BIM 技術在地鐵施工過程周邊建筑加固中的應用

李竹賢

摘要：城市地鐵一般會修建在城市的中心位置和一些人員相對比較密集的區域，地鐵現如今作為人們日常出行的重要方式，受到廣大民眾的支持。在修建地鐵的過程中，或多或少的會對周圍的建筑物造成一定的影響，因此，必須要對周邊的建筑物進行保護，以免在修建過程中使得周邊建筑出現沉降和其他的破壞情況。

關鍵詞：BIM技術;地鐵施工;周邊建筑

現如今，BIM技術能夠很好的提供相應的技術手段，利用 BIM的信息化技術，能夠將現有的建筑物信息儲存到網上的數據庫，利用空間坐標的技術，能夠對建筑物位置進行準確的定位，將當前的建筑物與隧道等建筑之間結合起來，利用可視化技術，加入需要進行的加固措施，預測加固過程中可能會對建筑物造成的影響，從而能夠提前避免在實際過程中出現的各種問題，減少施工過程安全事故的發生。

一、BIM技術概述

建筑信息模型BIM技術是現有的一種新興的計算機建筑建模技術，主要是對各個項目信息能夠通過建立三維模型進行有效分析，這種技術不僅僅只是局限于能夠建立建筑的相關模型，還能夠在整個建筑的施工周期內，將傳統的粗放型施工轉變成先進的集約型施工，BIM技術能夠有效地進行施工控制，并且在可視化模擬方面有較好的應用，能夠實現可視化效果的設計，以此來檢驗模型效果圖，同時能夠加入相關的時間信息，實現4D效果模型設計，同時還能夠對整個施工過程進行有效的監控，能夠管理相關的人員，避免在施工過程中發生問題，以此來提高工作的施工質量，BIM技術在整個施工過程中，要進行三維碰撞檢驗，三維虛擬施工以及4D模擬施工，能夠有效地減少人員投入，對項目進行有效控制，實現資源的最大化利用。

城市地鐵由于能夠提供便利的交通，以及對城市空間內的交通狀況產生較大的改善作用，從而在近些年來得到了快速的發展，同時地鐵的布局一般會處于密集型建筑以及集中居住的環境區域內，地下管線分布復雜，在建設過程中必定會影響到周邊的環境，在地鐵的修建過程中也可能會引起施工區域的傾斜變形等問題，這些現象會對周圍的各個建筑物產生不同程度的影響，導致建筑物出現傾斜開裂等問題，因此，在現有施工過程中必須要關注這些問題。

在現代，很多國內外的學者對于地鐵施工中應該如何對周邊建筑物進行保護進行了有效的分析，同時也提出了相應的解決辦法。根據目前國際國內很多學者的研究成果表明，在地鐵施工過程中，對周邊建筑物的保護措施有很多種方式。因此能夠有效利用BIM的優點，把周圍附近的建筑物進行信息數字化并儲存到數據庫中，能夠進行可視化處理，仿照地上，地下所有建筑物以及設施信號，在判斷施工過程中的空間和距離，按照進度對相關點的測量，并模擬下一步的施工情況，預測可能會產生的一些問題，并提前做好準備。

二、BIM技術與建筑加固保護組合

在現代地鐵的修建過程中，地鐵的修建位置大多位于城市中心區域以及在居民區和商場附近，一些地鐵大多會建設在地下，在地鐵的施工過程中，會對臨近的大型建筑物以及居民區域產生一定的影響，導致發生一些安全問題。為了能夠有效地進行施工，就要借助BIM技術，以幫助完成安全的施工過程[1-2]。

將BIM技術與建筑物進行加固的技術結合起來，同時將時間因素也考慮進去，通過4D的模式對整個施工過程進行模擬，模擬后的結果與實際運行的結果進行比較分析，能夠對最終的施工效果進行有效評估，從而根據現有的實際狀況調整相關的加固措施，能夠利用較為合理的處理措施，得到較好的加固效果。

