BIM 技術在施工監測中監測點布設的應用

中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710000

1 前言

隨著城市的發展，地鐵已經成為城市交通的重要設施。在地鐵建設的過程中，其特點為施工風險高，周邊環境復雜，監測顯得尤為重要，施工監測也是十分必要的。提高施工監測布點的質量是監測實施的主要條件。在進行監測布點時，需考慮主體施工工序及工藝，BIM 可以提供可視化和碰撞監測，確保監測點埋設保護方法的可靠性。

2 工程概況及監測概況

某地鐵車站總長312.48m，圍護結構寬度23.5m，盾構井寬度約26.3m，基坑開挖深度為20.2～20.9m。車站位于鬧市區，周邊管線復雜。基坑第1～16軸采用蓋挖逆作法施工，第16～34軸采用明挖順作法施工，明挖段第16～18 軸架設蓋板，作為場地南北的交通便道。

本車站明挖順作段第一道支撐為砼支撐，第二、三道支撐為鋼支撐；蓋挖逆作段設置一道鋼支撐。本基坑監測等級為一級，對支護體系設置的監測項目有墻體水平位移、支撐軸力、墻頂水平位移，對周邊環境設置的監測項目有建筑物沉降（傾斜）、地表沉降、管線沉降、地下水位等。

3 利用BIM 技術對監測點埋設指導

地鐵工程因其施工特點風險高，對工程周邊環境相互影響大，所以監測有著十分重要的地位，因此保護監測點對地鐵施工的安全有著重要的意義。

利用BIM 技術，提前對監測點預埋階段和后續施工中帶來的問題進行模擬，選擇更加合理的測點預埋位置、預埋節點時間及保護方法（后續施工的影響），以便提高監測點預埋質量和效率，防止測點破壞和不必要的返工。

利用BIM 技術進行監測施工模擬的一般步驟如下：

（1）結合施工圖紙利用BIM 技術建立三維模型，還應對監測點進行三維建模。

（2）結合監測點埋設方法和土建施工的工藝及節點等有關施工內容，進行模擬施工，選定合理的監測點預埋位置和時間。

（3）針對不同的施工階段（不同的施工工藝），模擬出主體施工對預埋的監測點所造成的影響（壓蓋、破壞等），預估可能發生的所有碰撞，提供可視化參考。在BIM 技術的模擬下，最大限度的減小監測點因與施工工序（施工工藝）沖突所造成的破壞，從而減小測點破壞，減少損失。

4 監測點的布設

監測墻體變形是本車站基坑的重要監測項目之一，也是判斷圍護結構安全的最有效手段。本車站圍護結構中預埋測斜管的間距約30m，測斜管的保護是一項重要的監測工作。利用BIM 技術的指導，模擬墻體水平位移測斜管的預埋及防護為例，主要存在以下影響測斜管的內容。

（1）避開地連墻鋼筋籠上起吊的吊點，高度要低于吊耳。

碰撞檢測：吊點處連接吊環和鋼絞線，容易造成測斜管斷裂；鋼筋籠下倉完成后，吊耳高度要低于導墻高度，測斜管要低于吊耳高度，保證了測斜管低于導墻面高度，以免被機械碾壓破壞。

（2）避開澆筑時下放導管的位置。

碰撞檢測：下放導管的位置（一般來說每倉澆筑時下放兩根導管），在澆筑施工時導管需要上下移動振搗混凝土，容易碰斷測斜管；

（3）選擇迎土面安裝測斜管，同時應避開冠梁頂部的結構物。

碰撞檢測：地鐵基坑一般開挖深度較深，為了監測人員觀測的安全與方便，應首先考慮將測斜管安裝在鋼筋籠的迎土面位置；還應提前考慮龍門吊軌道梁施工及鋼軌安裝位置，避免造成測斜管被鋼軌覆蓋，無法觀測；

（4）測斜管與地連墻鋼筋籠頂部箍筋交叉位置，應安裝套管進行保護

碰撞檢測：地連墻樁頭破除一般深度到頂部箍筋位置，預埋保護管，使混凝土與測斜管分離，減小破樁頭時對測斜管的粘連，防止測斜管破壞；

（5）應考慮車站擋土墻的位置，碰撞檢測：調整測斜管預埋位置，將測斜管從擋土墻中引出，可以有效保護測斜管，減少保護管的用量，節省材料消耗，同時方便觀測。

5 結束語

在地鐵監測中，部分監測項目的監測點一旦破壞，無法補埋或補埋造成的資金浪費較大，另外測點損壞后無法實施監測，造成不能實施監測和判斷基坑風險，因而帶來的潛在損失也是較大的。通過BIM 技術在施工之前就進行動態施工模擬，從而發現施工過程中可能出現的問題，通過施工工藝的研究，尋找一種交叉施工中對監測點保護的可行性辦法，在施工過程中對監測點進行有效保護，減少監測點的破壞，從測點埋設途徑中提高監測質量，有效避免損失。