劉玉健

工程技術(shù) Engineering technique

基于BIM技術(shù)的北京新機(jī)場(chǎng)深基坑明挖施工研究

劉玉健

（中鐵十四局集團(tuán)第二工程有限公司，山東 泰安 271000）

針對(duì)BIM技術(shù)在深基坑明挖施工、大型鋼支撐周轉(zhuǎn)、異性模版算量、施工管現(xiàn)場(chǎng)理等方面應(yīng)用研究，以北京新機(jī)場(chǎng)土建預(yù)留工程項(xiàng)目為例展開(kāi)深入研究，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，運(yùn)用BIM模型進(jìn)行施工研究，并總結(jié)出一套基于BIM技術(shù)的施工管理應(yīng)用方法，指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)施，為后續(xù)項(xiàng)目信息化管理提供了數(shù)據(jù)保障。

深基坑；BIM技術(shù)；施工管理

0 引言

目前BIM技術(shù)已經(jīng)得到了國(guó)內(nèi)各行業(yè)的認(rèn)可，尤其是在建筑施工領(lǐng)域，BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑工程建設(shè)之中，通過(guò)BIM技術(shù)能夠呈現(xiàn)與建筑工程相貼切的BIM模型，客觀反應(yīng)工程實(shí)際情況。結(jié)合深基坑工程實(shí)際情況而合理規(guī)劃和運(yùn)用BIM技術(shù)，使其在材料周轉(zhuǎn)、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)優(yōu)化、基坑檢測(cè)、三維算量、可視化功能及其他功能有效應(yīng)用，輔助深基坑施工，最終保障深基坑施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。本文將立足于BIM技術(shù)，著重分析如何利用BIM技術(shù)來(lái)優(yōu)化深基坑施工作業(yè)。

1 工程概況

新建北京機(jī)場(chǎng)城際鐵路聯(lián)絡(luò)線自北向南，于里程DK42+038處下穿天堂河后進(jìn)入北京新機(jī)場(chǎng)一期紅線，依次下穿次干二路、次干一路進(jìn)入T1航站樓，地下二層設(shè)新機(jī)場(chǎng)站，出站后向南至新機(jī)場(chǎng)一期南側(cè)的用地紅線。線路全長(zhǎng)4.077km，其中航站樓地下788m機(jī)場(chǎng)已代建完成。項(xiàng)目采用明挖施工、空間狹小、工期緊、安全風(fēng)險(xiǎn)高通過(guò)BIM技術(shù)著力解決施工難點(diǎn)、痛點(diǎn)。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用成效

2.1 BIM制定合理材料量

明挖施工材料用量巨大，鋼材品種、規(guī)格多,材質(zhì)復(fù)雜,工期長(zhǎng),備料時(shí)間長(zhǎng),周轉(zhuǎn)性材料合理采用是項(xiàng)目建設(shè)的主要任務(wù)之一。材料庫(kù)存量小，占用資金少，周轉(zhuǎn)快，是建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)。

采用BIM技術(shù)建立項(xiàng)目全部鋼筋、鋼支撐、腳手架信息化模型，通過(guò)BIM技術(shù)可以快速提取出任意里程、任意斷面、構(gòu)件處的材料用量。根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃，可以給出合理的采購(gòu)用量，這樣避免材料采購(gòu)不及時(shí)、采購(gòu)積壓、堆放無(wú)序等現(xiàn)象，為項(xiàng)目建設(shè)者提供數(shù)據(jù)保障。

圖1.1：拱形區(qū)間鋼支撐模型

圖1.2：矩形區(qū)間鋼筋模型

圖1.3：矩形區(qū)間KL9梁鋼筋模型及鋼筋信息表

2.2 BIM技術(shù)與深基坑檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合

利用BIM+IOT，通過(guò)BIM平臺(tái)與基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合，采用新型光纖對(duì)基坑危險(xiǎn)源做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合了云服務(wù)、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程，對(duì)安全隱患做出及時(shí)的對(duì)策研究及時(shí)反映到BIM平臺(tái)上，準(zhǔn)確體現(xiàn)在相應(yīng)構(gòu)件上，保證結(jié)構(gòu)安全施工。發(fā)生安全問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)可以及時(shí)提醒項(xiàng)目安全管理人快速。準(zhǔn)確的到達(dá)指定位置，并且給出防范措施。

圖2.1：BIM檢測(cè)系統(tǒng)

圖2.2：數(shù)據(jù)反饋

2.3 異形斷面方案優(yōu)化

項(xiàng)目南北區(qū)采用拱形斷面、斷面形式多、變化復(fù)雜尤其是隧道主洞與臂車洞等洞室的過(guò)度區(qū)間，采用BIM技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，給出具體施工方案及型鋼加工尺寸等詳細(xì)方案，通過(guò)BIM技術(shù)準(zhǔn)確的細(xì)致的解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題。

圖3.1：復(fù)雜節(jié)點(diǎn)方案優(yōu)化

圖3.2：型鋼加工

2.4 BIM技術(shù)精確算量

對(duì)于項(xiàng)目矩形區(qū)間，構(gòu)件種類多，構(gòu)件空間關(guān)系復(fù)雜，鋼筋布置密集等現(xiàn)場(chǎng)。采用BIM鋼筋算量軟件BIM平臺(tái)功能，對(duì)鋼筋工程量進(jìn)行計(jì)算，統(tǒng)計(jì)出了工程量。通過(guò)軟件可以選中相應(yīng)構(gòu)件，選擇對(duì)應(yīng)工程量，就可以計(jì)算出分層工程量，整個(gè)計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單、方便。

圖4：按照構(gòu)件統(tǒng)計(jì)

2.5 BIM協(xié)同管理

項(xiàng)目信息化協(xié)同管理系統(tǒng)以項(xiàng)目全壽命期管理為目標(biāo)，以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，從信息協(xié)同、業(yè)務(wù)協(xié)同、資源協(xié)同等方面進(jìn)行協(xié)同管理。通過(guò)三維模顯示、可視化進(jìn)度管理、質(zhì)量安全管理、進(jìn)度進(jìn)度管理，物資采購(gòu)管理等進(jìn)行項(xiàng)目的全方位管控，并為項(xiàng)目決策提供依據(jù)。

圖5：BIM協(xié)同管理平臺(tái)

3 總結(jié)

以BIM信息化技術(shù)為基礎(chǔ)的新型管理模式在工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。中鐵十四局北京新機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目積極響應(yīng)國(guó)家關(guān)于BIM技術(shù)推廣應(yīng)用的要求，通過(guò)BIM技術(shù)在項(xiàng)目施工圖審核、工程量核對(duì)、質(zhì)量安全管控、物資設(shè)備管理、協(xié)同管理等信息化方面，避免了問(wèn)題，加快了施工工期、杜絕了質(zhì)量事故和安全問(wèn)題的出現(xiàn);將結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與可視化模型相結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)了BIM+IOT管理。

同時(shí)信息化協(xié)同管理系統(tǒng)有效地減輕了各方管理團(tuán)隊(duì)的工作強(qiáng)度，減少了成本開(kāi)支，打造了建設(shè)信息化管理新模式。

劉玉?。?988.01- ），工程師，研究方向:土木工程施工，BIM信息化管理方向。

TU723

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1007-6344（2021）01-0200-02