BIM技術在深基坑施工風險評估中的研究與應用

2020-08-11 07:37:07盧珊珊熊燕熊全濤

消費電子 2020年3期

盧珊珊　熊燕　熊全濤

【摘要】目前深基坑施工的風險評估多側重于理論研究，且缺乏系統性與實時性，對施工的指導意義不大。本文結合工程實踐，采用建筑信息模型（BIM）技術、互聯網、物聯網等技術與傳統的風險評估理論相結合，提出了基于BIM技術的深基坑施工風險評估方法，并進行了應用。

【關鍵詞】BIM技術施工風險評估研究應用

近年來，基坑工程逐漸增多，規模不斷擴大，其復雜程度和技術難度也逐漸增大。國內外基坑工程呈現“大”（基坑工程作業尺寸過大）、“深”（工程挖掘過深）、“緊”（建筑容積率過高）、“近”（各基坑施工作業地點較近）的發展特點。例如：現正在建設的南昌地鐵3號線繩金塔站至六眼井站。2018年4月完成基坑開挖，基坑長85m，最大跨度58m，深度達26m。由于深基坑規模與深度的增加，深基坑工程的施工難度逐漸增大，深基坑施工風險也越來越大，工程事故頻發。2017年，全國發生23起較大安全事故，其中危險性較大的分部分項工程事故，如：基坑土方坍塌、起重事故、模板支架坍塌等共17起、死亡64人，在2017年較大事故總數中占比73.91%。

目前在深基坑施工風險管理方面尚無較好的定量化的深基坑安全評價標準及定量化的評判分析模型。BIM技術的出現為我們解決深基坑領域存在的問題提供了新思路和新方法。

本文依托南昌地鐵3號線禮莊山站，利用BIM建模軟件Revit建立深基坑幾何模型和力學模型。通過廣聯達BIMFACE平臺，建立深基坑施工信息系統，對施工進度、工況進行云采集及數據庫管理，從而建立及幾何、力學、工況一體的深基坑施工信息模型，編寫基于BIM數據庫的風險評估程序。通過上述深基坑關鍵部位的BIM模型表達、工況信息、進度信息采集以及風險分析，驗證BIM技術應用于深基坑工程風險評估的適用性。

1工程概況

南昌地鐵3號線禮莊山站車站總建筑規模12351.52，車站基坑施工采用明挖順筑法施工。主體規模為，位于南昌市龍興大街與文匯街交又口處，沿龍興大街呈東西走向，為地下二層明挖島式站臺車站。車站共設4個出入口，2組風亭。該基坑保護等級為一級。

車站為標準地下兩層島式車站，有效站臺長118m，寬11m。車站外包總長210.6m，標準段外包總寬19.7m。車站主體為雙層雙跨的島式站臺車站。主體圍護結構采用中800@1200mm鉆孔灌注樁+2道內支撐體系。主體結構基坑沿豎向共設2道支撐，其中第一道為800×1000鋼筋混凝土支撐，支撐水平間距約10m;第二道為609（壁厚16mm）鋼支撐，支撐水平間距約為5米?；由疃燃s1775-1825m，頂板覆土約3.8-40m。車站有效站臺中心里程為SK5+938.028，車站起點里程為SK+879.028，車站終點里程為SK5+997.028。車站共設4個出入口，2組風亭，附屬圍護結構采用中600@100m灌注樁+1道內支撐圍護。

車站結構由上至下穿越素填土、全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖，主體結構底部坐落于中風化泥質粉砂巖。圍護結構鉆孔灌注樁坐落于中風化泥質粉砂巖層內，入巖深度16.2-17.3m不等，車站開挖深度17.75-198.25m。車站東端為盾構接收，西端為盾構始發。

2 Bl M模型建立

本文應用Revit軟件，建立“族”的基礎上構建深基坑模型。第一步建立圍護結構中各類型構件模型，第二步針對不同的構件定義相應的參數，如：構件的尺寸、材料、力學等參數值，這樣便形成了的深基坑圍護結構構件族庫。第三步根據實際項目的情況調整構件的參數。構件深基坑圍護結構BIM模型，就是通過調整構件族的參數，形成不同類型的構件，進行拼裝的過程。

2.1圍護結構族庫的構成

本文以鉆孔灌注樁圍護結構為例，針對鉆孔灌注樁圍護結構不同位置，對族文件進行分類管理。

2.2圍護結構模型創建

（1）建立軸網

新建項目首先需要建立相應的軸網，將地基表面看作是一個平整的場地，根據圍護結構構件不同的高程需要，建立相應的高程平面，并創建軸網。

（2）繪制構件輪廓

按照軸網的定位，繪制構件斷面輪廓。

（3）定義控制屬性參數

首先在屬性面板中點擊“族類型”，然后選擇“添加參數”，便可以進入參數屬性設置面板創建尺寸標注的實例參數。

（4）設置實例屬性參數

選擇創建好的族類型，設置實例參數信息，然后鎖定標尺，選擇設置參數。

按照以上闡述的創建族的方法，根據深基坑工程圍護結構設計和施工的要求，構建了不同類型的圍護結構構件族。