BIM技術在深基坑監測中的應用與研究

李艷芳 張冬梅 張麗花

摘要：BIM技術是一種建筑信息模型，基礎是三維數字技術，集合了各種信息的工程數據模型，BIM技術可以通過對工程集成管理環境的管理，降低工程風險，提高工程的建筑效率。BIM技術是現在建筑行業新興起的一種信息技術，因為這種技術具有可視化、協調性等各種優點，因此被廣泛運用。BIM技術可以在深基坑檢測過程中快速找到危險區域，并讓人們直觀了解深基坑的變化程度。本文主要從BIM技術在深基坑檢測中的應用進行分析探索，為推廣提供參考。

關鍵詞：BIM；深基坑；檢測

隨著經濟的不斷發展，城市化進程加快，人們對建筑的需求增大，許多高層建筑拔地而起，地下軌道交通也在不斷修建，因此出現了各種深基坑工程，而且深基坑工程的難度不斷加大，深度不斷增加，在深基坑的施工中一旦受到客觀因素等影響，極易發生事故，導致安全隱患的出現，造成人員的生命安全以及財產損失。對深基坑進行檢測已經受到了廣泛重視。BIM技術因其獨特的優點在深基坑監測上發揮了作用，受到推廣。

一、BIM技術在深基坑中的應用概述

（一）BIM技術的深基坑監測原理

BIM技術實際上是一種建筑信息模型，通過建立三維模型對深基坑進行設計、建造的一種技術手段，建立應用數字信息進行，運用信息化技術，對建筑工程達到運營管理的一種新興起的高科技技術，這種技術具有可視性、立體型的特點，適合在深基坑工程檢測中進行應用，發現深基坑工程存在的風險以及技術發現存在的問題，進行糾正。傳統在建筑工程中進行的視圖多是二維視圖，這種視圖模式不夠立體，不夠直觀，這種二維視圖存在許多缺點，隨著時代的發展，建筑行業發展的不斷加快，這種方式已經無法適應現在的建筑工程。BIM技術采用了三維視圖的方式，比傳統的二維視圖更加清晰、直觀，并且全面的展示深基坑的狀況，將建筑信息得到了完美的呈現。BIM技術在深基坑工程的應用中主要是將基坑的形狀、結構以及周圍對于深基坑產生影響的環境加上各種監測點的建立，使深基坑繪制成一個模型，在三維模型進行建立后將各種監測數據以及監測的指標變成信息輸入到模型中，監測模型進行5D動畫模擬，更加直觀的將監測數據進行呈現，可以通過這個監測數據發現深基坑工程存在的細微差別，了解變形的程度，通過對建筑工程全面的了解，預測未來深基坑將出現的問題，針對這些問題提前制定應急方案，找出潛在問題，將施工中可能遇到的風險降至最低，將危險的節點找到準確消除，不留安全隱患，并且對不同的施工方案進行對比，找出最優方案，實現深基坑檢測的最理性結果，保證建筑工程的順利實施。

（二）BIM技術的深基坑監測優勢

BIM技術是一種新興的技術，較傳統技術而言有很大的創新與發展，在深基坑監測過程中呈現了較大的優勢，主要有以下幾點：1、BIM技術更加的直觀清晰將工程建筑進行呈現，因為BIM技術具有可視化的功能，這種功能在將深基坑的信息進行輸入到模型中之后，模型呈現了一種直觀的展示，并且將深基坑工程的整體狀況進行全面的呈現，深基坑工程一旦出現細微的變形都能夠及時的發現問題，解決問題，將風險降到最低，并且可以用5D動畫的形式將深基坑變形狀況進行說明，可以節約很多時間，比傳統技術更加準確判斷情況。2、傳統的技術需要將檢測而來的數據繪制成紙質報表，管理人員通過紙質報表了解到深基坑工程的現狀，這種方式呈現的數據不夠精準，并且在記錄數據的過程中容易出現差錯，耗時、耗力，并且浪費人力、物力、財力，增加了深基坑監測的成本，降低了資源利用率，管理人員在深基坑的檢測過程中不能及時發現問題，存在滯后性，因此，深基坑的檢測容易埋藏安全隱患，BIM技術的應用有效降低了風險的發生，更加容易對于深基坑未來的建筑情況的預測，并且對于深基坑安全程度的預測更加精準，使深基坑安全施工順利進行。幫助工程進行快速決策。3、深基坑支護結構中存在的危險準確的找出，管理人員可以根據深基坑的變形程度做出正確的決策，將問題在苗頭中得到解決，并且制定應急方案，對深基坑未來做出預測。4、BIM技術運用信息化技術做到信息共享，將監測得來的數據參照其他工程的監測數據可以有效判斷深基坑變形的原因，找到影響因素準確進行治理，從源頭進行根治。

