BIM技术在深基坑施工风险评估中的研究与应用.docx

《BIM技术在深基坑施工风险评估中的研究与应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《BIM技术在深基坑施工风险评估中的研究与应用.docx（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、BIM技术在深基坑施工风险评估中的研究与应用卢珊珊熊燕熊全涛【摘要】目前深基坑施工的风险评估多侧重于理论研究，且缺乏系统性与实时性，对施工的指导意义不大。本文结合工程实践，采用建筑信息模型（BIM）技术、互联网、物联网等技术与传统的风险评估理论相结合，提出了基于BIM技术的深基坑施工风险评估方法，并进行了应用。【关键词】BIM技术 施工 风险评估 研究 应用近年来，基坑工程逐渐增多，规模不断扩大，其复杂程度和技术难度也逐渐增大。国内外基坑工程呈现“大”（基坑工程作业尺寸过大）、“深”（工程挖掘过深）、“紧”（建筑容积率过高）、“近”（各基坑施工作业地点较近）的发展特点。例如：现正在建设的南昌地

2、铁3号线绳金塔站至六眼井站。2018年4月完成基坑开挖，基坑长85m，最大跨度58m，深度达26m。由于深基坑规模与深度的增加，深基坑工程的施工难度逐渐增大，深基坑施工风险也越来越大，工程事故频发。2017年，全国发生23起较大安全事故，其中危险性较大的分部分项工程事故，如：基坑土方坍塌、起重事故、模板支架坍塌等共17起、死亡64人，在2017年较大事故总数中占比73.91%。目前在深基坑施工风险管理方面尚无较好的定量化的深基坑安全评价标准及定量化的评判分析模型。BIM技术的出现为我们解决深基坑领域存在的问题提供了新思路和新方法。本文依托南昌地铁3号线礼庄山站，利用BIM建模软件Revit建立

3、深基坑几何模型和力学模型。通过广联达BIMFACE平台，建立深基坑施工信息系统，对施工进度、工况进行云采集及数据库管理，从而建立及几何、力学、工况一体的深基坑施工信息模型，编写基于BIM数据库的风险评估程序。通过上述深基坑关键部位的BIM模型表达、工况信息、进度信息采集以及风险分析，验证BIM技术应用于深基坑工程风险评估的适用性。1工程概况南昌地铁3号线礼庄山站车站总建筑规模12351.52，车站基坑施工采用明挖顺筑法施工。主体规模为，位于南昌市龙兴大街与文汇街交又口处，沿龙兴大街呈东西走向，为地下二层明挖岛式站台车站。车站共设4个出入口，2组风亭。该基坑保护等级为一级。车站为标准地下两层岛式

4、车站，有效站台长118m，宽11m。车站外包总长210.6m，标准段外包总宽19.7m。车站主体为双层双跨的岛式站台车站。主体围护结构采用中8001200mm钻孔灌注桩+2道内支撑体系。主体结构基坑沿竖向共设2道支撑，其中第一道为8001000钢筋混凝土支撑，支撑水平间距约10m;第二道为609（壁厚16mm）钢支撑，支撑水平间距约为5米。基坑深度约1775-1825m，顶板覆土约3.8-40m。车站有效站台中心里程为SK5+938.028，车站起点里程为SK+879.028，车站终点里程为SK5+997.028。车站共设4个出入口，2组风亭，附属围护结构采用中600100m灌注桩+1道内支撑

5、围护。车站结构由上至下穿越素填土、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩，主体结构底部坐落于中风化泥质粉砂岩。围护结构钻孔灌注桩坐落于中风化泥质粉砂岩层内，入岩深度16.2-17.3m不等，车站开挖深度17.75-198.25m。车站东端为盾构接收，西端为盾构始发。2 Bl M模型建立本文应用Revit软件，建立“族”的基础上构建深基坑模型。第一步建立围护结构中各类型构件模型，第二步针对不同的构件定义相应的参数，如：构件的尺寸、材料、力学等参数值，这样便形成了的深基坑围护结构构件族库。第三步根据实际项目的情况调整构件的参数。构件深基坑围护结构BIM模型，就是通过调整构件族的参数，

6、形成不同类型的构件，进行拼装的过程。2.1围护结构族库的构成本文以钻孔灌注桩围护结构为例，针对钻孔灌注桩围护结构不同位置，对族文件进行分类管理。2.2围护结构模型创建（1）建立轴网新建项目首先需要建立相应的轴网，将地基表面看作是一个平整的场地，根据围护结构构件不同的高程需要，建立相应的高程平面，并创建轴网。（2）绘制构件轮廓按照轴网的定位，绘制构件断面轮廓。（3）定义控制属性参数首先在属性面板中点击“族类型”，然后选择“添加参数”，便可以进入参数属性设置面板创建尺寸标注的实例参数。（4）设置实例属性参数选择创建好的族类型，设置实例参数信息，然后锁定标尺，选择设置参数。按照以上阐述的创建族的方法

7、，根据深基坑工程围护结构设计和施工的要求，构建了不同类型的围护结构构件族。（5）構件的拼装在Revit中建立的建筑信息模型是通过需要的族来进行拼接，完成围护结构模型构建后进一步调整与修改属性参数，最终达成模型的搭建。图1围护结构组合模型3 BIM模型的Web显示BIMFACE是广联达公司开发的一款BIM轻量化引擎。BIMFACE解决了文件格式解析、模型图纸浏览和BIM数据存储的问题。将BIM模型文件上传到BIMFACE平台，平台通过模型文件转换可实现模型轻量化显示，最终呈现在Web端与手机端。如图2所示。图2 BIMFACE工作流程本文所用案例为例，将所创建的礼庄山站模型上传至BIMFACE平

8、台后，便可通过链接https：4风险评估系统在前期建立BIM模型及Web显示的基础上，进行模型的施工信息采集以及数据库的建立和管理，获取深基坑安全评价参数指标后进行风险源识别，采用基于层次分析法的风险评估方法对深基坑施工风险进行风险评估。从而推动深基坑施工的信息化发展及科学化安全管理，达到优化设计、改进施工的目的。在BIMFACE平台应用风险评估软件，输入项目基本信息、设计参数、及施工信息，如图3所示。图3输入深基坑信息4.1识别风险工程、风险单元通过目录树选取需要进行风险评估的构件，如选取钻孔灌注桩为评估对象，将模型中其他构件隐藏，便于查看，如图4所示。选定评估对象后，选点风险单元。如图5所示。图4 选取风险评估对象图5选取风险单元4.2选择风险单元后，在相应的风险单元选择风险事件钻孔灌注桩选定后选择孔壁坍塌、钻孔桩垂直度及线形不符合要求、桩身夹泥，出现断桩现象、钢筋笼入槽困难、钢筋笼变形等风险事件，如图6所示。图6选取风险事件4.3选择层次分析法作为本项目的风险评估方法，输入風险发生概率即风险发生等级点击风险评测显示风险等级，相应模型中的构件根据风险等级不同显示颜色的区分。根据国际隧协的风险评估标准，风险评估值为9时，风险等级为级，构件风险显示为黄色，风险评估值为15时，风险等级为级，构件风险显示为红色。如图7所示。图7不同风险等级的模型显示