BIM信息技術(shù)在巖土工程勘測中的實際研究

崔憲麗

（青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學院 山東 青島 266100）

1 引言

我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，使得各個領(lǐng)域的人員都在加大對科學技術(shù)的利用，從而能夠有效滿足當前社會的穩(wěn)步發(fā)展[1]。BIM信息技術(shù)（building information model），事實上指的是建筑信息模型，它能夠通過建筑信息模型，使得工程建設過程中的各個環(huán)節(jié)連接起來，并且通過對電子信息技術(shù)的利用，能夠利用數(shù)據(jù)庫代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙質(zhì)信息，從而能夠為工程建設的信息管理奠定堅實基礎。通過將BIM信息技術(shù)應用到巖土工程勘測之中，避免資源浪費，提升工程建設效率，促進工程建設朝著智能化方向發(fā)展。因此，在巖土工程勘測過程中融入BIM信息技術(shù)，能夠有效地為工程建設帶來全新的面貌。

2 BIM信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及特征

BIM信息技術(shù)在我國發(fā)展時間較短，但是展現(xiàn)出了一定的特征，對于我國工程建設有著十分重要的意義。

2.1 BIM信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

BIM最初是由喬治亞理工大學的一位教授提出來的，主要是幫助相關(guān)人員在建筑工程施工過程中，利用三維模型對周圍環(huán)境進行量化分析，從而能夠大大提升工程建設的效率，降低在工程建設過程中出現(xiàn)的失誤情況，從而有效降低意外事故發(fā)生概率[2]。當前的BIM技術(shù)主要是運用在數(shù)據(jù)庫中一些存儲信息，幫助相關(guān)人員構(gòu)建起三維模型，能夠使得施工人員在工程建設過程中，根據(jù)實際需要，對有關(guān)數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計分析。必要的時候，還能夠利用電子信息技術(shù)實現(xiàn)各個部門的協(xié)同工作，從而能夠在有限的時間內(nèi)大大提升工程項目地施工效率。

國外的專家學者對于BIM技術(shù)的研發(fā)較早，并且隨著國外的研發(fā)力度不斷增加，使得BIM技術(shù)被廣泛應用在各個領(lǐng)域之中。例如在美國，近十年來，超過70%的公司都采用BIM技術(shù)，并且成立了專門的BIM行業(yè)協(xié)會。而在澳大利亞、日本等國家，也在施工過程中大力推進BIM技術(shù)，使得很多發(fā)達國家都致力于BIM技術(shù)的推廣。

然而在我國，BIM技術(shù)起步較晚，使得其在我國工程建設過程中存在較多的問題，但是由于BIM技術(shù)自身的優(yōu)勢，使得我國政府有關(guān)部門投入大量資金，推動BIM技術(shù)在我國工程建筑施工過程中的廣泛應用。隨著我國逐步推出b emBIM技術(shù)標準，使得BIM技術(shù)受到較大重視，尤其是在一些水電、建筑等行業(yè)的應用相對較為廣泛[3]。

2.2 BIM信息技術(shù)的特征

BIM信息技術(shù)主要是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎的，通過將工程建筑施工過程中的各種信息結(jié)合起來，構(gòu)成三維模型，從而能夠使得相關(guān)人員以此模型為基礎，為后續(xù)工程建設提供相應的數(shù)據(jù)。目前，BIM信息技術(shù)主要包括以下四個方面的特點：首先，BIM信息技術(shù)利用BIM信息技術(shù)構(gòu)建出來的模型具有可視化的特征。也就是說，相關(guān)人員可以利用三維可視化模型來表現(xiàn)工程建筑的相關(guān)信息，不僅能夠幫助有關(guān)人員以更加直觀生動的方式了解工程建筑的信息，同時也便于各個部門進行討論交流，促進工程建設的進一步發(fā)展。其次，利用BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型，能夠使得工程建筑過程中的各個單位以及部門協(xié)同配合，通過專業(yè)人員的配合，能夠及時發(fā)現(xiàn)工程施工過程中存在的問題，從而能夠采取有效策略規(guī)避風險，提高工程建設的效率[4]。再者，BIM信息技術(shù)在工程建設過程中具有可優(yōu)化性，也就是能夠讓專業(yè)人員利用自身的實踐知識，對信息模型利用各種優(yōu)化工具對復雜的項目進一步優(yōu)化，從而能夠方便相關(guān)人員理解。最后，BIM信息技術(shù)具有可出圖性。也就是要求專業(yè)人員根據(jù)相關(guān)標準進行出圖，從而能夠?qū)⑷S模型轉(zhuǎn)化為二維圖紙，在實際施工過程中，便于有關(guān)人員根據(jù)圖紙進行操作，大大提升工程施工的效率。