1.加固措施

（1）注漿加固

在有關建筑物自身加固方式選擇上，最常用的方式就是對地基進行注漿加固，而注漿的分類也比較多，按照注漿壓力能夠分為靜壓注漿和高壓注漿兩類，這種注漿的方式在我國地鐵施工過程中，尤其是在一些深基坑開挖地鐵站施工，以及有關的居民樓加固等過程中有了比較廣泛的應用，能夠通過注漿施工加固地基，并隔離有影響的區域，從而保護建筑物不會發生沉降的現象[3-4]。

（2）隔離樁法

利用隔離樁法能夠有效地控制在地鐵隧道內的深基坑開挖施工，引起的對周圍地基的變形影響，能夠將地基發生變形的區域有效地限制在隔離樁的范圍之內，從而能夠通過間接的方式達到加固地基的目的，避免向建筑物地基的區域發展。

利用這種方法，能夠將地鐵施工過程中對建筑物的影響降到最小，而且對地基中水壓力以及土壤密度產生較小的影響，能夠真正的影響現有的地下原始狀態，對隔離樁外的建筑物產生的影響也非常的小。

（3）地下連續墻

在地鐵對深基坑開挖時可以利用連續墻隔斷法，這種方法具有結構剛度大，整體性，耐久性好的特點，能夠緊緊的依靠現有的建筑物進行施工，在施工過程中產生的噪音也比較少，所產生的振動幅度也相對較小。并且能夠減少對附近建筑物的影響，通過利用地下連續墻的技術，能夠有效地解決基坑外土體的位移，同時能夠保證在附近的建筑物處于一個相對比較安全的狀態之下，要相對的控制連續墻的位移，防止周圍的建筑物可能出現的位移和沉降現象。

（4）其他處置措施

除此之外，通過在原基礎上增補剛性樁，以分擔原有基礎的壓力，一般采用的方式主要有樹根樁，錨桿靜壓樁，微型鉆孔鋼管樁等。

2.對已有的建筑物監控

在施工過程中，要按照時間進度的推移，改變現有的監控位置，關注對關鍵部位的監控，監測的點應該設置在基坑周圍以及容易發生沉降變形敏感的框架柱、承重墻或者是拐角處，根據不同的保護措施，要設置不同的監測點，將監測到的數據實時的存入到數據庫中，對現有的建筑物已經發生變形和位移的狀況要進行評價，獲取到相關的圖表能夠有效地開展下一步的施工，提供相應的參考。

三、建筑加固的BIM模型創建

要利用數據庫的管理軟件以及CAD軟件，能夠建立有效的三維模型，用軟件的方式能夠實現加固措施過程檢測，以及施工進度之間進行協調，并且加入時間信息結合BIM技術，能夠在施工進度模擬管理上，實現4D技術的應用[5]。

1.模型創建

在模型創建時采用專用的數據庫，對所有的數據進行有效管理，輸入輸出所有模型的信息，圖形顯示以Auto CAD相關的平臺，利用公司提供的開發包以及c++語言，進行BIM模型的顯示，在Auto CAD平臺上，能夠編制相關的功能以及對操作界面進行編制，按照數據庫的信息，交互獲取數據顯示到CAD平臺上，軟件開發的工具，能夠實現人機交互操作，對現有的建筑和所要設計的地鐵以及建筑物的加固措施等相關的信息輸入，能夠建立一定的模型。

首先要輸入現在已有的建筑物的模型，包括一些外部輪廓形狀相關的基礎信息，以便在進行加固處理時，能夠對位置信息進行有效的判斷，使用BIM圖形進行碰撞檢測，避免在進行加固過程中與現在的建筑和地下的一些設施之間發生碰撞的現象。

其次，要輸入現有地鐵的空間信息，包括有關隧道的尺寸，車站的位置等等，也可以從其他的設計圖中直接導入相關的信息，利用三維界面顯示位置檢查。

最后輸入所要進行的加固措施，以及要創建的建筑物，例如隔離樁，隔離墻，注漿孔等等。在這個過程中，對地下的管道，電纜等空間的位置也要進行輸入，要避免在進行加固時對電線電纜管道造成破壞。

