BIM技術在超高層建筑深基坑施工中的應用

劉賽

（沈陽帝鉑建筑工程有限公司）

1 引言

超高層建筑深基坑施工作為建筑工程項目實施必不可少的部分，在施工期間經常會應用BIM技術將整個地下室主體結構、基坑支護體系之間的位置關系直觀且清楚地呈現出來。為此，在超高層建筑深基坑施工過程中，BIM技術可以很好地對深基坑展開深化設計、出圖，這樣能為整個施工過程提供強有力的指導，從而有效提升整個工程的實施質量及進度[1]。

2 超高層建筑深基坑施工常見問題

1）基坑深度較大，工程實施難度較高

深基坑施工一般情況下是指在施工期間，其開挖深度在5m以上的施工，這一類型的工程項目通常都是高層、大規模、超高層建筑物抑或者是較為復雜結構的建筑[2]。深基坑深度較大，施工中開挖、支護等環節難度都較高。

2）施工風險較高

深基坑施工因為各個環節難度較高，對各個環節的質量要求也較高，受多方面因素影響，施工質量有不同，這也會進一步加大施工風險，若沒有結合實際情況進行綜合分析，就很有可能會引發安全事故[3]。

3 BIM技術在超高層建筑深基坑施工中的應用流程

BIM技術在超高層建筑深基坑施工中的應用流程主要如圖1所示。

圖1 應用流程圖

1）模型構建

對項目地勘測報告、周邊建筑物、設計文件、地下管線、道路等數據信息進行搜集，利用Revit與Civil 3D軟件構建相應的地質、環境、基坑等模型。

2）優化設計

將已經構建好的各個模型進行整合處理，同時還需要做好碰撞檢測以及優化設計。

3）施工模擬

按照深基坑專項施工方案構建相應模型，借助Navisworks軟件做好施工模擬工作，提前了解基坑施工不同階段的進度以及其對周邊環境造成的影響，提前做好優化工作。

4）工程管理

借助BIM5D平臺、物聯網等相關技術對深基坑施工期間的“人、機、料、法、環”做好智能化管理。

5）基坑監測

借助智能化設備對基坑變形情況進行實時監測，將監測數據及時傳輸到服務器內與BIM模型進行有效關聯，然后再結合監測結果處理施工[4]。

4 BIM技術在超高層建筑深基坑施工中的具體應用

4.1 BIM技術應用于超高層建筑基層造型模擬環節中

在超高層建筑深基坑施工過程中，一些基礎性施工可以應用BIM技術所具備的可視化、模擬等功能進行模擬設計與造型呈現，這樣施工人員就能在直觀查看下把握好各個部位的空間位置關系，同時對各種類型的基坑標高、坐標等信息內容也能夠形成良好的了解，以此為之后施工定位放線等環節打好基礎。例如，某超高建筑工程項目其基坑深度達到26.04m，在施工之前可以借助Autodesk Revit軟件構建相應的墊層模型，使其能夠有效滿足施工造型要求，具體內容主要有獨立、柱下墩、塔吊、人防墻下條基、集水坑等多個部分。此外，還可以在對施工放坡這一環節進行思考的同時，有效利用該技術對整個測量點坐標進行考量，這樣就能確保預設環節的合理性，確保各個坐標關系的科學性設計，以此有效實現1：1的模擬施工現場安排，從而為超高層建筑深基坑施工工作的順利實施打好基礎[5]。

4.2 BIM技術在超高層建筑深基坑開挖中的應用

在超高層建筑深基坑施工過程中，開挖環節屬于較為重要的一個環節，為了有效保障其整個開挖工作的精確性，最好是在施工過程中應用BIM技術展開，這能準確且完整地收集建筑施工的相關數據信息，并且將其作為依據建設相應的3D模型圖，這樣施工人員在開挖的時候自然能夠獲得直接的數據支持。在對數據信息進行搜集時，施工人員也可以借助BIM技術、無人機傾斜攝影測量技術獲得自己想要的數據信息，相較其他技術而言，這一技術更加靈活、便捷，而且還能夠獲得高質量、高分辨率的攝像數據，這樣再復雜的場景也可以被準確且全面的感知，從而有效保證數據信息采集的準確性。在得到測量數據信息之后，施工人員則可以基于得到的數據構建3D GIS模型，這樣就能為深基坑施工工作推進提供有效依據。除此之外，BIM技術的有效應用還能將這個開挖高程內容進行動態化呈現，這樣就能準確把握整個施工過程，避免在施工期間出現超挖、漏挖等情況，從而有效提升整個開挖施工的質量[6]。

4.3 BIM技術應用于超高層建筑深基坑支護環節中

支撐體系在整個超高層建筑深基坑施工工程中起到的作用十分重要，也較為復雜，雖然設計環節已經對整個結構主體、支撐體系之間的空間位置關系進行了考慮，可是在實際施工過程中部分部位還是會和結構出現碰撞，特別是在支撐體系較多的結構中，這一問題出現的更頻繁。在施工設計環節，剪力墻和支撐立柱、框架柱與支撐立柱等多項構成部位之間的關系在明確的時候較為容易，所以這些部位之間碰撞問題相對較少。但是，結構與支撐體系之間的關系在明確的時候具有一定難度，所以出現碰撞問題的幾率較大。針對這些問題，施工人員在施工期間即可利用BIM技術來將整個結構與支撐體系之間的位置關系進行模擬，通過模擬來測試碰撞問題發生情況，利用BIM技術模擬功能來盡可能減少碰撞等問題的發生[7]。BIM技術在超高層建筑深基坑支護中的應用，能在事前將問題控制在可控范圍之內，減少施工環節出現的問題，有效降低工程實施風險。例如，某超高層建筑項目在進行深基坑施工時，對于深基坑支護體系、主體結構之間的位置關系，我們可采用Autodesk Revit軟件來對其有可能出現的碰撞問題進行模擬分析，這樣就能有效對整個設計方案展開合理調整與優化，同時，立足于施工現場實際來制定出最佳的施工技術方案，以此來對整個施工費用、施工風險展開合理把控。在模擬實踐期間，施工人員即可把握各個環節以及部位之間的關系，確保各個環節合理性，同時結合每個碰撞構件的ID來對碰撞構件進行合理的篩選，這樣就準確歸類以及判斷碰撞情況。此外，在對碰撞進行歸類與標記的時候，我們還需要遵守以下幾個原則。

①對于有可能會對整個主體結構承載力以及抗震效果造成影響的，一定要在施工之前做好碰撞模擬，這樣就能減少碰撞的發生，為了做好這項工作，施工人員最好與設計方形成有效溝通與聯系，這樣才能確保設計的科學及合理性。

②對于施工技術方案之中已經寫到的碰撞問題，如穿板的附加鋼筋、穿地下室外墻的防水等，最好在審計環節就對其碰撞數量以及部位進行記錄與分析，及時提出解決方案，這樣才能為后續處理提供保障[8]。

③對于降板處、基礎底板坑與支撐立柱之間的位置關系，需在施工過程中強化與設計人員的聯系，以此來對整個支撐立柱的長細比展開驗算。

5 結語

綜上所述，在城市建設與改造過程中，超高層建筑施工場地狹小、深基坑開挖施工困難均是常見問題，也是基礎工程實施過程中的重難點，對于整個施工現場精細化管理工作是較大的挑戰。BIM技術具有可視化、預判性等特征，將其應用于超高層建筑深基坑施工過程中，能夠有效對整個工程施工階段進行模擬分析，能有效提升超高層建筑深基坑施工質量。