BIM技術在基坑監測中的應用

吳虹雨 袁油新

1 重慶科技學院 重慶 401331

2 重慶市建筑科學研究院 重慶 401331

正文：

1 項目概況

項目地塊位于朝天門廣場與解放碑之間，直面長江與嘉陵江交匯口，是重慶城市中心及CBD核心區域；地鐵站、公交樞紐站、客運碼頭與游輪中心匯聚于此，預計2013年通車的兩座跨江大橋還將貫穿連通重慶另外兩個核心區域-江北區與南岸區。本項目基地總面積為91782㎡，地上總建筑面積約817000㎡，地下總建筑面積約270000㎡（四層地下室）。根據建筑方案，地下室共四層，地下室裙樓結構底板標高為180.85m。

2 基坑監測與BIM技術的重要性

2.1 基坑監測技術

基坑監測對于基坑工程施工來說是必不可少的環節，其指的是在地下工程施工及基坑開挖過程中，對基坑支護結構、巖土體周圍環境和變位條件的改變，進行各種監測和分析工作，且將監測結果及時反饋，預測下一步施工將引起的穩定狀態和變形的發展,根據預測判定施工對周圍環境造成影響的程度，來指導設計與施工，實現所謂信息化施工[1]。

2.2 BIM的功能

在基坑監測中工程中結合運用BIM技術，可以提高工程施工的可視化程度，讓操作人員更加直觀地了解整個工程，提高工程效率，使工程管理更加精細，減少現場返工，節約成本。BIM 還有場景漫游、施工模擬、實時監控、空間量測、分析報警、歷史數據查詢等功能。

1） 場景漫游。自定義路徑并以飛行的第一人稱視角在三維場景中進行漫游瀏覽，系統、直觀地看清整個工程，了解空間位置情況。

2） 施工模擬。通過多平臺協作，模擬基坑結構變形、周邊地面沉降情況、地下管線沉降、周邊建筑物的沉降傾斜等監測數據并進行應用仿真。

3） 實時監控。根據實際需要，可以實時查看地面、地下作業面的相關情況[2]。

4） 空間量測。提供面積、長度、空間長度，獲取坐標輸出標高，并根據需要提供地面沉降量的統計等功能。

5） 分析報警。對監測的變形數據進行分析，當監測數據達到某一警戒值時，立即發出警報[3]。

6） 歷史數據查詢。將結構變形、管線變形、周邊地面沉降形態、周邊重要建筑物的沉降傾斜等監測數據沿時間軸展現出來，人們可以快速方便地查看任意時間、地點的信息數據。

3 實際應用

3.1 建立模型

將基坑監測點布置圖紙導入Revit軟件，利用場地模塊、透明覆蓋及體量功能建立基坑模型，再利用自建族功能做出支護構件。效果如下圖1所示。

圖1 基坑支護模型圖

3.2 web平臺

通過網頁的自主研究，成功開發出一個內部專用的WEB數據共享平臺，該平臺設有項目中心、BIM智慧工地、進度管理、安全管理等功能。

傳統形式下的基坑監測技術通常以人工抄錄數據配合二維曲線或圖像的形式來展現基坑支護結構變形趨勢，變形情況不能整體直觀的展現。由于以上原因，我們將BIM技術應用于基坑監測工程后，通過將基坑的四維模型（三維模型+時間軸）上傳至WEB共享平臺，再將現場實時監控畫面鏈接進入WEB共享平臺，以及通過自動化監測技術實時采集的監測數據上傳至WEB平臺。業主單位、監理單位、工程師及施工方均能第一時間通過WEB共享平臺直接得到直觀的基坑監測信息，從而大幅加強相關人員對基坑支護結構的現場情況作出有效判斷的效率。

圖2 WEB數據共享平臺

4 應用BIM的優勢

（1）可視化程度高。通過REVIT與三維地質模型可以直觀形象的展示出基坑的地質情況及支護變形情況。不僅是在基坑監測過程中，甚至在設計階段、全過程施工階段及竣工驗收等階段，高可視化程度均可充分發揮作用。

（2）信息化程度高。通過三維模型可以隨時調取任意地質及支護構件的全部信息，一旦出現監測預警，可以在更快時間得到現場信息，可以更為快速有效的做出判斷及得出處理方案。

（3）提升組織協調性。通過WEB共享平臺，建設全工程所有參與方均可第一時間獲得第一手現場資料，避免了層層上報、多方溝通的麻煩，同時，也能有效遏制工程中出現的貪污腐敗、欺上瞞下的行為。

5 結語

基坑監測是基坑的開挖中安全保證的必要措施，近年來隨著我國城市化道路進程的不斷深化，目前社會對于超高層或高層建筑物及地下公共交通的需求不斷加大，從而對深基坑工程的深度、規模、質量以及安全要求也在不斷提高，隨之帶來的便是基坑監測技術的不斷優化與發展，而BIM技術憑借著它信息完備、信息關聯、信息一致性、可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖等優勢，已經得到了全球工程建設領域的一致認可，在建筑業中得到了廣泛關注與應用。BIM技術在基坑監測中的應用研究將更加有效的增強基坑支護的安全性。