BIM技术在岩土勘察成果三维可视化的应用研究

王忠攀

摘 要：BIM理念在我国建设工程领域应用日益普及，但其对于岩土工程勘察而言是一种较新的理念，在实际应用中仍然可能存在很多的问题。为了提高岩土勘察结果的准确性和可读性，论文指出了目前岩土工程勘察过程中出现的问题，分析了适用于岩土勘察领域的BIM建模平台及其应用优势，并结合某工程实例，对BIM理念在岩土勘察成果三维可视化的应用展开了详细的阐述。

关键词：BIM技术; 岩土工程; 勘察成果; 三维可视化;

缺乏岩土工程勘察所需要的完整系统框架、缺乏适用于现场作业流程的落地解决方案等，这就使BIM技术的数字化协同管理思想并未能够在岩土勘察期内充分体现出来。近年来，国内部分研究人员针对BIM技术在岩土工程勘察中的应用提出了部分解决方案，但是多数方案仅仅处于构思阶段，并未能产生实际的效益。因此，研究BIM理念在岩土勘察结果三维可视化方面的应用具有十分重大的意义。

1 岩土工程勘察存在的问题

目前，岩土工程在勘察阶段存在的主要问题有管理缺乏协同性、信息缺乏时效性、勘察成果共享性差等问题。

1.1 管理缺乏协同性

目前，由于工程项目进行BIM建模一般在项目设计阶段开始，使得工程项目的勘察方与设计方管理缺乏协调，导致项目对接不流畅。因此，进行BIM建模应在项目勘察阶段开始，让岩土勘察成果三维可视化，从而保证所有项目信息整合于一个三维模型信息数据库中，以便于勘察方与设计方的沟通协调。

1.2 信息缺乏时效性

岩土勘察阶段涉及的钻孔、材料等费用计算结果一般会受到各种外界因素影响，这就使得材料指导价格和材料市场价格可能出现较大的偏差，使我国传统岩土工程勘察过程中的造价信息与实际情况存在一定的差距。

1.3 勘察成果共享性差

岩土勘察建设工作烦琐，各参建单位之间往往可能出現建设信息混乱、信息传递不畅等问题，从而导致岩土工程勘察成果不能得到及时沟通，影响工程建设质量。

2 岩土勘察领域应用的BIM软件

随着BIM技术的快速发展，为BIM提供服务的平台日益增加。目前存在的主流BIM服务平台主要有Autodesk、Graphsoft以及Bentley等。

经过调研分析可知，Autodesk平台软件的界面较为友好、开放程度大，且该平台能很好地适应国内的设计环境。因此，岩土工程勘察可以选择Autodesk平台来开展三维建模。与此同时，岩土工程勘察是一种特殊的作业，涉及所有的工程项目，需要从Autodesk平台众多软件挑选一种适用性强的软件。

3 BIM技术在岩土勘察作业中的应用优势

BIM（Building Information Modeling）技术的核心是将建设工程项目信息化、模型化，岩土勘察过程中使用BIM技术能够充分了解该工程的地质模型、钻孔位置及水位线等详细信息，进而全方位、多角度、立体化地展现岩土勘察过程中的各个环节，并有效提高工程勘察质量。

BIM理念应用在岩土工程勘察过程中有着完备性、关联性以及可视化等诸多优势。

3.1 完备性

岩土工程勘察中在应用BIM技术时，为了使信息储备更加全面，除了常规应用的几何信息之外，还可以增加钻孔、剖面、地震、等深图、地质图、地形图、物探数据、化探数据、工程勘察数据、水文地质数据等大量的工程信息。

3.2 关联性

BIM技术能够有效关联岩土勘察各个阶段的相关信息，通过BIM技术可以减少信息重复导入，从而降低了信息的重复率，也就可以避免信息的分歧。并且在该模型中，某一项信息数据出现问题或者被修改之后，在后台与之相关联的信息也会进行自动更新，进而形成新的关系网。与此同时，勘察成果使用BIM技术可以保证所有项目信息整合于一个三维模型信息数据库中，也便于勘察成果与设计方的沟通，增强了两者之间的关联性。

3.3 可视化

可视化是BIM技术最为重要的一个特点，与以往的平面图纸设计方式不同，BIM技术利用先进的计算机设备，在对线条整合之后，能够形成直观的三维模式图。在进行岩土勘察时，这一特点不仅能够发挥可视化的便利条件，还可以在后续运营中便于工作人员互相沟通交流，提升其商业价值与应用价值。

此外，BIM技术在实际应用中，还具有模拟性、协调性和可出图性等优势，对岩土勘察中出现的意见分歧可以进行碰撞检测等。在三维模型基础上可以添加合适条件将其转换为4D模式，确立勘察方案，4D基础上可加入造价成本进行5D模拟，保证勘察成本控制的有效实施。

4 BIM技术在勘察成果三维可视化中的应用

4.1 三维地质模型建立

与传统的二维地质剖面图和断面图相比，三维地质图更加形象，可以用不同的颜色表示不同的地层，可以从任意的角度来查看土质、土层厚度和连续情况，从而实现了岩土勘察中地层信息的可视化。

4.2 地质模型信息化

利用BIM技术还可以将地层的参数信息储存，并随时读取。与此同时，BIM模型是将各土层的所有参数融合在一个模型。设计人员没有必要在地质剖面图、平面图及表格之间循环切换来读取参数，在很大程度上提高了工作效率，减少了出错的可能性。比如，在传统的二维地质剖面图中，水位线只能表示两点间的水位高程，而不能确定勘察范围内任一点的水量分布情况。BIM模型就可以将各土层的参数信息进行计算，得到整个空间内的土体含水量分布情况，这就使得岩土勘察结果更加准确，也为减小工程建设风险打下了坚实的基础。

5 结语

本文深入探讨了岩土勘察目前存在的问题、BIM技术应用在岩土工程勘察时的优势及具体的三维可视化应用，主要得到以下几个方面的结论：（1）岩土工程勘察中在应用BIM技术时，为了使信息储备更加全面，除了常规应用的几何信息之外，还可以增加大量的工程信息;（2）BIM技术能够有效关联岩土勘察各个阶段的相关信息，通过BIM技术可以减少信息重复导入，也就可以避免信息的分歧;（3）BIM技术还可以将地层的参数信息储存，并随时读取，同时BIM模型是将各土层的所有参数融合在一个模型。此外，由于受到研发水平的限制，目前将BIM技术广泛用于岩土工程勘察过程中仍有一定的困难，但将BIM理念应用于岩土勘察成果三维可视化中必将成为一种趋势。

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