BIM技術(shù)在巖土工程勘察應(yīng)用

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【摘要】bim技術(shù)屬于三維協(xié)同設(shè)計(jì)，在推動(dòng)工程建設(shè)取得更好效果方面展現(xiàn)出了關(guān)鍵作用，同時(shí)也是巖土工程勘察工作過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。基于此，本文主要對(duì)BIM技術(shù)在巖土工程勘察的應(yīng)用進(jìn)行了探討，以供參考。其可以將巖土工程的工期大大縮短，可以對(duì)施工成本予以良好的控制，進(jìn)而促進(jìn)勘察效率的提升，對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)的降低極為有利。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；巖土工程勘察；特征

隨著互聯(lián)網(wǎng)以及信息技術(shù)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，近年來(lái)，BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)外建筑領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了良好運(yùn)用。對(duì)于土木工程勘察BIM技術(shù)而言，屬于通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行三維地質(zhì)建模以及運(yùn)用的技術(shù)，模型涉及可視化的特點(diǎn)，能夠直觀的將巖土構(gòu)成以及地質(zhì)構(gòu)造等表達(dá)出來(lái)，確保施工人員能夠更好地理解、掌握和查詢場(chǎng)地地質(zhì)情況，通過(guò)BIM模型對(duì)巖土進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后結(jié)合巖土類型計(jì)算土石方量，確保建設(shè)單位能夠在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，全面掌控工程和方案決算。

1BIM技術(shù)的特征

第一，模型的可視化。模型三維可視化是此技術(shù)最重要的屬性，也就是可以借助三維可視化模型對(duì)工程信息予以表達(dá)，既能做到直觀顯示，同時(shí)還能為各專業(yè)更好地就工程情況展開交流與討論提供方便。第二，協(xié)調(diào)配合。此特點(diǎn)在整個(gè)工程建設(shè)中得以體現(xiàn)，可以加大各專業(yè)和各部門之間的合作力度，以便于第一時(shí)間將其中存在的各種碰撞問(wèn)題發(fā)現(xiàn)，減少方案變更次數(shù)，使工程建設(shè)效率得到保證。第三，可優(yōu)越性。即可以直接在模型中借助各種各樣的優(yōu)化工具有效優(yōu)化復(fù)雜性較強(qiáng)的工作項(xiàng)目。第四，可出圖性?？梢愿鶕?jù)相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)第一時(shí)間出圖，比如輸出碰撞檢測(cè)報(bào)告，從而制定相應(yīng)的改進(jìn)方案。第五，可模擬性?？梢詫?D、4D、5D模擬直接實(shí)現(xiàn)，將最合理的施工方案找到，進(jìn)而有效節(jié)省施工成本。

2BIM技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1三維可視化

傳統(tǒng)的巖土工程勘察工作均是借助二維圖紙顯示最終的勘察成果，直觀性較差，影響分析結(jié)果[2]。立足于BIM技術(shù)所具備的可視化特征，將其運(yùn)用到巖土工程勘察的過(guò)程中，能夠通過(guò)二維條線建立三維模型，進(jìn)而反映出工程地質(zhì)的具體狀況，還能讓設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息開展模型的構(gòu)建工作。與此同時(shí)，還能進(jìn)一步強(qiáng)化巖土工程相關(guān)人員之間的交流，促進(jìn)巖土工程勘察效率有效提升，使工程施工各種的風(fēng)險(xiǎn)得到減少，最大化利用資源。

2.2信息共享性

巖土工程勘察資料需要業(yè)主方、施工方以及設(shè)計(jì)方加大交流力度，同時(shí)輪轉(zhuǎn)查閱，如此才可以確保最終信息結(jié)果更加可靠和準(zhǔn)確。借助BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型，集成整個(gè)工程的勘察結(jié)果，讓其變成一個(gè)系統(tǒng)文件，協(xié)調(diào)配置各個(gè)專業(yè)，可以加大各單位之間的交流力度，使協(xié)同的工作效果順利實(shí)現(xiàn)，能夠促進(jìn)工作效率的提升，加大設(shè)計(jì)信息的傳遞與交流力度，做到共享資源，確保巖土工程勘察工作的有序進(jìn)行。

