基于Revit軟件的基坑數(shù)字模型應(yīng)用研究

劉 猛

(江蘇省泰興中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 泰興 225400)

1 Revit在基坑模型建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢

操作便捷高效。Revit作為一款可跟蹤工程全生命周期狀態(tài)的BIM軟件，主要被應(yīng)用于設(shè)備領(lǐng)域、結(jié)構(gòu)領(lǐng)域及建筑領(lǐng)域。相比其他軟件，Revit功能多樣，本地化程度高，應(yīng)用穩(wěn)定性強(qiáng)，操作便捷，利于工程人員迅速根據(jù)工程要求建立模型。應(yīng)用Revit軟件創(chuàng)建基坑模型高效、便捷、穩(wěn)定性強(qiáng)。

信息協(xié)同力強(qiáng)。Revit軟件貫穿基坑工程的各環(huán)節(jié)，可深度分析基坑建筑信息，將基坑構(gòu)件與其他專業(yè)協(xié)同起來，實(shí)現(xiàn)模型的兼容與可擴(kuò)展，確保基坑模型高度適用，以指導(dǎo)工程實(shí)際建設(shè)。

數(shù)據(jù)交互多樣。Revit軟件源于BIM技術(shù)，適用于多個不同專業(yè)領(lǐng)域，能與其他領(lǐng)域的軟件格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。目前，Revit主要通過IFC數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，任何以IFC為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)格式都能置入Revit以應(yīng)用，防止單一數(shù)據(jù)格式對建模的阻礙。

配置專業(yè)性高。Revit功能配置專業(yè)化程度高，對于基坑信息的收集、整合、應(yīng)用及基坑模型建設(shè)相對友好，利于建模師和基坑工程師快速根據(jù)基坑工程建設(shè)實(shí)時調(diào)整優(yōu)化模型，使工程建設(shè)保持穩(wěn)定，不拖延工程進(jìn)度。

配合定制開發(fā)。不同環(huán)境下的基坑工程不同，特別是大型基坑工程，其模型建設(shè)指標(biāo)相對復(fù)雜。這就要求對基坑建模軟件進(jìn)行二次開發(fā)。對比其他建模平臺，Revit軟件可對接已開放的API接口，通過計算機(jī)語言訪問兼容軟件的數(shù)據(jù)庫、操作界面和業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)軟件的二次開發(fā)，確保復(fù)雜基坑工程能定制化建模。

2 Revit 在基坑數(shù)字模型中的應(yīng)用

以某市地鐵上方的疊合區(qū)域(以下簡稱“A基坑”)為例進(jìn)行分析。

2.1 案例工程A基坑概況

A基坑整體長度約65 m，寬度為27～43 m，深度為8～8.5 m。整個基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)由三部分構(gòu)成，東側(cè)是鋼管樁直接進(jìn)行垂直支護(hù)，西側(cè)是鉆孔樁、錨索與旋噴止水帷幕支護(hù)，中部因恰巧位于地鐵隧道正上方，適用放坡、錨噴形成支護(hù)。A基坑周邊林立建筑物，南部、北部均有剛建不久的新高樓，水電管線、熱力管線及通信管線都已部署完畢。針對A基坑實(shí)際，擬采用Revit軟件創(chuàng)建基坑模型，具體步驟為導(dǎo)入圖紙，繪制基坑標(biāo)高與軸網(wǎng)，建立基坑地形表面，創(chuàng)建構(gòu)件族與模型，整合模型。

2.2 案例工程A基坑數(shù)字模型建設(shè)

2.2.1 導(dǎo)入圖紙

創(chuàng)建A基坑模型前，先打開Revit軟件并導(dǎo)入A基坑的CAD圖紙，形成三維建模底圖。相比重新建底圖，減少了建模時間浪費(fèi)。因A基坑深度大，CAD圖紙復(fù)雜，相關(guān)構(gòu)件、尺寸數(shù)據(jù)、文字說明易互相干擾，用計算機(jī)運(yùn)算時速度慢，導(dǎo)致模型建設(shè)效率低。導(dǎo)入A基坑的CAD圖紙后，用軟件簡單處理建模不需要的文字、符號及輔助線段(因A基坑設(shè)計圖紙交付完畢，不得再進(jìn)行調(diào)整，采用直接導(dǎo)入操作。若基坑圖紙尚未交付，可隨時調(diào)整改動，不能進(jìn)行直接導(dǎo)入操作，宜用鏈接導(dǎo)入)。CAD圖紙導(dǎo)入后，逐一設(shè)置具體的導(dǎo)入單位、標(biāo)高參數(shù)及定位方式。

