BIM技术在超高层建筑深基坑施工中应用

分类：建筑工程论文发表 时间：2021-12-30 10:02 关注：(1)

       在城市化进程不断推进的环境下，超高层建筑成为我国较为常见的施工项目，因施工条件受限、场地狭小以及周边建筑物等多方面因素，其深基坑施工工作难度较高，如何做好超高层建筑深基坑施工成为工程质量得以提升的关键。文章就BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用展开了探索，分析了超高层建筑基坑施工的常见问题，并从BIM在深基坑施工中的应用流程，造型模拟、基坑开挖和基坑支护的各环节加以叙述，有利于提升超高层建筑深基坑的施工质量。

　　【关键词】BIM技术；超高层建筑；深基坑施工

　　1引言

　　超高层建筑深基坑施工作为建筑工程项目实施必不可少的部分，在施工期间经常会应用BIM技术将整个地下室主体结构、基坑支护体系之间的位置关系直观且清楚地呈现出来。为此，在超高层建筑深基坑施工过程中，BIM技术可以很好地对深基坑展开深化设计、出图，这样能为整个施工过程提供强有力的指导，从而有效提升整个工程的实施质量及进度[1]。

　　2超高层建筑深基坑施工常见问题

　　1）基坑深度较大，工程实施难度较高

　　深基坑施工一般情况下是指在施工期间，其开挖深度在5m以上的施工，这一类型的工程项目通常都是高层、大规模、超高层建筑物抑或者是较为复杂结构的建筑[2]。深基坑深度较大，施工中开挖、支护等环节难度都较高。

　　2）施工风险较高

　　深基坑施工因为各个环节难度较高，对各个环节的质量要求也较高，受多方面因素影响，施工质量有不同，这也会进一步加大施工风险，若没有结合实际情况进行综合分析，就很有可能会引发安全事故[3]。

　　3BIM技术在超高层建筑深基

　　坑施工中的应用流程BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的应用流程主要如图1所示。

　　1）模型构建

　　对项目地勘测报告、周边建筑物、设计文件、地下管线、道路等数据信息进行搜集，利用Revit与Civil3D软件构建相应的地质、环境、基坑等模型。

　　2）优化设计

　　将已经构建好的各个模型进行整合处理，同时还需要做好碰撞检测以及优化设计。

　　3）施工模拟

　　按照深基坑专项施工方案构建相应模型，借助Navisworks软件做好施工模拟工作，提前了解基坑施工不同阶段的进度以及其对周边环境造成的影响，提前做好优化工作。4）工程管理借助BIM5D平台、物联网等相关技术对深基坑施工期间的“人、机、料、法、环”做好智能化管理。5）基坑监测借助智能化设备对基坑变形情况进行实时监测，将监测数据及时传输到服务器内与BIM模型进行有效关联，然后再结合监测结果处理施工[4]。

　　4BIM技术在超高层建筑深基坑施工中的具体应用

　　4.1BIM技术应用于超高层建筑基层

　　造型模拟环节中在超高层建筑深基坑施工过程中，一些基础性施工可以应用BIM技术所具备的可视化、模拟等功能进行模拟设计与造型呈现，这样施工人员就能在直观查看下把握好各个部位的空间位置关系，同时对各种类型的基坑标高、坐标等信息内容也能够形成良好的了解，以此为之后施工定位放线等环节打好基础。例如，某超高建筑工程项目其基坑深度达到26.04m，在施工之前可以借助AutodeskRevit软件构建相应的垫层模型，使其能够有效满足施工造型要求，具体内容主要有独立、柱下墩、塔吊、人防墙下条基、集水坑等多个部分。此外，还可以在对施工放坡这一环节进行思考的同时，有效利用该技术对整个测量点坐标进行考量，这样就能确保预设环节的合理性，确保各个坐标关系的科学性设计，以此有效实现1：1的模拟施工现场安排，从而为超高层建筑深基坑施工工作的顺利实施打好基础[5]。