2.3信息關(guān)聯(lián)性

BIM技術(shù)可以提供關(guān)聯(lián)性參數(shù)，進(jìn)而為構(gòu)建地質(zhì)模型提供重要數(shù)據(jù)保障，比如在對(duì)鉆孔模型進(jìn)行創(chuàng)建時(shí)，可以把最佳的單價(jià)信息以及深度信息輸入，可以防止項(xiàng)目信息發(fā)生重復(fù)錄入的問(wèn)題，促使信息失效的概率減少。與此同時(shí)，在BIM模型中只要某部分信息有誤需要修改，會(huì)在相同時(shí)間對(duì)有關(guān)信息資源進(jìn)行更新，有利于巖土勘察工作人員效率的提高，加強(qiáng)信息數(shù)據(jù)所具備的準(zhǔn)確性[3]。

3BIM技術(shù)在巖土工程勘察的應(yīng)用

3.1構(gòu)建三維地質(zhì)模型的思路

在巖土工程勘察中應(yīng)用BIM技術(shù)，三維地質(zhì)模型是效果最明顯的表現(xiàn)，詳見圖1?，F(xiàn)階段，勘察成果主要在工程地質(zhì)剖面圖、勘察報(bào)告以及勘察孔平面布置圖等方面得到了充分體現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，若是企業(yè)只對(duì)諸多圖紙、表格和信息數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，無(wú)法掌握到實(shí)際的地質(zhì)狀況，借助這種簡(jiǎn)易操作，造成人為性失誤或遺漏現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)影響巖土工程項(xiàng)目的質(zhì)量。但是借助獲取的工程圖紙、表格、信息數(shù)據(jù)對(duì)三維地質(zhì)模型進(jìn)行構(gòu)建，準(zhǔn)確掌握整個(gè)地質(zhì)的情況，這對(duì)順利開展后期設(shè)計(jì)以及建設(shè)環(huán)節(jié)極為有利[4]。與此同時(shí)，動(dòng)態(tài)化呈現(xiàn)信息數(shù)據(jù)和各項(xiàng)參數(shù)，可以第一時(shí)間分析巖土工程地質(zhì)涉及到的相關(guān)問(wèn)題，并運(yùn)用有效處理方式解決，完善設(shè)計(jì)方案，將具有建設(shè)性的操作意見或建議提出，為整個(gè)工程質(zhì)量提供重要保障，促使工程風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)有效降低。在構(gòu)建三維地質(zhì)模型時(shí)，首先，借助航拍方式記錄地面的高程數(shù)據(jù)，將最有用的信息數(shù)據(jù)獲得，確保將高程數(shù)據(jù)作為立足點(diǎn)的三維地質(zhì)模型可以實(shí)現(xiàn)全面的深化；其次，將模型的模擬與分析完成，借助三維地質(zhì)設(shè)計(jì)、切割方案，以及巖土實(shí)驗(yàn)室有關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)二維培面進(jìn)行模擬，可以有效分析與總結(jié)地質(zhì)情況；最后，共享資源，能夠加強(qiáng)信息數(shù)據(jù)的傳遞以及運(yùn)用。

