BIM技术在桩基工程中的应用

2020-05-01周世炳

浙江建筑 2020年2期

周世炳

(浙江省地矿建设有限公司,浙江杭州 310052)

1 概述

我国的建设工程行业从2003年开始引进BIM技术,近几年来在国内得到大力推广,BIM技术应用的发展非常迅速。2016年住建部发布了《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》的通知,强调在“十三五”时期使建筑业信息化得到全面发展,提升BIM等信息技术的应用水平[1]。

2 工程项目简介及重难点

2.1 项目简介

杭州至富阳城际铁路工程土建施工SGHF-8标段项目位于杭州市富阳市G320国道,本项目包括：科受风井、科创园站—科受风井盾构区间及杭富线附属配套工程。其中：

科受风井位于G320国道,沿G320国道东西向布置。科受风井有效站台中心里程为右DK11+433.169,起点里程为DK11+312.844,终点里程为DK11+508.844,总长为196 m,科受风井设2组风亭,4个出入口。科受风井为地下两层双柱三跨箱型框架结构。风井围护结构采用Φ1 000 mm@750的钻孔咬合桩,采用明挖顺筑法施工。

五号隧道起终点里程K11+220～K13+605,总长度2 385 m,其中隧道暗埋段K11+520～K13+385,长度1 865 m。本隧道K12+245.375～K13+605段位于土建施工SGHF-8标段中。区间采用明挖顺筑法施工,围护结构采用Φ1 000@750及Φ800@600咬合桩,兼作止水帷幕,标准段一序桩与二序桩交错布置,相互咬合,咬合厚度250 mm/200 mm,桩中心间距750 mm/600 mm,最大深度24 m,最小深度为9 m。

2.2 项目重难点

线性工程设计与施工现场地质情况复杂；各专业工作环境密集；设备运输通道狭窄；项目部距离现场较远,对现场整体情况不太好把控,难以保证及时获取现场实际情况的实时更新；施工过程中,操作与记录均以传统的基础方式进行,施工精度、数据精度难免存在一定缺欠,粗放式管理难以改变各方面对施工的影响,导致工期难以控制。为确保项目施工进度及施工质量,本项目引进了BIM技术应用。

3 BIM技术实施

3.1 项目模型

3.1.1 围护结构模型

本项目隧道及车站围护结构由荤桩和素桩咬合而成,因此在建模前先创建荤桩和素桩的族文件,荤桩和素桩定义不同的颜色作为区分。在REVIT建模软件中新建项目文件,根据项目信息创建标高轴网,导入荤素桩族文件以及CAD底图,建立模型见图1。BIM技术创建出来的工程参数化模型,充分实现了工程施工的可视化,能直接反映项目中各个构件的尺寸、位置、材质等信息,包含了工程的所有参数[2]。

图1 围护结构模型

3.1.2 三维地质模型

传统的勘察报告采用大量繁琐的柱状图、剖面图、钻孔平面图来表现地质地层构造,工作量大且易出现偏差。我们通过BIM技术建立了三维地质模型(图2),模拟土层与岩层的分布,同时根据已有设计图纸建立了桩基础模型。多专业进行整合,实现了基于BIM的三维地质模型的桩长校核应用。

图2 三维地质模型

3.1.3 场布模型

在本项目中,场地面积虽大,但能够用来施工作业的面积却很少,使用了BIM技术模拟现场施工环境,根据不同工况对总平面布置实时进行动态调整,合理安排施工机械,在节约资源的同时保证了现场施工有序进行。场布模型见图3。

图3 场布模型

3.2 现场应用

传统桩基施工通常由于工期紧,施工面多,多采用粗放型管理方式,桩基施工质量较难保证。采用BIM技术对桩基施工的各道工序进行精细化管理,详细记录施工数据,严格把控桩基质量。

3.2.1 桩基跟踪

本工程采用广联达BIM5D软件对施工过程进行管理。在桩基的施工过程中,把桩基工程的质量管理分解成一个个管控点的控制,而管控点的施工从小处入手,精细化管理每道工序,从而提高桩基整体施工质量。

首先确认桩基施工各个工序的质量控制要点,在BIM5D软件中根据这些要点编写桩基跟踪管控点，见图4。

图4 桩基施工管控点

设置好管控点后在软件客户端为每根桩关联桩基跟踪任务,并将任务分配给施工员。现场施工员在桩基施工过程中同步记录每道工序每个管控点的详细数据,并拍照上传，见图5、图6。

图5 手机端桩列表图6 管控点数据记录界面

每根桩的数据及时储存在云端,上传的施工数据可以在手机端或者网页端实时查看,便于项目部管理。如果出现质量问题,云端数据直接定位到数据记录人员,便于及时反馈,确保桩基施工质量。

3.2.2 施工进度控制

项目管理人员在实施进度计划的过程中,运用动态控制原理,不断进行检查,将实际情况与进度计划进行对比,找出计划发生偏差的原因,实时调整进度计划[3]。将编制好的project进度文件导入BIM管理软件,进度计划与BIM模型进行链接,生成带有进度计划的4D建筑信息模型。施工过程中将实际进度信息导入4D建筑模型,用不同的颜色区分按时完成的桩、提前完成的桩、滞后完成的桩,以直观显示工程的进展情况。项目部管理人员根据模型显示的进度情况分析产生原因,调整进度计划,对本项目进行动态管理。同时通过软件的施工模拟功能生成虚拟施工动画,发现编制的进度计划存在的问题,如工作任务的时间先后错误等,从而提高了进度计划优化的效率。

4 经济效益

项目施工过程中用BIM技术进行桩长校核,可以精准确定桩长,从而减少钢筋、水泥等材料的浪费,节省施工成本。BIM5D软件可以记录并存储现场所有的施工数据,每个数据都可以溯源追踪。项目管理人员因此可以对施工过程的每一个步骤进行精细化管理,从而提高了工程施工质量；保证了桩基施工一次成型,减少了返工造成的经济损失。