BIM在基坑工程的應用目標

通過創建基坑BIM模型，打破基坑設計、施工和監測間的隔閡，直觀體現項目全貌，實現多方無障礙信息共享，讓不同團隊在同一環境下工作。通過三維可視化溝通，全面評估基坑工程，使管理更科學、措施更有效，提高工作效率，節約投資。

BIM在基坑工程的應用內容

地下基坑支護結構三維模型的建立;項目所在環境三維地質模型的建立;基坑開挖各工況施工順序的模擬;自動統計支護結構各部分的工程數量;三維模型轉二維的自動成圖;基于BIM的基坑信息化施工與檢測。

應用業務流程

(1)收集項目相關巖土工程地勘報告和設計資料，獲取地形、地質數據，建立三維地質數據模型。

所謂三維地質建模，是以原始數據為基礎，建立反映地質構造形態、構造關系及地質體內部屬性變化規律的數字化模型。

(2)獲取周邊建筑物、道路及地下管線等設施的數據，建立施工場地布置模型。

(3)導入地形數據模型及施工場地模型數據，進行基坑工程的支護體系模型建立。

(4)土方開挖施工方案設計及施工模擬。

(5)根據土方開挖設計數據及地形數據進行土方算量。

(6)導入基坑變形監測數據。

該數據存放在Excel中，通過讀取數據生成基坑邊形形狀，可查看臨界區域和超限危險點，還可將某時間點的變形模型與初始模型疊合并進行誤差檢驗。

(7)基坑監測人員及管理人員確定危險點后調取基坑監測報表，確認危險點是否屬實并及時啟動應急預案。

應用軟件方案

基坑工程BIM應用軟件有多種選擇，常用的有Civil3D、Revit、Navisworks、Ansys等。

基于Autodesk軟件

利用AutoCAD Civil3D建立地質模型，Autodesk Revit建立支護結構模型及施工場地模型，三者在Revit中整合形成基坑工程模型。在Revit進行基坑工程施工流水段劃分及土方算量，Navisworks進行土方開挖及支護結構施工模擬。Ansys獲取基坑變形監測數據，該數據存放在Excel表格中，Revit通過讀取該數據生成基坑變形形狀。

其他軟件

對于特殊基坑工程，如崖壁類基坑，軟件難以建模，可借助三維激光掃描儀，通過點云數據處理逆向建模，然后在Revit中進行模型整合及相關應用。

建模方法

地形模型建模法

常規地形建模方法，可通過勘察獲取的高程點或等高線為基礎數據，導入BIM軟件自動生成三維地形模型。對模型精度要求高，現場環境比較復雜的地形，可以采用三維激光掃描方式，獲取現場點云數據形成三維BIM模型，實現逆向建模。

地質模型建模法

利用Civil3D、Revit等將巖土工程勘察成果建立三維可視化地質模型并與其他專業進行協同工作，是將BIM技術應用于巖土工程勘察領域的一條途徑。

支護結構建模法

基坑支護結構、支撐體系或錨固體系模型，可直接用BIM軟件(如Revit)建模，并與地質模型在同一軟件平臺進行整合。

施工場地建模法

施工環境及場地布置模型，可直接用現有的BIM軟件(如Autodesk Revit)對施工現場進行規劃布置并建模，并與基坑模型在同一軟件平臺進行整合。

應用成果

三維可視化BIM模型

基坑施工BIM模型包括：地質結構模型、支護結構模型和施工場地模型。

以地勘報告為初始數據，將二維地勘資料轉換成三維地勘模型，在Revit中與基坑結構模型合并，可實時、任意視角查看地下室結構構件與不同深度土層之間的關系，快速查看土層屬性信息，指導設計、施工。

施工模擬

在輸入相關信息后，可直觀地看到土方開挖和支護施工過程、周邊環境變化、建成后的運營效果等。同時可以科學指導方案優化和現場施工，方便業主和監理及時了解工程進展狀況，讓更多非專業領域人員參與進來。

工程算量

根據支護結構各構件定義對應的屬性、名稱，在視圖區可自動生成工程明細表，明細表中可根據需求查看任意命名構件的工程數量。

信息化施工

利用信息模型，有效地避開地下管線，協同各施工作業安全施工。將地勘模型集成到Revit中，并賦予土層屬性，使監理、設計、施工人員能在平臺上進行設計、校核工作。

信息化監測

將BIM技術引入基坑工程監測工作，以解決以往在基坑圍護結構變形監測過程中不能直觀表現其變形情況和變形趨勢的缺點。

通過BIM技術將基坑的形狀、圍護結構、周邊環境以及各類監測點建立模型，在模型中導入每天的監測數據并采用4D技術+變形色譜云圖的表現方式方便工程師、管理人員、業主、施工人員等查看基坑圍護結構的變形情況。

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