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【摘要】深基坑施工是超高層建筑施工中的重要內容,深基坑施工質量直接影響著超高層建筑的整體質量及其建成后的穩(wěn)定性。目前,深基坑施工中還面臨著諸多問題,因此有必要對bim技術進行有效應用,對深基坑施工提供良好幫助。文章對超高層建筑深基坑施工面臨的問題及BIM技術的應用思路進行了分析,結合某超高層建筑深基坑施工實例介紹了BIM技術的應用。
【關鍵詞】BIM技術;超高層建筑;深基坑;施工應用
1引言
當前,人們對建筑物的實際使用功能提出了多樣化、個性化、高層次的要求,地下室結構變得更復雜。超高層建筑深基坑施工中,對BIM技術進行有效運用,可以更加清晰地顯示地下室主體結構、基坑支護體系之間的位置關系。借助BIM,對深基坑進行深化設計、出圖,能夠為現(xiàn)場施工提供有效指導,確保施工進度、施工質量。
2超高層建筑深基坑施工面臨的問題
超高層建筑深基坑施工中,面臨著諸多問題,存在著諸多隱患。首先,基坑深度較大,施工難度較大。近年來,深基坑指的是開挖深度大于5m的基坑,適用于大規(guī)模、大體量、高層及超高層建筑、復雜結構建筑、綜合體建筑等。深基坑的深度較大,因此開挖、支護等施工難度也比較大。其次,風險較高。深基坑施工中,面臨著較大的風險,若稍有不慎,或未根據(jù)實際情況全面考慮,則可能導致施工安全事故的發(fā)生。例如,基坑開挖過程中,若沒有全面了解現(xiàn)場實際情況、周圍環(huán)境情況,則容易出現(xiàn)滑坡、塌方等安全事故,不僅威脅施工人員的安全,還會給周圍環(huán)境造成不利影響。
3超高層建筑深基坑施工中BIM技術的應用思路
3.1應用BIM技術開展基礎造型模擬
超高層建筑深基坑施工中,針對基礎施工,即±0.000以下的施工,應借助BIM技術的可視化、模擬性特征,對基礎造型進行深化設計,明確各部位的空間位置關系,并準確掌握各類型基坑的標高、坐標信息,從而為施工定位放線提供有效指導[1]。例如,某超高層建筑工程項目,基坑最深深度高達26.036m,采用AutodeskRevit軟件,建立墊層模型,并使其完全滿足各部位的規(guī)范造型需求,包括獨立基礎、塔吊基礎、柱下墩、集水坑以及人防墻下條基等。同時,在考慮施工放坡的基礎上,在軟件中對測量點坐標進行預設,模擬各處點位、高程坐標,從而1:1模擬施工現(xiàn)場,將施工點位數(shù)據(jù)完整地顯示出來,并進行重點部位三維出圖。借助軟件的坐標數(shù)據(jù)輸出,并使用全站儀,為基礎造型開挖提供有效的指導(見圖1、圖2)。
3.2深基坑開挖中BIM技術的應用
深基坑開挖中,為保障開挖的精確性,應當對BIM技術進行有效應用,對建筑所在地的相關數(shù)據(jù)信息進行全面收集,并以此為根據(jù),建立3D模型,從而為深基坑開挖提供有效的數(shù)據(jù)支持。在收集相關數(shù)據(jù)信息的時候,可以應用無人機傾斜攝影測量技術,借助無人機這種機動、易操作、靈活、便捷的航空攝影測量設備,來獲取高分辨率、高質量的影像數(shù)據(jù),并借助具有高清晰、高精度、大范圍等優(yōu)勢的傾斜攝影測量技術來對復雜場景進行全面感知,充分結合數(shù)據(jù)采集設備的高效性優(yōu)勢以及數(shù)據(jù)處理流程的專業(yè)化優(yōu)勢,來將地貌、地物的位置、外觀、高度等屬性直觀、全面地反映出來[2]。獲得詳細、準確的航測數(shù)據(jù)之后,便可以以此為根據(jù),建立3DGIS模型。深基坑施工過程中,借助這一3D模型,便可對開挖土方量進行準確計算,為深基坑開挖提供有效的數(shù)據(jù)支撐。同時,在深基坑開挖過程中,可以借助3D模型,來對開挖高程進行動態(tài)化分析,從而避免欠挖、超挖等問題的出現(xiàn),保障深基坑開挖的施工質量。