3.2構(gòu)建模型的流程

在實(shí)際建模中，其基本數(shù)據(jù)主要從場(chǎng)所的鉆孔、探井和探槽等方面中而來(lái)，因此其基礎(chǔ)建模流程主要囊括了下述內(nèi)容：3.2.1提取鉆孔數(shù)據(jù)。這一類工程在開展勘探作業(yè)時(shí)，最常用的一種手段就是鉆探，以此將相應(yīng)的鉆孔數(shù)據(jù)獲得，其主要原因是在建模過(guò)程中，必須要確保鉆孔數(shù)據(jù)和巖土體特性、分層特性等其它勘察數(shù)據(jù)充足，當(dāng)然層位深度、坐標(biāo)位置等也包含其中。針對(duì)這部分信息，在存儲(chǔ)方面可采取構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式的方式進(jìn)行，并運(yùn)用于地層模型和鉆孔信息模型中，不僅如此也可將測(cè)繪數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)建立地表信息模型。3.2.2建立場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)地層。在對(duì)層面模型進(jìn)行建立前，應(yīng)將場(chǎng)地中所有地層的統(tǒng)計(jì)結(jié)果結(jié)合起來(lái)，并基于相關(guān)規(guī)范要求完成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地層的建立。而在構(gòu)建過(guò)程中必須做到和場(chǎng)地中的每一地層相對(duì)應(yīng)，基本程序可以不納入考慮范圍內(nèi)。3.2.3建立鉆孔地層層序以及關(guān)鍵層層序在標(biāo)準(zhǔn)地層中，根據(jù)每個(gè)地層的成因年代，并聯(lián)系其新老關(guān)系構(gòu)建專門的地層層序，在整個(gè)建模工作中，這是重中之重，所以一定要保證其準(zhǔn)確性，不然將會(huì)對(duì)之后分析模型產(chǎn)生非常大的影響。3.2.4定義主“TIN”。即借助項(xiàng)目便捷，把孔口坐標(biāo)當(dāng)作重點(diǎn)，鉆孔層會(huì)控制由三角網(wǎng)格加密算法生成的角網(wǎng)格[5]。3.2.5在插值計(jì)算下確定層面模型。在“TIN”控制的輔助下，基于鉆孔地層數(shù)據(jù)，并將程序插值聯(lián)系起來(lái)對(duì)地層層面進(jìn)行計(jì)算，最終得到基礎(chǔ)層模型。3.2.6處理層面拓?fù)潢P(guān)系?；A(chǔ)層面通常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，如地層中出現(xiàn)尖滅或透鏡體的問(wèn)題、層面間產(chǎn)生交切或局部畸形等問(wèn)題，這些均會(huì)導(dǎo)致層面與真實(shí)情況出現(xiàn)顯著區(qū)別，因此這就必須采取有效手段，正確處理層面間的拓?fù)潢P(guān)系，從而使地層的精準(zhǔn)性得到保證。3.2.7對(duì)地質(zhì)模型進(jìn)行構(gòu)建。在將上述全部流程完成后，便能借助層面拓?fù)鋵⑷S地質(zhì)模型生成。對(duì)于相關(guān)要求，如果最終生成的模型無(wú)法使之得到滿足，則需對(duì)“層面拓?fù)潢P(guān)系”再次進(jìn)行處理，并基于插值計(jì)算確定層面模型，待到最終生成的模型能夠滿足相關(guān)要求。

3.3三維地質(zhì)模型應(yīng)用

當(dāng)構(gòu)建好三維地質(zhì)模型后，便需要應(yīng)用此模型。巖土工程在具體進(jìn)行勘察時(shí)需分別從三個(gè)方面對(duì)三維地質(zhì)模型予以應(yīng)用，第一，從不同角度、多個(gè)方面切剖三維地質(zhì)模型，之后基于切剖結(jié)果呈現(xiàn)工程地質(zhì)剖面圖，詳見圖2。同時(shí)，再在三維地質(zhì)模型的輔助下，及時(shí)找出原有平面圖紙的弊端，然后再依照三維地質(zhì)模型修改錯(cuò)誤；第二，具體負(fù)責(zé)巖土工程勘察的部門還可基于三維地質(zhì)模型，深入分析場(chǎng)地的地質(zhì)性質(zhì)，這樣一來(lái)就可提供一個(gè)平臺(tái)給專業(yè)和非專業(yè)人士，使之在其中展開交流和探討；第三，在具體施工過(guò)程中，可將施工變化聯(lián)系起來(lái)進(jìn)一步了解每個(gè)施工環(huán)節(jié)的地層情況。之后再核對(duì)其和勘察資料，如此便能第一時(shí)間將施工中的問(wèn)題發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而最大程度的預(yù)防施工風(fēng)險(xiǎn)，確保施工安全、順利開展。

4.結(jié)語(yǔ)

總而言之，在整個(gè)工程建設(shè)行業(yè)中，BIM技術(shù)發(fā)揮著極為重要的作用。通過(guò)將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于巖土工程的勘察階段，借助此技術(shù)不斷對(duì)今后施工和運(yùn)營(yíng)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)有針對(duì)性地給出相應(yīng)的解決手段，能夠在很大程度提升勘察效率，有效控制施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率。盡管立足于現(xiàn)階段的行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行分析，該技術(shù)在此方面的推廣和應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)，但隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，BIM技術(shù)必然也會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展。因此，相關(guān)技術(shù)人員及時(shí)掌握該技術(shù)的最新研究情況，積極探索新型應(yīng)用方式，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)效益的最大化。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]沈曦.淺談巖土工程勘察行業(yè)BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化,2019(14):98-99.

[4]于洪安,孫春雨.BIM在巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究,2019,4(11):50-51.

[5]梁藝琳.BIM在巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2016(8):54.

作者:賈鵬飛 單位:中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心甘肅總隊(duì)