3 BIM信息技術(shù)在巖土工程勘測中的實際應用

BIM信息技術(shù)已經(jīng)成為當前各個領(lǐng)域發(fā)展的趨勢之一，并且能夠有助于各個企業(yè)之間進一步交流溝通，大大的縮短了工程周期，并且能夠在工程施工過程中實現(xiàn)信息化管理。巖土工程勘測作為工程施工中的一個重要環(huán)節(jié)，必須要將BIM信息技術(shù)充分運用在巖土工程勘察之中，從而能夠有效地提高巖土工程勘察的準確性，同時也能夠為相關(guān)人員解決實際的地質(zhì)問題提供一定的依據(jù)。目前在巖土工程勘測過程中，利用BIM信息技術(shù)主要是為了建立三維地質(zhì)模型，并且將三維地質(zhì)模型應用到巖土工程勘測之中，從而大大提升勘測效率，保障有關(guān)人員安全。

3.1 三維地質(zhì)模型的建立

建立三維地質(zhì)模型是將BIM信息技術(shù)應用到巖土工程勘察過程中的最為突出的方式之一。當前在巖土工程勘測過程中，相關(guān)人員需要對實地進行相應考察，從而給出勘察報告，并且根據(jù)自己勘測的結(jié)果，可以繪畫出平面圖、剖面圖以及記錄好相關(guān)的參數(shù)表等，因此在使用過程中，相關(guān)人員需要對大量的圖表以及數(shù)據(jù)了解清楚，從而能夠使得巖土工程勘察在工程建設中發(fā)揮其應有的作用。但是通過人為記憶圖表，數(shù)據(jù)難免會出錯，并且會影響到工程施工的順利進行。嚴重的情況之下可能會引發(fā)意外事故。通過的BIM信息技術(shù)，建立三維地質(zhì)模型，能夠以直觀的方式反饋現(xiàn)場的情況，同時，能夠讓各個部門的人員以更加直觀生動的方式了解工程地質(zhì)信息，大大提高后續(xù)施工環(huán)節(jié)中的施工效率，為相關(guān)人員的設計以及施工提供有效的參考。將所有的數(shù)據(jù)輸入到三維地質(zhì)模型之中，能夠及時幫助有關(guān)人員分析存在的地質(zhì)問題，從而能夠降低工程施工過程中存在的風險，不斷的優(yōu)化有關(guān)人員的設計圖，促進施工項目的順利進行。

3.2 三維地質(zhì)模型的運用

通過構(gòu)建三維地質(zhì)模型，能夠大大提高工程施工的效率，減少人為出現(xiàn)了失誤，從而能夠降低工程施工中的意外事故發(fā)生。因此，當前在建立三維地質(zhì)模型之后，相關(guān)人員必須要將該模型應用到巖土工程勘察過程中，在巖土工程勘測過程中，利用三維地質(zhì)模型主要包括以下幾個方面：首先，相關(guān)人員可以通過對三維地質(zhì)模型的任意部分進行切割，從而能夠直接生成地質(zhì)剖面圖，幫助相關(guān)人員了解該地區(qū)的地質(zhì)情況。其次，相關(guān)人員可以通過三維地質(zhì)模型對現(xiàn)有的圖紙、數(shù)據(jù)、圖表等進行相關(guān)分析，從而探討是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤[5]。再者，利用三維地質(zhì)模型能夠更加直觀地為各個部門的人員展示現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境，同時，也便于和一些非專業(yè)的人員進行溝通交流，利用三維地質(zhì)模型，讓更多的人能夠了解周圍的地質(zhì)情況。最后，相關(guān)人員可以利用三維地質(zhì)模型隨時查看施工過程中存在的問題，并且了解三維地質(zhì)模型所反映出來的狀況是否與實際相符合，便于相關(guān)施工人員能夠及時發(fā)現(xiàn)施工過程中存在的風險，及時采取有效措施排除安全隱患，降低工程施工的風險。