3.3深基坑支護中BIM技術的應用
深基坑施工中,支撐體系發(fā)揮著重要的作用,是不可缺少的重要施工內容。但是,支撐體系通常比較復雜,雖然設計過程中考慮到了結構主體、支撐體系之間的空間位置關系,但一些部位依然會與結構發(fā)生碰撞,尤其是在多道內支撐體系中,碰撞問題更為常見。設計過程中,剪力墻與支撐立柱、框架柱與支撐立柱以及樓板與支撐梁之間的關系容易確定,因此很少出現(xiàn)碰撞。但是,結構與支撐體系間的位置關系不易確定,容易發(fā)生碰撞,主要包括結構梁與支撐立柱之間的碰撞,框架柱、結構梁與支撐梁之間的碰撞,基礎底板坑與支撐立柱之間的位置關系,降板處與支撐立柱之間的位置關系[3]。面對上述問題,可以采用BIM技術,對結構與支撐體系進行碰撞模擬。通過在深基坑施工中對BIM技術進行有效應用,可以實現(xiàn)事前可控,從而有效減少實際施工中的風險。例如,某超高層建筑工程項目在深基坑施工中,針對主體結構、深基坑支護體系,采用AutodeskRevit軟件開展了碰撞檢查模擬,同時聯(lián)合設計方實施了優(yōu)化調整,并結合現(xiàn)場實際,制定最佳施工技術方案,準確計算施工費用,實現(xiàn)了對施工風險的有效控制。具體來說,先借助AutodeskRevit軟件,構建了深基坑支護BIM模型(見圖3)。再按照豎向、水平兩個方向對模型進行拆分,以便于對主體與豎向支撐之間的碰撞關系、主體與水平支撐之間的碰撞關系進行分別檢查。通過開展碰撞檢查模擬,可以將碰撞主體之間的相對關系、管線碰撞的位置等快速查找、顯示出來。但是,在復雜、密實的結構實體中,管線碰撞檢查方式難以實現(xiàn)。因此,該工程是分別對豎向支撐體系、水平支撐體系開展碰撞檢查,根據(jù)每個碰撞構件的ID號,來篩選碰撞構件,做出判斷,歸類標記碰撞情況[4]。在歸類標記碰撞情況的過程中,應遵循如下幾項原則。①針對會影響主體結構抗震性能、承載力的,應盡量規(guī)避碰撞,需及時與設計方聯(lián)系,對深基坑支護體系進行優(yōu)化設計、變更;②針對需編寫在施工技術方案中的碰撞,如穿板的附加鋼筋、穿地下室外墻的防水等,應將碰撞數(shù)量、碰撞部位記錄下來,作為疑問在圖紙會審中提出,并做好記錄,以便于后續(xù)結算;③針對降板處、基礎底板坑與支撐立柱之間的位置關系,如支撐立柱處于坡面上、支撐立柱處于坑底內部等,需及時與設計方聯(lián)系,對支撐立柱的長細比進行驗算,對施工技術方案進行綜合考慮。
4結語
超高層建筑深基坑施工中,可以應用BIM技術開展基礎造型模擬、輔助基坑土方開挖、開展主體與支撐體系的碰撞檢查模擬,從而保障深基坑施工質量。
參考文獻
[1]王海龍,牛立舒,闕圣超,韓楊楊,崔壽凱.BIM+三維掃描技術在天津平安泰達金融中心超深基坑施工中的應用[J].施工技術,2020,49(22):83-86.
[2]李葉.深基坑工程施工中BIM技術的應用研究[J].山西建筑,2020,46(20):100-101.
[3]余琳琳.深基坑工程施工中BIM技術的應用研究[J].建筑經(jīng)濟,2020,41(10):46-49.
[4]張玉娟.深基坑工程施工中BIM技術的應用[J].住宅與房地產(chǎn),2020(4):250.
作者:朱明明 謝源 趙星煜 孫雪巖 單位:中建八局第二建設有限公司