BIM技術在巖土工程勘察中的應用

吳志堅

摘 要：巖土工程BIM技術是利用一系列軟硬件設施進行勘察數(shù)據(jù)管理、勘察三維建模及應用的一項技術，通過三維模型集成地形地貌、工程環(huán)境、地質(zhì)構造、巖土構成、鉆探信息、巖土參數(shù)等勘察信息，從而利用BIM模型進行場地分析、巖土設計、剖切出圖、工程量統(tǒng)計、信息查詢與管理等應用。本文針對巖土工程勘察BIM技術，分別從BIM技術目標、技術路線、應用成果三方面加以論述，對巖土工程BIM技術問題進行了研究分析，以期 ?為日后提升巖土工程勘察BIM技術水平提供一定幫助。

關鍵詞：巖土工程;巖土勘察;BIM技術

勘察技術是通過應用地質(zhì)學、工程地質(zhì)學的理論和實踐經(jīng)驗為巖土工程勘察工作提供支持的一門技術，同時為工程建設的實施提供科學依據(jù)。勘察技術在巖土工程施工中同樣具有重要作用，其主要目的是查明工程地質(zhì)條件，分析論證存在的工程地質(zhì)問題，并對建筑場區(qū)做出工程地質(zhì)評價。

1 BIM 的基本特征

BIM技術可以達到可視化目的，使整個項目可以實現(xiàn)勘察、設計、施工、運營過程的可視化，當遇到問題時，可以利用可視化過程對數(shù)字進行分析，以獲得有效的結果。數(shù)字模型以實際工程為對象，可以更好地確定施工方案，降低整個施工過程的成本。另外，在設計一些復雜的項目時， 由于技術創(chuàng)新促進項目的持續(xù)改進，因此可以實現(xiàn)一定的優(yōu)化。在完成技術設計后，還可以對項目中存在的問題進行審查和糾正，并設計出類似的信息解決方案，以便在今后的規(guī)劃項目中進行借鑒，避免類似問題發(fā)生。BIM技術是現(xiàn)代信息技術的代表，可對海量數(shù)據(jù)進行分類、存儲和分析， 建立科學的巖石測量信息模型，為未來項目奠定基礎。

2 BIM 技術在巖土工程勘察中的應用優(yōu)勢

2.1 信息共享性

巖土工程勘察資料需要工程設計方、施工方、業(yè)主方之間的交流和輪轉查閱，這樣才能夠保障最終信息結果的準確性和可靠性。通過利用BIM 技術對三維模型進行構建，將整個工程的勘察結果集成為一個系統(tǒng)文件， 對各個專業(yè)協(xié)調(diào)配置，可以加強各個單位之間的交流，達到協(xié)同的工作效果，利于有效提高設計人員的工作效率，加強對設計信息的交流和傳遞， 利于實現(xiàn)資源共享，為整個巖土工程勘察工作的開展提供有利條件。

2.2 信息關聯(lián)性

BIM技術可以為地質(zhì)模型構件創(chuàng)建過程中提供相應的關聯(lián)性參數(shù)，例如：創(chuàng)建鉆孔模型過程中能夠輸入最佳的深度信息和單價信息，可以避免項目信息出現(xiàn)重復錄入的現(xiàn)象，減少信息實效性的概率。同時在BIM模型中，一旦某一部分信息出現(xiàn)錯誤需要進行修改，與其相聯(lián)系的信息資源就會在同一時間完成更新，有效提高了巖土勘察人員整體的工作效率，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的準備性。

2.3 三維可視化

傳統(tǒng)的巖土工程勘察工作都是利用二維圖紙對最終的勘察成果進行顯示，不夠直觀，不利于技術人員對最終的結果進行分析。通過利用BIM技術可視化的特點，應用在巖土工程勘察中，能夠使二維線條組合成三維模型，可以將工程地質(zhì)的情況真實的展現(xiàn)出來，還可以讓設計者按照相關數(shù)據(jù)信息構建模型，同時加強巖土工程內(nèi)部工作人員之間的交流和溝通，可以有效提高巖土工程勘察的效率，減少工程施工過程中的風險，實現(xiàn)資源利用的最大化。

