基于BIM的岩土工程设计优化及应用浅析

丁科翔

（沈阳城市学院）

1 引言

应用BIM 技术能够显著提高岩土工程施工效率，降低设计成本，提高资源利用率，满足社会绿色发展的总体要求。在岩土工程中，必须积极创新设计理念，改善岩土工程设计，推动整体工程的开展。

2 BIM概述

BIM 技术也被人们称为建筑信息模型，是基于建筑工程项目数据信息创建的三维建筑模型，该技术可模拟建筑设计师的设计过程，准确展现建筑信息及物理功能属性。基于技术视角，BIM技术是现代计算机技术和互联网技术与建筑工程规划设计高度融合所形成的新技术，该技术在工程建设中具有先进性与实用性[1]。

在我国，仅有部分大型设计院和少数工程咨询企业能够熟练应用BIM技术，这种情况阻碍了我国工程建设事业的发展。

与传统的建筑技术相比，BIM技术具有三维可视化、参数模型化、信息完备性、信息关联性、协调性、可优化性以及可出图性等特点，不仅可以对工程项目的各项参数信息加以整合，还可以在工程项目的全生命周期内实现资源共享与高效传递，极大提升工程建设中的信息交流效率[2]。

3 BIM 技术在完善岩土工程设计中的应用（见图1）

图1 BIM技术在岩土工程设计中的应用

3.1 岩土工程勘探中的应用

3.1.1 基于BIM技术创建三维立体结构

传统的地质勘探技术可以剖面图的形式展现地质构造。尽管为同一种剖面图，不同群体也会构造出完全不同的地质概况，经验丰富的工程师也不能完全了解和掌握地质情况。技术人员容易受到多种内外部因素的影响，发生人为失误，降低工程质量。BIM 技术能够有效弥补这些问题，可模拟三维立体结构模型，以生动直观的方式展现工程地质概况[3]。

BIM 技术在岩土工程中应用的时间较短，技术存在不足。当前，BIM 技术被更多地应用在地质结构相对简单且地层数量较少的民用建筑中，对勘探量较大的山区和岩层相对复杂的地区，BIM应用有限，仍需相关部门采取有效优化措施。

BIM 技术应用于岩土工程勘探的过程中，需要根据实际情况应用不同建设方式。如今，独具特色的三维立体构造模型较多，可满足不同工程的建设需求。笔者主要分析Civil 3D 技术和Revit 平台。Civil 3D 技术的主要作用是曲面建模，能够将带有地层顶层标高及方位的坐标点曲面数据建成实体，在计算机数据计算的基础上，生动和全面地模拟开发过程。Revit 平台能够改变子图原有功能，同时也可以此为基础，合理增加点位，基于地层模拟创建地质模型，能够随意分析和剖切地质模型。但是该技术也存在明显不足，分析和剖切地质模型时，需要全面保留辅助图源，防止发生混淆，且操作流程也更加复杂[4]。

3.1.2 三维立体地质模型中的应用

BIM 技术可以对构建出来的三维立体模型进行任意剖切，从中得到地质剖面图，分析地质状况，得出精确的勘探数据，为进一步的行动奠定基础。BIM 技术下的地质剖面图每个图元上都带有土石方填方量的数据信息，通过剪切或整平三维立体地质模型，可以清晰直观地预算土石方量，将土石方量与岩土价格相结合，能够精准地计算土石方工程造价。

3.2 BIM 技术在岩土工程设计中的应用

3.2.1 碰撞检测中的应用

BIM平台中碰撞检测得到广泛应用，能够测试设计方案的水平，优化设计质量，降低生产成本。如在碰撞检测桩基础和持力层模型中，可在多次碰撞和调整桩长的过程中，选择最具经济性和实用性的方案，最大程度的规避浪费现象。

3.2.2 三维立体可视化和快速出图

BIM技术应用在基坑设计方案中，能够充分发挥其建模能力，模拟基坑支护平台模型。专家和技术人员也应以此为基础掌握设计方案的意图。三维立体模型也可与游戏设计深度融合，在游戏引擎中应用三维立体模型，以第一视角观测游戏引擎加工后的三维立体模型，增强视觉冲击，可全方位观察三维立体模型[5]。

3.2.3 BIM技术与其他专业共同设计

若想推动岩土工程施工的有序开展，务必坚持多个施工专业共同协作的机制。应用BIM技术前，不同施工专业组均采用图纸交流协调，尽管直观性较强，但是工作效率并不理想。BIM 技术的应用颠覆了传统的合作模式，也可形成更加行之有效且更加便捷的交流平台。若想不断提高设计方案的科学性与合理性，就需有效控制由此产生的设计冲突，维护工程设计方案水平，积极整合碰撞专业模型。若想调整专业方案的内容，则要及时优化和完善专业方案。不同施工专业均可利用BIM 平台了解并掌握信息，结合实际，调整和优化设计方案。

4 岩土工程设计中BlM 技术的应用

4.1 保障项目有序开展

BIM 技术能够以生动形象的方式展示模型。在创建BIM模型时，技术人员也可改造相似的工程，建设新项目。BIM功能十分丰富，可实现3D空间设计，且不同属性的建筑工程也需要采用不同的建设模式。优良的技术能够让技术人员规避大量重复性工作，降低工作量。在检查BIM模型时，技术人员能够及时发现当前存在的问题，有效规避工程施工中的不规范现象，促进工程施工的有序开展。为充分发挥BIM技术在工程中的作用，要利用先进技术做好前期准备工作。工程施工前，开展施工图纸和施工材料的准备工作，并制定切实可行的监管机制和监管体系。同时，技术人员也必须全方位掌控施工图纸，在了解施工图纸中的所有内容后，促进各施工项目的有序开展，最大限度地减少突发问题引发的施工风险[6]。

4.2 切实保障项目安全性

对施工段的风险加以检测，据此制定安全管理规章制度，着重关注施工人员的人身安全，深化施工人员的安全意识，定期开展安全教育培训，保证安全设施投入到位、安全措施做到位，防止发生安全事故。同时，也可检测施工段风险。制定切实可行的管理制度，高度重视施工人员的人身及财产安全，不断深化施工人员的安全意识。或者也可定期组织安全教育，确保安全设施配备齐全，以期最大限度地规避安全事故，确定安全指标[7]。

4.3 提升工作效率

BIM 技术的出现与广泛应用能使工程技术人员更加客观全面地看待建筑信息，也可为工程施工、设计及建筑主体施工协调配合创造有利条件。在保障项目稳定性和安全性的基础上，全面优化工程作业质量，在缩短工程工期的同时，降低成本投入。我国BIM 技术发展的时间较短，与发达国家依然存在较大的差距。现阶段，软硬件技术飞速发展，技术人员的工作能力也得到显著提升，在岩土工程设计中合理应用BIM施工技术，能够有效提高工程作业效率，保证整体作业的先进性与安全性。

5 结语

BIM 技术能够有效解决传统岩土工程设计中存在的各项问题，应用BIM技术能够在岩土工程施工中获取有价值的信息。BIM 技术和互联网技术能够最大限度地规避工程安全隐患，建构立体可视化三维模型，方便及时解决设计中的问题，在降低工程成本的同时，提升工程设计水平，最终促进我国岩土工程的全面发展。