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          BIM視界 | 基坑工程BIM應用


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          · 請訪問柏慕聯(lián)創(chuàng)官方網(wǎng)站: www.lcbim.com ·

                為保證下穿鐵路頂進框構(gòu)基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)的安全和周圍環(huán)境不受損害而采取的圍護結(jié)構(gòu)、降水和土方開挖與回填,稱為基坑工程。

                我國鐵路建設的發(fā)展涉及到大量下穿鐵路,因此,基坑工程是我國地基基礎(chǔ)領(lǐng)域的重要研究方向。


          BIM在基坑工程的應用目標

          通過創(chuàng)建基坑BIM模型,打破基坑設計、施工和監(jiān)測間的隔閡,直觀體現(xiàn)項目全貌,實現(xiàn)多方無障礙信息共享,讓不同團隊在同一環(huán)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(jié)約投資。




          BIM在基坑工程的應用內(nèi)容

          地下基坑支護結(jié)構(gòu)三維模型的建立;

          項目所在環(huán)境三維地質(zhì)模型的建立;

          基坑開挖各工況施工順序的模擬;

          自動統(tǒng)計支護結(jié)構(gòu)各部分的工程數(shù)量;

          三維模型轉(zhuǎn)二維的自動成圖;

          基于BIM的基坑信息化施工與檢測。




          應用業(yè)務流程


          (1)收集項目相關(guān)巖土工程地勘報告和設計資料,獲取地形、地質(zhì)數(shù)據(jù),建立三維地質(zhì)數(shù)據(jù)模型。


          小編

          所謂三維地質(zhì)建模,是以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),建立反映地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)、構(gòu)造關(guān)系及地質(zhì)體內(nèi)部屬性變化規(guī)律的數(shù)字化模型。


          (2)獲取周邊建筑物、道路及地下管線等設施的數(shù)據(jù),建立施工場地布置模型。

          (3)導入地形數(shù)據(jù)模型及施工場地模型數(shù)據(jù),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(jù)土方開挖設計數(shù)據(jù)及地形數(shù)據(jù)進行土方算量。

          (6)導入基坑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)。


          該數(shù)據(jù)存放在Excel中,通過讀取數(shù)據(jù)生成基坑邊形形狀,可查看臨界區(qū)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。


          二編


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

          基坑工程BIM應用流程



          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。

          基坑工程BIM應用軟件方案

          基于Autodesk軟件

                 利用AutoCAD Civil3D建立地質(zhì)模型,Autodesk Revit建立支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)施工模擬。Ansys獲取基坑變形監(jiān)測數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)存放在Excel表格中,Revit通過讀取該數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理逆向建模,然后在Revit中進行模型整合及相關(guān)應用。


          建模方法


          地形模型建模法

                常規(guī)地形建模方法,可通過勘察獲取的高程點或等高線為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),導入BIM軟件自動生成三維地形模型。


          小編

          對模型精度要求高,現(xiàn)場環(huán)境比較復雜的地形,可以采用三維激光掃描方式,獲取現(xiàn)場點云數(shù)據(jù)形成三維BIM模型,實現(xiàn)逆向建模。


          地質(zhì)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(zhì)模型并與其他專業(yè)進行協(xié)同工作,是將BIM技術(shù)應用于巖土工程勘察領(lǐng)域的一條途徑。

          三維地質(zhì)模型

          支護結(jié)構(gòu)建模法

                 基坑支護結(jié)構(gòu)、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(zhì)模型在同一軟件平臺進行整合。

          基坑支護模型

          施工場地建模法

                 施工環(huán)境及場地布置模型,可直接用現(xiàn)有的BIM軟件(如Autodesk Revit)對施工現(xiàn)場進行規(guī)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(zhì)結(jié)構(gòu)模型、支護結(jié)構(gòu)模型和施工場地模型。

          基坑工程模型

                 以地勘報告為初始數(shù)據(jù),將二維地勘資料轉(zhuǎn)換成三維地勘模型,在Revit中與基坑結(jié)構(gòu)模型合并,可實時、任意視角查看地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)件與不同深度土層之間的關(guān)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(guān)信息后,可直觀地看到土方開挖和支護施工過程、周邊環(huán)境變化、建成后的運營效果等。同時可以科學指導方案優(yōu)化和現(xiàn)場施工,方便業(yè)主和監(jiān)理及時了解工程進展狀況,讓更多非專業(yè)領(lǐng)域人員參與進來。

          基坑工程施工BIM模型

          工程算量

                 根據(jù)支護結(jié)構(gòu)各構(gòu)件定義對應的屬性、名稱,在視圖區(qū)可自動生成工程明細表,明細表中可根據(jù)需求查看任意命名構(gòu)件的工程數(shù)量。

          基坑工程BIM算量

          信息化施工

                 利用信息模型,有效地避開地下管線,協(xié)同各施工作業(yè)安全施工。

                 將地勘模型集成到Revit中,并賦予土層屬性,使監(jiān)理、設計、施工人員能在平臺上進行設計、校核工作。

          信息化監(jiān)測

                 將BIM技術(shù)引入基坑工程監(jiān)測工作,以解決以往在基坑圍護結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測過程中不能直觀表現(xiàn)其變形情況和變形趨勢的缺點。

          基于BIM基坑監(jiān)測

                 通過BIM技術(shù)將基坑的形狀、圍護結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境以及各類監(jiān)測點建立模型,在模型中導入每天的監(jiān)測數(shù)據(jù)并采用4D技術(shù)+變形色譜云圖的表現(xiàn)方式方便工程師、管理人員、業(yè)主、施工人員等查看基坑圍護結(jié)構(gòu)的變形情況。



          要實現(xiàn)BIM技術(shù)在深基坑工程中系統(tǒng)應用,關(guān)鍵一步是通過二次開發(fā)實現(xiàn)BIM軟件平臺具有深基坑建模和模型計算功能。這需要廣大工作者長期不懈探索,完善BIM技術(shù)在深基坑工程中的實踐方法。








          來源: 鐵路BIM聯(lián)盟

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