1导言
勘察技术是通过应用地质学、工程地质学的理论和实践经验为岩土工程勘察工作提供支持的一门技术,同时为工程建设的实施提供科学依据。勘察技术在岩土工程施工中同样具有重要作用,其主要目的是查明工程地质条件,分析论证存在的工程地质问题,并对建筑场区作出工程地质评价。
2岩土勘察BIM技术应用目标
2.1创建三维场地模型
传统地形地貌及工程环境等场地信息的载体通常为文本、表格、平面图、剖面图等,存在信息零散或冗余的状况,不利于信息利用、信息管理及信息化建设;同时由于传统方法缺乏形象立体的可视化表达效果且表达不充分,不利于多专业理解和沟通,增大沟通成本;另外由于传统资料利用率低,不利于场地分析及协同设计。
通过BIM技术创建三维场地模型,通过一个模型承载相关信息,不仅解决信息零散和冗余问题,且能准确、直观形象地反映和表达拟建场地地形地貌、管网分布及其埋深、建构筑物分布及其基础形式、基础埋深等工程环境条件,同时可根据模型进行总图分析与布置以及施工场地分析与布置,另外可根据需要快速创建剖面图用于工程设计分析及施工方案分析,有效降低工作强度及沟通成本,提高工作效率,更利于实现多专业协同设计。
2.2创建三维地质模型
创建三维地质模型,通过一个模型承载和传递地质信息及岩土物理力学参数信息,有效解决信息零散和冗余问题,同时减少地质体空间信息的损失与失真,通过同一个模型实时查询地质构造、岩土构成及岩土参数等信息,避免数据多次传输导致的信息错误及损失;同时通过BIM模型能准确、形象、直观地表达拟建场地岩层产状、断层、褶皱、裂隙等地质构造,岩土构成及分布情况,不良地质体形态、岩土构成及分布情况,地表地下水分布情况,帮助不同专业人员从空间角度理解地质体,并可利用可视化的交互手段实现对地质体进行多角度、多方位的浏览与查询,利于多专业理解及沟通及多专业协同设计,为岩土工程设计及其他专业设计提供便利,为下一步探索岩土工程三维计算分析、三维桩基计算分析奠定基础。
2.3创建勘察属性信息
通过BIM技术创建三维地质模型,通过一个模型整合勘探孔孔号、坐标、高程、勘探日期、岩土物理力学参数等,利于查询和信息管理,提高信息利用率,简化工作。同时承载岩土物理力学参数的地质模型将对下一步的岩土工程三维分析计算及三维桩基计算等奠定基础。
2.4基坑边坡开挖模型
基坑边坡的项目传统表达方式通常通过平面图、立面图及剖面图表达基坑边坡的形态、特征以及拟建物与基坑边坡的位置关系,不能准确、清晰、完全、直观地表达基坑边坡(传统剖面都是垂直切图,不能表达斜坡上的岩土分布)岩土分布情况,应用BIM技术在场地及地质模型的基础上创建开挖模型,相关信息表达更直观准确。
2.5工程量计算和统计
传统钻探进尺信息载体为勘察数据库、文本或表格,不利于信息管理与查询;传统开挖工程量计算通常采用断面法或南方CASS,不能准确计算不同地层的开挖土方量,不利于工程预决算及结算,导致成本控制不到位。通过BIM技术创建模型,将勘探深度及勘探统计表整合在同一个模型中,利于信息管理与查询;同时精细化分层计算开挖工程量,利于工程预决算及结算,有效控制成本,避免不必要的资金浪费。
2.6实现多专业模型整合
针对城市隧道、地下通道、城市轨道、综合管廊等城市地下空间工程,场地工程环境及地质情况通常较为复杂,传统资料纷繁复杂、信息零散或冗余、信息管理困难、常常导致勘测、设计、造价等多专业沟通不畅,勘测资料与设计成果常常出现矛盾,导致设计和造价等多次变更,工作强度及错误率大幅增加,不利于施工进度推进及资金使用计划编制,同时十分不利于后期业主运维管理。实现多专业模型整合即实现BIM数据流通与交换是实现协同设计与管理的基础,同时也是实现BIM价值的保障。针对一般工民建、路桥等项目实现勘测模型与其他专业模型的整合同样是实现协同设计以及后期运维管理的基础,同时根据建筑业信息化发展趋势,地下地上模型的整合与应用将成为发展的必然,利于全过程全生命周期的工程管理。
3岩土工程勘察中BIM技术的应用
3.1对工程场地类型等进行判断
在岩土勘察的实际操作中,必须按照地震设计代码确定施工现场的类型。首先,执行钻孔;然后,检测钻孔的速度。在判断操作周期的过程中,施工现场分为两类,并且使用相关方法来计算站点周期。在两孔测量中采用地面脉动法。实测优势周期与公式计算结果吻合。因此,利用波速检测技术进行单孔地层检测,在判断工程场地和地层类型方面具有较高的精度。
3.2 BIM技术地质模型信息化
地质条件作为所有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。想要将BIM技术地质模型信息化,过程往往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才能进行模拟,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和设计阶段。与此同时,它还可以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,通过模拟施工过程中的一些数据,可真实地还原工程中的各种施工场景;BIM技术可以制定更合理的施工方案来指导施工。
3.3地质表层的应用
传统的数学理论和建模技术难以模拟地层等不规则地质界面。在规划项目时,可以将其作为一个整体进行共享规划项目,在调查和设计过程中,应注意优化。通过使用BIM信息享受快速解决技术,可以解决后来建设中的问题。
3.4利用工程属性进行模拟建模
在建模过程中,根据岩土工程的地质特征和工程特性,保证了数值计算结果的合理性。在维护和运营过程中,还可以利用信息共享技术对整个建筑进行分析,降低后期维护成本。此外,在应用BIM技术时,应合理规划整个项目,特别是在设计阶段,每个项目的利益应均衡,以确保项目的顺利进展。在岩土工程调查中,BIM技术在初步规划中可用于分析和检测一些岩土形态特征;在应用过程中,BIM技术能更准确、直观地推测并符合调查钻孔之间的岩土分层。
4结束语
总之,岩土工程勘察BIM技术相较于传统工程勘察技术,优势明显。其不仅仅是将数字信息进行集成,更是数字信息的应用,并可应用于设计、建造、管理的数字化管理。BIM技术可以四维模拟实际施工,对工程建设具有不可估量的价值。
参考文献
[1]郑豪,宁豪杰.BIM技术在岩土工程勘察中的应用[J].工程建设与设计,2020(21):181-183.
[2]杨亮,康星.勘察技术在岩土工程勘察中的应用[J].工程建设与设计,20020(07):25-26.
[3]于凤树,吕凤华,刘宝华,等基于BIM技术地质体三维模型构建关键技术的研究[J].工程勘察.2018(08).