BIM 技术在岩土工程中的应用

邓能兵，陶宏亮，蔡明俊

1.武汉蕃华施工图设计审查有限公司，湖北 武汉 430050

2.武汉华太岩土工程有限公司，湖北 武汉 430064

BIM 技术最早应用于建筑领域，主要通过形象的三维立体模型来呈现直观视觉感受，使人们了解建筑结构和预期效果。此外，BIM 技术在水电工程、设备设施、结构学等领域也具有重要的实用价值，且有着较长的发展历程。近年来，随着计算机软件和硬件技术的快速发展，岩土工程的相关技术也不断发展，将BIM 技术运用在岩土工程中，使工程技术得到较大提升。随着社会经济的快速发展，大量基础设施工程在等待开发和建设，急需完善岩土工程相关BIM 技术的整体设计。这主要是因为BIM 软件的开发没有结合岩土工程专业的特点，需要结合起来进行针对性的设计，合理提升BIM 技术在岩土工程中的应用水平。

1 在岩土工程中应用BIM 技术的优势

1.1 三维立体可视化

将BIM 技术应用于基坑设计中，凭借其强大的模型构建能力（见图1），模拟出基坑支护设计的虚拟模型。技术人员通过模拟平台来完成模型的展现和检查，了解设计方案的具体意图。通过将三维立体模型引入岩土工程中，技术人员可以使用第一视角从多角度观察岩土工程的三维立体模型，从而全面了解岩土工程的细节情况，更好地优化工程设计和施工。

图1 模型构建

1.2 与其他专业进行联合设计

要确保岩土工程顺利开展和实施，需要各专业施工小组共同协作、相互配合。在BIM 技术使用之前，各施工小组都是利用图纸进行相互交流和协商，效率较低且容易出现偏差。BIM 技术的出现打破了传统的合作与交流方式，实现了设计方案优化，消除了相关的设计冲突，使设计方案更具科学性，每个施工专业都可借助BIM 技术平台了解工程信息，从而更好地协调各专业的施工工作。

1.3 动态模拟施工

国际上BIM 技术已完成更新换代，通过动态模拟（见图2）让BIM 技术得到更好的发展，随着时代的发展，我国已逐渐掌握有关技术，并对其进行了创新，提升了我国的岩土工程技术水平。在具体操作和实施上，将成本和工期相结合，直接反映施工的具体过程。施工单位不仅可以灵活掌握施工进程，而且可以监督施工、统筹全局、合理配置施工资源，从而提高工程质量和效率，减少不必要的浪费，节省工程成本。

图2 动态模拟

2 BIM 技术在岩土工程勘探中的应用

在勘探阶段，为保证勘探成果能更好地满足后期使用需求，需要对前期勘探工作进行策划，使后续施工顺利开展。将BIM 技术应用于岩土工程勘探上不仅能有效提升其可操作性，还能结合后期施工要求，使技术人员能够通过三维立体模型来呈现勘探成果，进而提升勘探成果的实用性。BIM 技术能够实现信息的有效共享，对后续设计工作有重要帮助。

2.1 构建三维立体结构

原有的地质勘探技术主要使用剖面图的形式表现地质构造，但在后期的制图上不同技术人员对地质构造会有不同的理解，这将增加出错概率，而采用BIM 技术可以将整个地质构造直观、完整地展现出来。BIM 技术在岩土工程中应用的时间较短，整体技术还不够完善，目前还只能应用于场地较小、地质构造较简单、地层较少的民用建筑中，而在场地较大、山区以及岩土层复杂的地区仍存在一定困难，尚需不断改进、完善BIM 技术。

2.2 构建三维立体地质模型

BIM 技术可以对构建出的三维立体模型进行任意剖切，得到任意剖切的地质剖面图（见图3），从而更准确地了解地质状况，得到更全面精确的地质数据，为下一步应用奠定良好基础。通过BIM 技术得到的地质剖面图能确保每个单元都呈现良好的数据信息。通过三维立体技术获得各种数据，能直观地预算土石方量，准确地计算土石方工程造价。

图3 地质剖面图

3 BIM 技术在岩土工程设计阶段的应用

设计方案的科学性、合理性与可行性直接影响后期建筑工程施工，而应用BIM 技术能构建出良好的构件模型，并结合实际情况进行视觉呈现。设计人员可以直观地了解设计方案的虚拟情况，以此提升设计效率，完善设计方案。在岩土工程设计方案检查和错误问题处理上，能更好地分析外界影响因素，利用碰撞检测方式可使设计方案更加科学合理，相关应用价值也能得到提升，最大限度地减少和规避可能出现的问题。

4 BIM 技术在岩土工程施工阶段的应用

在施工阶段，可以使用BIM 技术对施工管理进行有效改进和优化，处理传统经验管理中存在的诸多问题。BIM 技术能更好地提升质量管控工作的落实效果，实现对质量关键点的综合把握。BIM 技术还可以完成技术交底、现场检查、资料填写等方面的技术工作，项目管理人员可以结合实际管理情况完成具体操作，实现实时动态管理，让整个施工活动更高效地实施与开展。

5 BIM 技术在岩土工程监测中的应用

BIM 技术改变了过去数据监测简报以数据图表和表格来表达的形式，运用BIM 三维立体技术把基坑的变形直观地呈现出来。例如，运用BIM 技术表达监测数据、分析数据，精准无误地估算出基坑沉降变形量。通过将三维立体建模与插值法以及监测点所处的位置信息相结合，计算和输出沉降云图，从而掌控各个监测点的变形情况。另外，结合BIM 三维可视化技术和功能以及自动监测系统和监测数据自动处理系统，能实时呈现整个场地的监测变形情况，对相关工作人员而言意义重大，有利于及时了解和分析场地的变形趋势，及时调整工作方案，高效完成工作，提升工作质量。

6 结束语

BIM 技术必将在岩土工程中得到越来越广泛的运用，实现工程效率与工程质量的提高。但BIM 技术的瓶颈仍不容忽视，这就需要专业人员进行深入探讨，结合实际项目不断优化升级、更新换代，使岩土工程在BIM 技术的支持下获得更长远的发展。