BIM 技术在深基坑工程中的应用

李圣

（同济大学浙江学院，浙江 嘉兴 314051）

0 引言

随着技术革新的需求， 国家和政府开始大力推广和扶持BIM 技术， 一些设计院和施工单位开始逐步运用起BIM 软件。直至今日，BIM 技术仍是工程建筑行业比较认可的软件， 对它的研究一直都在持续进行中。

1 BIM 技术基本理论

1.1 BIM 技术定义

BIM 建立模型的过程，涵盖了项目的设计、施工、 完善的过程， 最后的结果模型包含了建筑材料、门梯等装修信息，不仅能呈现物体三维化和颜色彩色化，更能直观地展现出工程施工后的情况。相较于以前的图纸模型，BIM 在建模的道路上迈出了创新的一大步，BIM 技术的应用优势逐渐被发掘，在建筑行业中的应用范围正在逐渐扩大。

1.2 BIM 技术的特点

1.2.1 操作具象化

BIM 技术的初衷就是让建筑工程的操作过程和结果可视化。 有了具象化的模型，可更好模拟出不同数据建立的模型会出现的各种问题， 能更好找出一组最适合的数据建立出最优化的模型，也能够使建筑的空间更加合理化，利益更大化。

1.2.2 信息的互通性

BIM 的一大特点就是信息的互通性、 数据智能化。 只要改变其中一个指标，所有的数据都会同步进行整改，让信息串联化、关联化。 当发现错误时，只用改变一个数据，便可及时纠正所有相关联的信息。

1.2.3 模拟逼真性

BIM 技术的三维化、 可视化在建筑的施工模拟中起了很大的作用。因为模拟的逼真性，BIM 出图的成果与真实情况相差较小，基本可以做到真实化。

1.2.4 信息的协调性

BIM 设计模型时，信息之间可协同合作。例如，工程构件之间具有关联性， 修改其中一个小部分，与其关联的位置都会有响应并做出相应的改动，非常智能化。

2 BIM 技术应用

2.1 BIM 技术在基坑工程应用

2.1.1 BIM 技术的实际应用

依据地质报告建立信息模型； 获取GIS 信息，并在BIM 软件内输入数据；在基坑的设计过程中，需要将二维的平面设计图录入BIM 软件中， 从而使建立出来的模型更加真实化和细节化；BIM 软件不仅可以在施工过程中进行模拟，还能进行碰撞检查和计算工程量等。 在传递与流动信息中，二维设计软件的限制主要因素是格式与平台因素，BIM 技术则完全突破了这种限制。

2.1.2 模型构建

场地模型和深基坑的构件需要用到BIM 技术，与此同时，还需要建立起周围的环境并且了解其信息，区分深基坑和环境的联系。 运用BIM 技术建立场地施工模型，才能得出基坑模型，并且能得出地质土层的详细信息， 能更好地推进施工过程。BIM 技术最重要的就是服务于施工模拟阶段，在深基坑的每个阶段都能模拟施工， 也能及时发现问题，例如工期时间的长短、施工中构件的顺序方式、施工方案的指导等。

3 深基坑施工存在的问题

3.1 深基坑工程定义及特点

基坑工程分为深基坑工程和浅基坑工程。文中主要探讨深基坑工程， 该工程有以下几个特点：①个性强，因为不同地区的不同地质所导致的岩土性质也不一样，所以需要具体问题具体分析。 ②质量要求高， 因为深基坑施工所挖的土方量比较大，也很容易出现因受力不均而导致出现塌方，所以不仅需要施工质量高，还需要做好安全设施。

3.2 深基坑施工内容及设计原则

3.2.1 施工内容

深基坑的施工包括土坑开挖、支护结构、降水、排水和土坑回填等。

3.2.2 施工设计原则

随着建筑行业的发展，深基坑工程实施的难度越来越大，很多都是在地形环境复杂艰苦的情况下进行。深基坑施工设计的基本原则是结合了多方面的因素才确定的原则， 因素包括施工前的勘察报告、开挖深度、支护的高度、场地周边环境条件等。

3.3 深基坑存在的问题及原因分析

3.3.1 成本方面

深基坑工程因为采取向下挖的土坑比较深，所以比较隐秘，在地下施工完成后就可以进行顶板浇筑步骤，使原本的土坑变成地下室，施工成本较高。

3.3.2 质量方面

深基坑工程施工质量要求很高，所以涉及到的支撑材料间接会影响其质量问题。

3.3.3 安全问题

因为深基坑工程涉及到的深度较深，所以安全问题将是非常重要的环节，一但发生问题将会造成很严重的伤亡和经济损失。

4 基于BIM 技术的深基坑工程施工过程改进

4.1 BIM 技术在深基坑准备阶段的应用

4.1.1 碰撞测试

深基坑工程需要考虑到使用的支护结构会发生碰撞， 还有支护结构与地下管线间也会发生碰撞， 甚至深基坑的结构和上部建筑结构也会碰撞。所以在开始施工前要做好碰撞测试， 出具碰撞报告，才能避免后期发生碰撞。

4.1.2 图纸审核与设计

图纸审核是收到设计施工图纸时，需要相关单位审核图纸， 才能保证之后的施工质量、 安全、进度、成本的控制。 其目的是了解整个工程的具体信息，还可以优化和修改图纸，找到图纸中的技术困难点和可能出现的问题，制定应对方案。

4.2 BIM 技术在施工阶段的应用

4.2.1 施工场地布置

施工场地的布置贯穿于所有的建筑工程施工中的每一个步骤，是提高施工效率和保证安全问题的基础。 将施工场地布置清晰合理，可以保证工人在施工过程中更加安全。

4.2.2 4D 施工模拟及技术交底

4D 施工模拟是指将深基坑的3D 模型与深基坑施工进度计划进行关联，具体到每一个构件和计划的每个时间点的先后顺序， 完完全全实现了AI技术模拟现场施工的情况。

4.3 BIM 技术在竣工阶段的应用

BIM 技术能聚合各式各样的资料，直接提交报告，审核也可以通过该软件进行，不再受限于纸质资料。纸质资料不易保存，一但发生错误，在纸质资料上更改信息也很麻烦。 所以使用BIM 技术能随时随地修改资料和保存报告， 不仅提高了工作效率，还能给工程质量提供相应的防范意见，防患于未然。在深基坑工程实施和竣工等方面会出现的安全问题和事先的质量控制措施都能够汇总在一起并进行分析与归纳。

5 结语

在深基坑工程的准备、施工、竣工过程中，BIM技术贯穿了整个过程，在成本、安全等方面上都做了大大的提升和改进。 目前，国外在深基坑工程中BIM 技术应用的还是比较少，所以我国在研究BIM技术的道路上任重而道远。希望通过不断地进行文献的阅读和实践的探索，BIM 技术在我国会有越来越多的应用，而且我们将会熟练掌握并且开发出一款真正适合我国专用的建筑工程软件技术。