关于岩土工程勘察BIM技术应用探讨

杨靖波，王 锐，杨 春

（大连市勘察测绘研究院集团有限公司，辽宁 大连 116021）

互联网和信息技术正在变革建筑业的未来，其中建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技术在国内外建筑行业得到广泛关注和应用。建筑信息模型技术于2017年已列入建设领域十项新技术之一。土工程勘察BIM技术是应用一系列软件进行三维地质建模以及应用的一项技术，通过可视化三维工程地质模型直观、清晰地表达地质构造、岩土构成、钻探信息、岩土参数等信息，帮助参建单位项目人员清晰、直观地理解、查询和掌握场地的地质情况，同时，利用地质BIM模型进行岩土设计，并按岩土类别分别计算相应土石方量，其帮助建设单位在设计阶段更准确地进行工程预算和方案决策等[1]。

1 BIM的基本特征

BIM技术可以达到可视化目的，使整个项目实现勘察、设计、施工、运营过程的可视化，当遇到问题时，工作人员通过可视化过程的数字进行分析，获得有效的解决方法。BIM技术以实际工程为对象，更好地确定施工方案，降低整个施工过程的成本[2]。BIM技术是现代信息技术的代表，可对海量数据进行分类、存储和分析，建立科学的岩石测量信息模型，为未来项目奠定基础。另外，在设计一些复杂的项目时，由于技术创新促进项目的持续改进，以此实现一定的优化。在完成技术设计后，审查和纠正项目中存在的问题，并设计出类似的信息解决方案，以便在今后的规划项目中进行借鉴，避免类似问题的发生。

2 岩土工程勘察中常见的问题

2.1 技术问题

岩土工程勘察工作为建筑工程施工方案提供基础性的数据，在岩土工程勘察项目的结构中，发挥着主要的作用，其对于建筑工程的施工质量，施工工作的重要性都起着很大的作用。我国各地区在进行岩土工程勘察项目中给予问题是其中的主要问题，需要有针对性的找出解决方案。项目的实施和规模不断的扩展，岩土工程勘察工作则更需要精确化和准确化，运维面临的环境更加复杂。在界面划分地质形态、取样等综合问题上，对于沿途工程项目进行一系列的勘察，并且对于勘察报告进行准确分析。当前的研究工程项目在设计的过程中，对于岩土工程勘察项目来说是比较传统的，且单一性相对突出。工程勘察项目缺乏技术性的指导，并且在设计的过程中也缺乏有效的信息，缺少综合性勘察设计人员，存在私自勘察等行为。对于岩土工程项目作业未进行准确数据分析，项目的具体位置和具体状态位于作出全面性和科学性的分析。弱国岩土工程勘察技术也存在着漏洞，对于原状岩土的获取比较性不大。地质不能从不良的地质体内准确的划分，同时，对于残积土和颗粒土的试验的准确度不够，在工作的过程中无法进行地下水的排挤，也不利于原图工程项目的整体控制[3]。

2.2 准备工作方面

因为道路桥梁工程中的岩土勘察时间比较短，且项目工程非常重要，因此，工作人员开展勘察工作以前一定要进行充分准备。准备工作包含勘察所需的材料、仪器设备、测绘方式等，同时，因为时间的限制，准备工作要在短期之内完成。

实际勘察的环境难以预料，存在准备不充分、欠缺应急材料、与相关管理部门衔接不畅等诸多情况，该情况对勘察工作的开展产生制约，甚至影响工程项目的安全产生。如果企业在勘察工作的实际开展中，为了节约资金，未对项目进行全面了解，无法获得良好的勘察成效，同时，影响项目工程的施工进度。

2.3 数据录入中存在的问题

目前岩土工程勘察过程中有很多非常成熟的勘察辅助性软件，该软件能够及时有效的完成对整个数据的处理和分析，并作出最终的评价。软件最常见的输出格式包括Word文件、Excel表格以及CAD文件。但是对于三维地质建模软件来讲，完成对数据的输入主要是采用Excel表格或者CAD软件进行操作，有部分企业针对这种情况，在开发和建模软件的时候设置了数据导入接口，便于数据的对接，进而达到及时掌握有效的信息数据，并且以最快的速度完成对数据的核对和录入，通过该方法直接将勘察数据及时准确的录入模型，充分发挥建模的应用价值。