　　4.2BIM技术在超高层建筑深基坑开挖中的应用

　　在超高层建筑深基坑施工过程中，开挖环节属于较为重要的一个环节，为了有效保障其整个开挖工作的精确性，最好是在施工过程中应用BIM技术展开，这能准确且完整地收集建筑施工的相关数据信息，并且将其作为依据建设相应的3D模型图，这样施工人员在开挖的时候自然能够获得直接的数据支持。在对数据信息进行搜集时，施工人员也可以借助BIM技术、无人机倾斜摄影测量技术获得自己想要的数据信息，相较其他技术而言，这一技术更加灵活、便捷，而且还能够获得高质量、高分辨率的摄像数据，这样再复杂的场景也可以被准确且全面的感知，从而有效保证数据信息采集的准确性。在得到测量数据信息之后，施工人员则可以基于得到的数据构建3DGIS模型，这样就能为深基坑施工工作推进提供有效依据。除此之外，BIM技术的有效应用还能将这个开挖高程内容进行动态化呈现，这样就能准确把握整个施工过程，避免在施工期间出现超挖、漏挖等情况，从而有效提升整个开挖施工的质量[6]。

　　4.3BIM技术应用于超高层建筑深基坑支护环节中

　　支撑体系在整个超高层建筑深基坑施工工程中起到的作用十分重要，也较为复杂，虽然设计环节已经对整个结构主体、支撑体系之间的空间位置关系进行了考虑，可是在实际施工过程中部分部位还是会和结构出现碰撞，特别是在支撑体系较多的结构中，这一问题出现的更频繁。在施工设计环节，剪力墙和支撑立柱、框架柱与支撑立柱等多项构成部位之间的关系在明确的时候较为容易，所以这些部位之间碰撞问题相对较少。但是，结构与支撑体系之间的关系在明确的时候具有一定难度，所以出现碰撞问题的几率较大。针对这些问题，施工人员在施工期间即可利用BIM技术来将整个结构与支撑体系之间的位置关系进行模拟，通过模拟来测试碰撞问题发生情况，利用BIM技术模拟功能来尽可能减少碰撞等问题的发生[7]。BIM技术在超高层建筑深基坑支护中的应用，能在事前将问题控制在可控范围之内，减少施工环节出现的问题，有效降低工程实施风险。例如，某超高层建筑项目在进行深基坑施工时，对于深基坑支护体系、主体结构之间的位置关系，我们可采用AutodeskRevit软件来对其有可能出现的碰撞问题进行模拟分析，这样就能有效对整个设计方案展开合理调整与优化，同时，立足于施工现场实际来制定出最佳的施工技术方案，以此来对整个施工费用、施工风险展开合理把控。在模拟实践期间，施工人员即可把握各个环节以及部位之间的关系，确保各个环节合理性，同时结合每个碰撞构件的ID来对碰撞构件进行合理的筛选，这样就准确归类以及判断碰撞情况。此外，在对碰撞进行归类与标记的时候，我们还需要遵守以下几个原则。①对于有可能会对整个主体结构承载力以及抗震效果造成影响的，一定要在施工之前做好碰撞模拟，这样就能减少碰撞的发生，为了做好这项工作，施工人员最好与设计方形成有效沟通与联系，这样才能确保设计的科学及合理性。②对于施工技术方案之中已经写到的碰撞问题，如穿板的附加钢筋、穿地下室外墙的防水等，最好在审计环节就对其碰撞数量以及部位进行记录与分析，及时提出解决方案，这样才能为后续处理提供保障[8]。③对于降板处、基础底板坑与支撑立柱之间的位置关系，需在施工过程中强化与设计人员的联系，以此来对整个支撑立柱的长细比展开验算。

　　5结语

　　综上所述，在城市建设与改造过程中，超高层建筑施工场地狭小、深基坑开挖施工困难均是常见问题，也是基础工程实施过程中的重难点，对于整个施工现场精细化管理工作是较大的挑战。BIM技术具有可视化、预判性等特征，将其应用于超高层建筑深基坑施工过程中，能够有效对整个工程施工阶段进行模拟分析，能有效提升超高层建筑深基坑施工质量。

　　作者:刘赛