BIM技術在大體積異型沉井施工中的應用

苑春龍

廣廈建設集團有限責任公司 浙江 東陽 322100

1 研究現狀

沉井工程中，常見的沉井形狀多為規則的矩形、圓形。根據設計參數和地質類型選擇的下沉方式，分為排水下沉和不排水下沉。常規沉井的截面尺寸和下沉深度都不大，下沉也較容易控制。在沉井混凝土施工時，多采用由沉井底部搭設模板支架直至頂部。而大型異型沉井，截面面積較大，形狀不規則，埋深高度較高，無論是混凝土模板支架搭設，還是均勻下沉控制，都有很大的難度和危險性。

施工過程中，施工方很難對復雜節點處的工況及施工環境進行預判，如按常規模式施工，模板支架由底部搭設至頂部，一來沉井內部空間有限，不便于操作；二來支架高度太高，不利于安全把控。BIM技術在大型異型沉井中施工中，目前還沒有太多應用。對BIM技術在大型異型沉井泵站中應用模式及有效性的探索，是一個值得研究的課題[1]。

2 研究方向

2.1 項目背景

（1）工程重點、難點分析。某工程采用鋼筋混凝土沉井結構，平面形狀呈一端寬一端窄的“點”字形。地下鋼筋混凝土沉井結構，長邊25.8m，寬邊11.6m，埋深為24.100m。

根據圖紙設計情況，以及施工現場實地勘察，總結出以下重點、難點。①沉井埋深高度較大，腳手架搭設困難，安全風險較高；②沉井截面尺寸較大，易發生不均勻沉降。

（2）可優化專業工程。某工程，地下鋼筋混凝土沉井結構，長邊25.8m，寬邊11.6m，埋深為24.100m，項目技術人員根據設計圖紙、工程量清單以及現場原地貌情況，初步編制了施工方案、作業指導書等。

2.2 應用情況

（1）BIM應用策劃

在項目施工前期，本BIM研究小組深入項目，針對工程重點、難點，以及可優化的專業工程，對項目初步編制的沉井施工方案進行了探討式研究分析。結合其他市政公用工程項目的BIM應用情況，分階段開展BIM工作。本階段工作主要包含基于BIM技術對大型異型沉井施工方案進行方案模擬、比選。

（2） BIM應用實施

1）沉井常規施工方案。沉井常規施工方法為，搭設支架制作第一節沉井，在第一節沉井支架上繼續搭設下一節沉井支架，制作下一節沉井，依次搭設制作，最后封底。常規施工方案適用于截面尺寸不大，埋深和高度不大的沉井，施工進度及可操作性便于控制。

2）基于BIM技術對沉井方案模擬。①在首節沉井制作時，基本同常規方法一樣，在施工場地內設置圍擋防護，根據設計參數進行施工支架，支撐支架，模板搭設，澆筑混凝土。不同的是，在首節沉井頂部安裝凹槽模板，預留溝槽，為下一節沉井支架搭設平臺的鋼支撐提供作業平臺。②在首節沉井預留的溝槽內，依次插入I16工字鋼，在工字鋼上面鋪設腳手板，形成第二節沉井支架搭設平臺。③參照首節沉井制作方法，依次搭設內腳手架，支設內模，綁扎鋼筋，安裝止水帶，支設外模，安裝圍棱及對拉螺栓，搭設外腳手架，澆筑混凝土，養護，拆模等。④在混凝土強度達到設計和規范要求后，抽去鋼支撐，進行沉井封底，并對沉井內凹槽采用微膨脹混凝土封堵，至此，沉井施工完成。

圖1 制作頂部留有溝槽的首節沉井

3）沉井模板支架搭設方案比選。從以上兩種方案中可以看出，常規施工方案中，施工腳手架和支撐腳手架都是從沉井底部一直搭設至沉井頂部，施工安全風險較大，作業空間不足，模板吊裝及拆除都有較大安全風險。利用BIM技術分析優化模擬后的施工方案，將深基坑、高支架等施工難點化解為“平地面”作業，大大降低了安全風險，保證了施工質量，加快了施工進度。

4）沉井下沉監測。在每節沉井制作時，分別在四個拐角點埋設監測點，并設置吊錘。沉井下沉過程中，一方面通過觀察吊錘上下距井壁的間距，了解沉井下沉垂直度偏差；另一方面利用全站儀對埋設的監測點進行觀測，根據觀測結果可準確得出沉井結構的標高及位移情況，及時對沉井下沉進行調整，保障其均勻穩定下沉[2]。

3 結束語

本工程應用BIM技術對危險性較大的工程可視化方案解析，更直觀、準確，保證了施工安全，提高了施工質量。BIM技術在專項方案模擬、比選上有明顯的優勢，對備選方案在實際施工環境中進行模擬，通過對各決定因素進行比選，最終確定方案。

在大型異型沉井工程施工過程中，通過展開BIM應用，有效提高了施工方案的合理性和科學性，高效指導了現場的施工，保證了施工安全，提高施工效率，同時也為類似工程樹立樣板，積累了相關經驗。