3 BIM技术在岩土工程勘察的应用

3.1 三维地质模型建立思路

三维地质模型属于BIM技术应用在岩土工程勘察中效果最显著的一种表现，目前勘察成果主要体现在以下几个方面：勘察孔平面布置图、勘察报告、工程地质剖面图等。实际应用过程中，如果企业只分析大量信息数据、表格、图纸，是根本无法掌握整个地质的实际情况，在这种简易的操作下，导致遗漏或者人为性的失误，严重影响整个岩土工程项目的质量。但是通过获取的信息数据、表格以及工程图纸后建立三维地质模型，有效且准确的看到整个地质的情况，利于后期设计、建设环节的顺利进行，同时，实现信息数据以及各项参数动态化的展现，能够及时分析出整个岩土工程地质中存在的问题，并采取有效方式进行处理，优化设计方案，提出建设性的操作建议或意见，为保障整个工程的质量奠定了良好的基础，降低了工程的风险系数。三维地质模型建立过程中首先利用航拍方式对地面的高程数据进行记录，获取最有价值的信息数据，进一步深化基于高程数据构成的三维地质模型；其次，完成模型的模拟和分析，利用三维地质切割方案和设计方案以及岩土实验室中的相关数据完成对整个二维剖面的技术和模拟，能够有效实现对地质情况的分析和总结。最后，实现资源共享，传递和使用有效信息数据[4]。

3.2 BIM技术地质模型信息化

地质条件作为土木工程的基础资料，由勘察单位提供，输出成果往往只有一堆数据和图纸，稍显落后。因此，BIM技术地质模型信息化的过程比建筑专业复杂得多，地质并不是简单的土体成层堆叠，其包含了错层、断层、地下空洞等很多复杂因素并具有一定的离散性，遇到复杂地质情况需要多种理念相结合进行模拟，BIM技术贯穿于整个建筑行业的主要环节，即BIM技术不仅突破了设计和施工的界限，而且突破了整个项目生命周期的信息管理，即整个建设管理体系。BIM技术框架是一门新兴的技术，具有强大的信息共享能力和协同工作能力，其可以有效地将不同设计学科的冲突和矛盾纳入工程调查阶段、设计阶段和施工阶段。与此同时，BIM技术解决不同专业之间的问题，在建造工程调查之前，有效避免了可视化的前提下的设计变化，实现了可视化条件下的协同设计和变化，并提高工作效率。BIM技术可以还原建筑过程，通过模拟施工过程真实地还原工程中的各种施工场景。因此，BIM技术可以制定更合理的施工方案来指导施工。

3.3 勘察工作量统计

为了达到BIM模型信息集成以及岩土三维计算的目的，在实际建立过程中，通过航拍影像记录地面高程数据，进一步深化勘探数据组成的三维地质模型。在勘察BIM建模过程中将钻孔信息、取样信息、岩土试验信息及岩土参数等信息录入数据库，经过建模数检、校核以及修正数据库后（对异常钻探数据的调整、），通过数据库直接生成钻孔工作量（含钻孔数量及钻孔总进尺）、取样工作量、原位测试工作量、水文试验工作量、室内岩土试验工作量，工作人员在报告编制过程中既可以直接利用数据，同时，也可以利用该数据与人为统计数据进行相互校核。

3.4 加强人员技术培训

勘查人员要进行专业技术和基本素养的培训，因为勘察人员的技术水平和基本素养决定了岩土勘查工作的质量。技术培训对于勘察报告的可靠性也起着重要的作用，岩土工程勘察工作勘察报告的相关数据的准确要求，需要勘察机构对工作人员的定期培养，主要是了解故障行业的发展方向和发展趋势，项目的相关技术不断的创新，定期参加公司的执业人员培训，对于沿途勘查工作人员的技术培训，要进一步的加强重视沿途勘查工作的地形地貌等工作，主要是从规划沿途勘察工作方案的进行数据的获取，以培训的方式，提升勘察设计人员的经验和技术水平。在培训的过程中，通过学习和沟通提升自身的能力，从而获得人员的技术创新能力和专业水平的认可。沿途工程勘察工作的质量是由勘查人员的专业素质，专业能力所决定的，因此，勘查工作机构在工作展开的时候，要实行应急轮岗制度，注重勘察人员的素质培养和专业技能的培养，把岩土工程勘察工作作为重中之重，并且要让勘察人员定期参加学术交流的活动，在计算机操作和基地协同能力方面，有质的提高保证勘查工作合理化和有效化的进行，最终完成整个勘察项目[5]。

4 结语

综上所述，BIM技术的发展在整个工程建设行业中具有极大的作用，致使建筑行业迎来了新的变革。因此，在岩土工程勘察工作中合理应用BIM技术能够有效提高整个岩土工程勘察的效率，降低施工风险。目前，岩土工程勘察信息模型的实际应用存在一定的弊端，不利于整个工程的顺利开展，但是，在BIM技术逐渐推广和发展的过程中，BIM技术在岩土工程勘察的应用效果为此进行深入性的分析，合理开发软件、制定标准流程，优化数据接口等，通过该方式确保其与其他专业的协同合作，提高工作的效率，提升信息资源的利用率，为整个岩土工程项目的顺利开展奠定了良好的基础。