所有的建筑物以及相關的信息在輸入之后，要對空間位置進行有效合理的判斷，加固措施是否做到符合標準，隔離樁，隔離墻建筑物之間，距離是否符合標準，所打孔的位置與現在已有的基礎是否相交，并要獲取碰撞列表，以便在有問題的時候能夠進行有效調整。

2.檢測流程

在將時間添加到軟件之后，按照現有的工程進度將數據輸入到模型中，軟件會自動的更新相應的圖形，顯示在加固之后所造成的建筑物沉降變形，檢測點的沉降，累計的信息，并且可能會產生最不利的影響，利用不同的顏色標注出來，以便提出相應的改革措施，防止更壞的結果出現。

在對加固的效果進行判斷時，要注意應該提前使用一些技術手段，避免出現更大的危害，要減少對鄰近建筑物的破壞與影響，同時要注重降低有關的處置費用，節約一定的成本。

四、獲取結果

在利用BIM技術并且結合相關的技術軟件進行利用時，地鐵在施工過程中對鄰近的建筑物可能會產生的影響都能夠處于一個可控的范圍，利用相關的軟件能夠對周圍的建筑物可能發生的情況進行提前的判斷，將BIM的4D虛擬施工技術應用其中，能夠有效降低危害，同時節約了相關的維護成本[6-7]。

1.判斷空間位置關系

通過將所有實體信息輸入轉化為數據后，能夠以三維的形式顯示在空間中的關系，并自動的判斷各個建筑物的位置是否符合相關的要求，并進行一定的碰撞檢驗，觀察出存在的不合理位置。

2.控制施工進度

利用事先制定的工程加工施工進度計劃，在施工過程中按照原有的計劃施工，如果在施工過程中速度與計劃產生了一定的差異，就要分析相關的原因，并且采取一定的措施，軟件也能夠對現有的進度問題提供預警。

3.質量控制

在施工過程中，除了對鄰近的建筑物要進行一定的監測外，同時對當前的施工構件等質量是否合格也要進行監控，對于一些關鍵的部位要進行多次的監控，要避免出現質量問題產生的事故，對產生的質量問題要及時的進行維修，在不符合標準的情況下不能夠進行下一步的施工，將檢測的數據輸入軟件后，繪制質量檢測圖標，查看所存在問題的原因。

五、結論

利用BIM技術與現有的建筑加固技術相結合，同時利用相關的軟件能夠判斷現有的各個構件之間是否合理，同時能夠有效地控制施工的進度，對現有的施工質量進行監控，以及材料也進行自動化的管理，依據軟件的仿真模擬技術，能夠判斷可能會出現的變形趨勢，以及判斷是否能夠有效滿足需要加固的要求，提出相關的改進措施，在保證技術的同時還能夠節約相關的成本。

參考文獻;

[1]王雪青，張康照，謝銀.基于BIM實時施工模型的4D模擬[J].廣西大學學報（自然科學版）. 2015（04）

[2]童剛強，李洪濤，咼晶.深基坑鄰近建筑物注漿加固技術[J].巖土工程技術. 2016 （01）

[3]桑培東，肖立周，李春燕.BIM在設計-施工一體化中的應用[J].施工技術. 2015（16）

[4]張建平，李丁，林佳瑞，顏鋼文.BIM在工程施工中的應用[J].施工技術. 2016（16）

[5]BIM在地鐵項目精細化施工管理中的應用案例研究[A]. 田佩龍，胡振中，王珩瑋，張建平，鄒東.第二屆全國BIM學術會議論文集[C]. 2016

[6]淺談BIM技術在地鐵車站裝修設計過程中的應用——以廣州市軌道交通7號線鶴莊站為例[A]. 馬競.第二屆全國BIM學術會議論文集[C]. 2016

[7]基于BIM的基坑5D變形監測[A]. 趙華英，陸揚，葉紅華，陳陟，周智，趙亮，孫廣禮，葛琳，梁士毅.第十七屆全國工程建設計算機應用大會論文集[C]. 2014