2.2.2 繪制基坑標(biāo)高與軸線

基坑模型建設(shè)準(zhǔn)確性與標(biāo)高參數(shù)準(zhǔn)確性、軸網(wǎng)放置準(zhǔn)確性緊密相關(guān)。利用Revit軟件創(chuàng)建基坑模型時，后臺會依照基坑支護(hù)形式重新安排并繪制基坑的立面圖，同時去除輔助線(有時繪制標(biāo)高會因無法準(zhǔn)確把握相應(yīng)距離而設(shè)置輔助線)。輔助線的去除一般不會影響基坑模型建設(shè)，甚至能增強(qiáng)標(biāo)高參數(shù)查看，修改的便利性，規(guī)避構(gòu)筑物遮擋，防止需修改視圖被遺漏。軸網(wǎng)繪制主要在平面圖上操作，其設(shè)置點(diǎn)不僅限于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，繪制時既可采用逐根繪制法，亦可拾取連接圖紙中線進(jìn)行。前者操作簡單，速度快，但易出錯，建議采用中線連接法，提高軸網(wǎng)繪制準(zhǔn)確性。標(biāo)高、軸網(wǎng)逐一繪制完畢，對其進(jìn)行鎖定，避免后續(xù)操作不慎引起其移動，降低A基坑模型的準(zhǔn)確性。

2.2.3 建立基坑地形表面

利用Revit軟件創(chuàng)建基坑地形表面時可采用兩種方法：一是放置高程點(diǎn)，即輸入關(guān)鍵點(diǎn)的具體高程參數(shù)；二是導(dǎo)入創(chuàng)建，即在Revit軟件種導(dǎo)入DWG格式的基坑表面三維等高線數(shù)據(jù)(若數(shù)據(jù)文件的格式是TXT，亦可直接導(dǎo)入)。考慮到A基坑深度大，地勢相對平坦，支護(hù)形式較為復(fù)雜，采用放置高程點(diǎn)方法進(jìn)行創(chuàng)建。此方法應(yīng)用會形成多個不同的基坑地形表面，建立后要對其進(jìn)行組合，形成整體系統(tǒng)的A基坑地形表面(圖1)。

圖1 繪制完成的基坑地形表面Fig.1 Drawn foundation pit surface

2.2.4 創(chuàng)建構(gòu)件族與數(shù)字模型

應(yīng)用Revit軟件創(chuàng)建基坑模型時，主要利用“族”來創(chuàng)建基坑構(gòu)件。Revit模型中，構(gòu)件族有三種：系統(tǒng)族、載入族和內(nèi)建族。所有構(gòu)件族操作中，難度最大，耗時最長的是自建族。因A基坑工程設(shè)計圖紙內(nèi)沒有滿足要求的錨桿族，所以創(chuàng)建模型前要自建錨桿。從“基于面的公制常規(guī)模型”中挑選族樣板以繪制基坑的錨桿族。繪制時，先確定錨桿長度、角度、直徑等各種必要的參數(shù)，再確定錨桿是否具有等距離、分層特點(diǎn)。若有，點(diǎn)擊“復(fù)制”命令或“陣列”命令逐步建模，提高基坑構(gòu)件族的建設(shè)效率。

A基坑的冠梁族、腰梁族均屬于內(nèi)建族，從“公制結(jié)構(gòu)框架一梁和支撐”中選擇合適的族樣板進(jìn)行建模?？紤]到基坑腰梁截面具有明顯的不規(guī)則性，無法將其參數(shù)化，參考工程設(shè)計圖紙給出的草圖尺寸，操作放樣命令創(chuàng)建構(gòu)腰梁族。先確定標(biāo)高、偏移的具體參照數(shù)值，再通過“線”或“拾取線”操作。這一過程中要著重關(guān)注Z軸對正，包括原點(diǎn)、中心線、頂部與底部對正。

混凝土層方面，因A基坑深度大，引入Revit系統(tǒng)族中的“基本墻”命令創(chuàng)建其混凝土層模型，并引入族庫大師中的公共族庫，根據(jù)鉆孔灌注樁特性、鋼管樁特性及高壓旋噴樁特性，分別為其選擇了可直接載入的族。

2.2.5 整合數(shù)字模型

A基坑的標(biāo)高與軸網(wǎng)、地形表面、構(gòu)件族等都創(chuàng)建完成后，點(diǎn)擊Revit軟件中的“鏈接Revit”命令，將已建成的部分模型全部鏈接到同一項目文件內(nèi)，使之整合為A基坑完整的建筑信息模型，方便查看。若要精準(zhǔn)定位以快速查找組合完整的A基坑模型，需在基坑模型建設(shè)之初設(shè)置公共項目文件存放點(diǎn)，屆時，直接點(diǎn)擊軟件的“管理鏈接”指令，即能迅速鏈接進(jìn)入文件查看。

3 展望

應(yīng)用Revit建模軟件采集、整合基坑所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)，創(chuàng)建數(shù)字化、信息化、參數(shù)化的基坑三維模型，對基坑建設(shè)查缺補(bǔ)漏，必然將成為基坑工程建設(shè)監(jiān)測的發(fā)展趨勢。