二、深基坑監測方案

（一）檢測項目

深基坑檢測項目位于沈陽市鐵西區基坑面積為8800平方米，設置四層地下室，基坑的深度為20米，基坑距離水源地有100米，基坑的土質為砂質粉土，基坑四周用連續墻進行維護，用鋼筋水泥進行支護工程。基坑的安全等級為1級，為了保證基坑監測項目的順利進行，及時了解基坑的變形狀況并且準確給予相應的調整措施，運用現代化信息方式進行基坑的監測工作，要給設計部門、施工部門提供準確無誤的變形數據，變形數據做到科學化、規范化，同時竣工驗收也需要提供相關的準確資料，因此采用BIM技術對深基坑進行檢測。

（二）模型建立

根據設計單位提供的圖紙以及結合現場測量得到的數據，將基坑形狀，基坑支護結構以及周圍影響基坑的因素進行記錄，通過軟件建立三維模型，具體的建模步驟主要有以下幾點：1、利用軟件中的場地建設建立地表模型，通過測量儀器對基坑周圍的場地進行平面坐標的測量以及高度測量，數據存儲格式為TXT格式后導入軟件中結合圖紙生成地表模型。2、利用軟件中的建筑地坪創建出基坑的三維模型。3、在基坑模型中將基礎構件導入模型中，將樁基礎、土方、立柱樁等建立成文件，根據各構件之間存在的空間結構以及各構件之間的位置添加平面坐標以及其他的參數，形成了一個基坑的支護模型，模型中各個構件的位置可以通過改變軸網以及高程的調整進行改變。4、在基坑模型中安置監測點，在各個監測點上添加檢測信息，檢測信息也包括基礎監測數據以及設置報警值，可以有效實行監管，將監測點與基坑模型相連，設置編碼，模型的編號要與基坑實際的編號相一致。

（三）基坑監測及數據導入

在建立三維模型之后將數據導入到模型之中，三維模型通過對導入的監測數據的讀取了解到基坑變形的程度監測數據導入后轉化成三維坐標，變形監測點對應空間坐標，將空間坐標相連接變成曲線的變形監測孔，生成變形的數據值，將隨機的一個時間點進行變形模型與初始模型的對照，檢查是否存在誤差，得到任意時間點的變形數值云圖。

BIM技術運用到深基坑監測工程中，減少了管理人員對于紙質數據的研究，將變形結果得到更清晰的呈現，節約了時間，提供了一種高效的監測方法。

結語：

BIM技術是時代發展的產物，隨著信息技術的不斷發展，BIM技術也被廣泛應用，深基坑檢測實現信息化也是現在普遍追求的目標，隨著越來越多難度大，深度增加的深基坑被要求建造，BIM技術被應用，同時BIM軟件不斷推陳出新，得到了極大的完善，更多工程的相關單位開始了解到BIM技術在工程應用上的作用，隨著BIM技術的不斷完善，在深基坑監測上的應用也將增多，一定會促進深基坑監測工作的開展。

參考文獻

[1]劉國光.BIM技術在深基坑監測中的應用與研究[J].北京測繪，2018，32（3）：359-362.DOI：10.19580/j.1007-3000.2018.03.024

[2]白廷輝，上海軌道交通深基坑工程新技術與 實 踐[J].地下空間與工程學報，2014（4）：554-560

[3]胡章杰，張 藝.BIM 在三維數字城市中的集成與應用研究[J].北京測繪，2015（12）：21-25

[4]何清華，錢麗麗，段云 峰，等.BIM 在國內外的應用現狀 及 障 礙 研 究 [J].工 程 管 理 學 報，2012，26（1）：12-16

[5]俞曉，陸 珺，馮 為 民.BIM 技術在臨江深基坑監測中的應用研究[J].施工技術.2017（6）：119-122

（作者單位：云南全新世地質勘察有限公司）