BIM技术在岩土工程中应用浅述

2022-09-12

1、BIM技术概念与特点

BIM技术全称为Building Information Modeling, 中文名为建筑信息模型。BIM技术为大家提供了建筑信息共享平台, 并将其通过一定的物理与数学方法, 对信息进行一定的模型化, 以此提高项目管理者与施工中的技术人员在进行相关项目决策时的效率。BIM的处理对象包括一个基建项目中任何一个环节, 从立项、设计到施工与使用等, 都可以进行信息合成整理, 从而为工作人员提供有用的信息, 作为决策的依据。

BIM技术具有可视化、参数化、仿真和优化、信息共享以及工作协同化四种特性。BIM技术可以建立更加直观的三维立体模型, 同时设计参数之间具有一定的关联性, 通过改变一个参数便可实现各相关参数之间的连续变化, 保证三维模型各个数据进行匹配性的调整, 保证了设计过程中不断改进完善的可行性。

2、BIM在岩土工程应用现状

BIM技术在岩土工程中发展有很多障碍, 总结其主要原因有以下几个方面:

2.1、BIM推广局限性, 因为岩土工程有别于上部工程, 其应用价值无法得到很好的体现, 岩土工程设计专业对BIM需求并不强烈, 导致人员普及率较低。若开展BIM技术应用, 则需要巨大的软件投入、硬件投入和员工培训投人, 无法在短时间内决速实现, 推广的意愿不强。

2.2、BIM岩土工程应用的缺陷, 岩土施工涉及到的土方工程往往较为粗糙, 实际工程和模型误差较大;其次, 施工材料往往是在现场形成, 预制件较少, BIM信息不能较好体现;最后, 岩土施工方掌握BIM的程度较低, 无法很好地利用BIM为施工服务, 以上原因导致施工方并不是很乐意接受BIM。

3、BIM技术在岩土工程中应用

3.1、BIM在岩土工程勘察中的应用

3.1.1、岩土工程勘察BIM模型的构建思路

首先通过对航空影像的应用, 对地面高程数据进行记录, 深化相关的工程探测数据构成的地上地下一体化的三维地质模型。其次是模拟和分析阶段, 其核心思想就是对三维地质的切割和设计方案进行利用, 然后根据岩土实验室所得的数据, 再通过二维剖面进行计算, 并进行数据的模拟工作, 最终有效地实现工程地质的评价和分析。最后就是信息的共享, 更好地实现信息的有效传递工作。

3.1.2、BIM三维地质建模分析

三维地质建模是通过对各种原始数据进行应用, 能够通过适当的可视化方式, 在数字化模型的基础上实现虚拟的真实地质环境的构建, 这种模型数值能够对空间分析进行模拟, 可以帮助用户进行更加科学的决策, 还能够在一定基础上规避风险, 因此也是越来越受到重视。

3.1.3、信息共享

开发岩土工程各种相关结构构件族库, 建立统一数据格式标准和数据交换标准, 从而实现信息的有效传递。

3.2、在岩土工程设计上的运用

3.2.1、碰撞检测

碰撞检测功能在BIM平台中是运用得最为广泛的功能之一, 该模块可以验证我们设计方案的合理性, 减少设计错误带来的成本浪费, 同样在岩土专业中也用得上这个功能。如桩基础与持力层模型进行碰撞检测, 可计算出桩群桩端进入持力层的深度, 根据碰撞结果再调整桩长保证在满足设计要求的前提下, 桩长按最经济的方案定, 减少工程造价。

3.2.2、三维可视化与快速出图

利用BIM平台强大的建模功能, 对基坑支护平台进行详细的三维建模。在基坑设计方案的展示和评审中, 三维模型的运用可以更好地让专家和业主了解到方案最终建成后的效果和整体的设计意图。将模型导入游戏引擎中进行渲染后, 可以达到在模型中以第一人称视觉进行漫游的效果, 可以从任意视角观察模型, 并且模型附带材质, 视觉效果直观。

3.3、在岩土工程施工上的运用

3.3.1、施工动态模拟

BIM5D技术已经逐步推广, 国内也有软件能实现相应的功能, 这在岩土工程中同样适用。三维的BIM模型加上施工工期和成本变化可以实现BIM5D动态模拟, 直观、精确地反映整个施工过程, 有助于施工方对整个工程的施工进度、资源调配和质量安全进行统一的管理和控制, 也可以进一步对原有的施工方案进行优化和改善。

3.3.2、施工指导

复杂的钢筋混凝土结构节点, 在平面图纸上表示并没有三维模型直观, BIM模型可以将复杂的钢筋布置建模, 多角度察看, 对钢筋绑扎施工有很好的指导作用。

结合三维激光扫描, 点云逆向建模技术, 将逆向建立的模型与设计BIM模型进行误差对比, 可以验证施工是否准确, 从而检验施工的质量。如图1为某构件的设计模型与逆向建模模型的叠加对比, 可分析现场施工与的差异情况。

总之, BIM技术的应用能够更好地推动建筑事业的发展, 也能够推动建筑领域生产方式的变革, 因此进一步加强对其的研究非常有必要。

摘要：随着信息化发展, BIM会深入更多的领域。BIM技术在岩土工程应用的软件、方法、成果等需要进行更深入地研究。但从现阶段来看还面临着很多的问题, 行业应加大BIM技术应用的宣传和引导, 还需要投入较多的硬件设施和软件系统, 积极制定有关BIM标准, 完善软件功能, 也需要做好相关的人员培训工作, 促使国内BIM技术在岩土工程中应用的发展。基于此本文分析了BIM技术在岩土工程中应用, 以期提供一些借鉴。

关键词：BIM技术,岩土工程,应用