息进行现场材料瓜农，在材料进场时和材料使用前进行材料信息库比对。

点击深基坑模型中的构件并浏览材料属性信息，与现场的材料进行对比，有利于改善现场材料混乱堆积摆放和偷工减料情况的发生，使现场施工有序进行。

下达整改任务：

将对比后有质量问题和安全隐患的部分进行分析与标识后再上传至系统中，以任务方式发给相关人员，对施工人员设置权限范围，施工人员根据各自的权限登录系统查看各自的任务并及时作出整改，逐一销项，对质量安全问题形成执行闭环，保证项目顺利、安全实施。

竣工验收资料管理：

利用BIM技术，把深基坑模型与资料数据储存在中央数据库中并将工程资料的存储管理工作分解于施工工程的各个阶段中，实现从项目开始到结束整个过程的资料实时收集和管理。

各参与方可摆脱地域的限制，仅按权限就可访问、查阅、上传、下载相关信息资料，项目完工即可提供所需的竣工验收资料。

资料准备一次性到位。

成品质量维护：

通过BIM技术存储信息使每一道工序完成后都及时记载与之相关的重要信息，如日期、负责人姓名、施工情况、验收报告等，形成完整可追溯的施工信息档案。

在深基坑施工完成交付运营后出现任何问题，仍可以通过数据库中资料仿真模拟其内部的真实情况，也能够及时定位发生问题的具体位置，查看构件属性、相关质量信息和相关责任人，分析问题产生的原因，从而制定维修方案，实现问题的可追溯性。

（将现场实景监控信息与BIM模型完美结合，在工程施工现场安全、质量等方面实现了智能监管，初步实现了对桩基工程施工全过程信息记录、BIM技术可视化交底、施工现场检查的手机端快速录入与信息推送、无人机测绘及全景航拍等现代化工程建设监管新模式。

）