3 BIM 技術在巖土工程勘察的應用

3.1 三維地質(zhì)模型建立思路

三維地質(zhì)模型屬于BIM技術應用在巖土工程勘察中效果最顯著的一種表現(xiàn)，目前勘察成果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：勘察孔平面布置圖、勘察報告、工程地質(zhì)剖面圖等。實際應用過程中，如果只對大量信息數(shù)據(jù)、表格、圖紙進行分析，是根本無法掌握整個地質(zhì)的實際情況，在這種簡易的操作下就會出現(xiàn)遺漏或者是人為性的失誤，嚴重影響了整個巖土工程項目的質(zhì)量。但是通過所獲取的信息數(shù)據(jù)、表格以及工程圖紙后建立三維地質(zhì)模型，就可以直接準確的看到整個地質(zhì)的情況，利于后期設計、建設環(huán)節(jié)的順利進行， 同時還可以實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)以及各項參數(shù)動態(tài)化的展現(xiàn)，能夠及時分析出整個巖土工程地質(zhì)中存在的問題，并采取方式處理，優(yōu)化設計方案，提出建設性的操作建議或意見，為保障整個工程的質(zhì)量奠定了良好的基礎，降低了工程的風險系數(shù)。三維地質(zhì)模型建立過程中首先利用航拍方式對地面的高程數(shù)據(jù)進行記錄，獲取最有價值的信息數(shù)據(jù)，進一步對基于高程數(shù)據(jù)構成的三維地質(zhì)模型進行深化;其次，完成對模型的模擬和分析看，利用三維地質(zhì)切割方案和設計方案以及巖土實驗室中的相關數(shù)據(jù)完成對整個二維剖面的技術和模擬，能夠有效實現(xiàn)對地質(zhì)情況的分析和總結，為后期工程的開展提供有力依據(jù)。最后，實現(xiàn)資源共享，對有效信息數(shù)據(jù)進行傳遞和使用。

3.2 創(chuàng)建三維地質(zhì)模型

創(chuàng)建三維地質(zhì)模型，通過一個模型承載和傳遞地質(zhì)信息及巖土物理力學參數(shù)信息，有效解決信息零散和冗余問題，同時減少地質(zhì)體空間信息的損失與失真，通過同一個模型實時查詢地質(zhì)構造、巖土構成及巖土參數(shù)等信息，避免數(shù)據(jù)多次傳輸導致的信息錯誤及損失;同時通過BIM模型能準確、形象、直觀地表達擬建場地巖層產(chǎn)狀、斷層、褶皺、裂隙等地質(zhì)構造，巖土構成及分布情況，不良地質(zhì)體形態(tài)、巖土構成及分布情況，地表地下水分布情況，幫助不同專業(yè)人員從空間角度理解地質(zhì)體，并可利用可視化的交互手段實現(xiàn)對地質(zhì)體進行多角度、多方位的瀏覽與查詢，利于多專業(yè)理解及溝通及多專業(yè)協(xié)同設計，為巖土工程設計及其他專業(yè)設計提供便利，為下一步探索巖土工程三維計算分析、三維樁基計算分析奠定基礎。

3.3 BIM技術地質(zhì)模型信息化

地質(zhì)條件作為所有土木工程的基礎資料，由勘察單位提供，輸出成果往往只有一堆數(shù)據(jù)和圖紙，稍顯落后。想要將BIM技術地質(zhì)模型信息化，過程往往比建筑專業(yè)復雜得多，地質(zhì)并不是簡單的土體成層堆疊，其包含了錯層、斷層、地下空洞等很多復雜因素并具有一定的離散性，遇到復雜地質(zhì)情況需要多種理念相結合才能進行模擬，BIM技術貫穿于整個建筑行業(yè)的主要環(huán)節(jié)，即BIM技術不僅突破了設計和施工的界限，而且突破了整個項目生命周期的信息管理，即整個建設管理體系。BIM技術框架是一門新興的技術， 具有強大的信息共享能力和協(xié)同工作能力，其可以有效地將不同設計學科的沖突和矛盾納入工程調(diào)查和設計階段。與此同時，它還可以解決不同專業(yè)之間的問題，在建造工程調(diào)查之前，有效避免了可視化的前提下的設計變化， 實現(xiàn)了可視化條件下的協(xié)同設計和變化，并提高工作效率。BIM技術可以還原建筑過程，通過模擬施工過程中的一些數(shù)據(jù)，可真實地還原工程中的各種施工場景;BIM技術可以制定更合理的施工方案來指導施工。

3.4 地質(zhì)表層的應用

傳統(tǒng)的數(shù)學理論和建模技術難以模擬地層等不規(guī)則地質(zhì)界面。在規(guī)劃項目時，可以將其作為一個整體進行共享規(guī)劃項目，在調(diào)查和設計過程中，應注意優(yōu)化。通過使用BIM信息享受快速解決技術，可以解決后來建設中的問題。

4 結束語

綜上所述，巖土工程勘察BIM技術相較于傳統(tǒng)工程勘察技術，優(yōu)勢明顯。其不僅僅是將數(shù)字信息進行集成，更是數(shù)字信息的應用，并可應用于設計、建造、管理的數(shù)字化管理。BIM技術可以四維模擬實際施工，對工程建設具有不可估量的價值。

參考文獻：

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