4 基于BIM信息技術(shù)的三維地質(zhì)建模

在工程施工過程中，必須要安排有關(guān)人員對巖土工程進行勘察，巖土工程勘察的數(shù)據(jù)主要來源于鉆孔、探槽以及探井等方式，因此在利用BIM信息技術(shù)過程中，相關(guān)人員必須要基于巖土工程勘察的數(shù)據(jù)來源來開展三維地質(zhì)建模。

首先，相關(guān)人員可以利用BIM信息技術(shù)提取鉆孔得到的數(shù)據(jù)。在巖土工程勘測過程中，鉆孔是最基礎的手段之一，通過建構(gòu)三維地質(zhì)模型，能夠?qū)︺@孔的位置深度以及周圍的土體特征進行相應分析，并且根據(jù)鉆孔的數(shù)據(jù)，能夠利用BIM信息技術(shù)以數(shù)據(jù)格式進行存儲，為后續(xù)建模奠定堅實的基礎。同時也能夠?qū)τ阢@孔得到的數(shù)據(jù)直接建構(gòu)鉆孔信息模型。

其次，相關(guān)人員必須要建立場地標準地層，在構(gòu)建三維地質(zhì)模型之前，相關(guān)人員需要根據(jù)場地內(nèi)所有的地層的統(tǒng)計結(jié)果，并且結(jié)合國家有關(guān)標準建立標準地層。標準地層需要將場地內(nèi)的所有地層與之進行對應，可以不考慮層序。

第三，相關(guān)人員需要建立起關(guān)鍵層的層序以及鉆孔地層層序。在標準地層的基礎之上，根據(jù)不同地層之間的新舊關(guān)系，能夠排好層序，從而能夠為后續(xù)建模奠定堅實基礎。同時，在建立地層層序的同時，需要明確關(guān)鍵層的程序以及鉆孔地層層序。

第四，相關(guān)人員需要定義主TIN，TIN主要指的是項目工程的邊界，有關(guān)人員可以利用孔口坐標作為基礎，利用有關(guān)算法生成出三角網(wǎng)絡，從而能夠計算出項目工程邊界范圍，進而能夠提高三維地質(zhì)模型建構(gòu)的準確性。

第五，相關(guān)人員可以利用插值計算生成層面模型，通過主TIN能夠?qū)γ恳粚舆M行精密計算，從而能夠得到初步的三維地質(zhì)模型。

第六，相關(guān)人員需要處理好每一個層面的拓撲關(guān)系，在初次完成三維地質(zhì)模型建構(gòu)過程中，可能會出現(xiàn)一定的問題，例如層面與層面之間發(fā)生交切等，所以在進一步處理各個層面之間的關(guān)系的時候，相關(guān)人員必須要及時處理好層面拓撲關(guān)系。

最后，相關(guān)人員需要建立好三維地質(zhì)模型，在前述流程的基礎之上，利用層面之間的拓撲關(guān)系，構(gòu)建起完整的三維地質(zhì)模型。如果不能夠達到相關(guān)要求，則需要從頭重復每一個步驟，直至達到有關(guān)的標準，才算正式完成三維地質(zhì)建模，并可以將其應用到實踐中。

5 結(jié)語

綜上所述，BIM信息技術(shù)有力促進了我國工程領(lǐng)域的進一步發(fā)展，促進了工程領(lǐng)域的改革創(chuàng)新，當前，巖土工程勘察作為工程建設的重要部分，將BIM信息技術(shù)融入到巖土工程勘察之中，具有十分重要的意義。當前，我國由于技術(shù)原因，將BIM信息技術(shù)應用到巖土工程勘察之中，仍然受到較大的阻礙，但是隨著我國專家學者加大對BIM信息技術(shù)的研究，必然會使得BIM信息技術(shù)在我國發(fā)展過程中受到更大的重視，進而促使BIM信息技術(shù)與巖土工程勘察結(jié)合起來。通過構(gòu)建三維地質(zhì)模型，大大提升工程施工效率，為工程項目的順利開展提供保障。