巖土工程勘察BIM技術應用探析

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互聯網和信息技術正在變革建筑業的未來，近年來，建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技術在國內外建筑行業得到廣泛關注和應用，建筑信息模型應用技術于2017年已列入建設領域十項新技術之一。土工程勘察BIM技術是應用一系列軟件進行三維地質建模及應用的一項技術，通過可視化三維工程地質模型直觀、清晰地表達地質構造、巖土構成、鉆探信息、巖土參數等信息，幫助參建單位項目人員清晰、直觀地理解、查詢和掌握場地地質情況，同時利用地質BIM模型進行巖土設計，并按巖土類別分別計算相應土石方量，幫助建設單位在設計階段更準確地進行工程預算和方案決策等。

1巖土勘察BIM技術應用目標

1.1創建三維場地模型

傳統地形地貌及工程環境等場地信息的載體通常為文本、表格、平面圖、剖面圖等，存在信息零散或冗余的狀況，不利于信息利用、信息管理及信息化建設；同時由于傳統方法缺乏形象立體的可視化表達效果且表達不充分，不利于多專業理解和溝通，增大溝通成本；另外由于傳統資料利用率低，不利于場地分析及協同設計。通過BIM技術創建三維場地模型，通過一個模型承載相關信息，不僅解決信息零散和冗余問題，且能準確、直觀形象地反映和表達擬建場地地形地貌、管網分布及其埋深、建構筑物分布及其基礎形式、基礎埋深等工程環境條件，同時可根據模型進行總圖分析與布置以及施工場地分析與布置，另外可根據需要快速創建剖面圖用于工程設計分析及施工方案分析，有效降低工作強度及溝通成本，提高工作效率，更利于實現多專業協同設計。

1.2創建三維地質模型

創建三維地質模型，通過一個模型承載和傳遞地質信息及巖土物理力學參數信息，有效解決信息零散和冗余問題，同時減少地質體空間信息的損失與失真，通過同一個模型實時查詢地質構造、巖土構成及巖土參數等信息，避免數據多次傳輸導致的信息錯誤及損失；同時通過BIM模型能準確、形象、直觀地表達擬建場地巖層產狀、斷層、褶皺、裂隙等地質構造，巖土構成及分布情況，不良地質體形態、巖土構成及分布情況，地表地下水分布情況，幫助不同專業人員從空間角度理解地質體，并可利用可視化的交互手段實現對地質體進行多角度、多方位的瀏覽與查詢，利于多專業理解及溝通及多專業協同設計，為巖土工程設計及其他專業設計提供便利，為下一步探索巖土工程三維計算分析、三維樁基計算分析奠定基礎。

1.3創建勘察屬性信息

通過BIM技術創建三維地質模型，通過一個模型整合勘探孔孔號、坐標、高程、勘探日期、巖土物理力學參數等，利于查詢和信息管理，提高信息利用率，簡化工作。同時承載巖土物理力學參數的地質模型將對下一步的巖土工程三維分析計算及三維樁基計算等奠定基礎。

1.4基坑邊坡開挖模型

基坑邊坡的項目傳統表達方式通常通過平面圖、立面圖及剖面圖表達基坑邊坡的形態、特征以及擬建物與基坑邊坡的位置關系，不能準確、清晰、完全、直觀地表達基坑邊坡（傳統剖面都是垂直切圖，不能表達斜坡上的巖土分布）巖土分布情況，應用BIM技術在場地及地質模型的基礎上創建開挖模型，相關信息表達更直觀準確。

1.5工程量計算和統計

傳統鉆探進尺信息載體為勘察數據庫、文本或表格，不利于信息管理與查詢；傳統開挖工程量計算通常采用斷面法或南方CASS，不能準確計算不同地層的開挖方量，不利于工程預決算及結算，導致成本控制不到位。通過BIM技術創建模型，將勘探深度及勘探統計表整合在同一個模型中，利于信息管理與查詢；同時精細化分層計算開挖工程量，利于工程預決算及結算，有效控制成本，避免不必要的資金浪費。

1.6實現多專業模型整合

針對城市隧道、地下通道、城市軌道、綜合管廊等城市地下空間工程，場地工程環境及地質情況通常較為復雜，傳統資料紛繁復雜、信息零散或冗余、信息管理困難、常常導致勘測、設計、造價等多專業溝通不暢，勘測資料與設計成果常常出現矛盾，導致設計和造價等多次變更，工作強度及錯誤率大幅增加，不利于施工進度推進及資金使用計劃編制，同時十分不利于后期業主運維管理。實現多專業模型整合即實現BIM數據流通與交換是實現協同設計與管理的基礎，同時也是實現BIM價值的保障。針對一般工民建、路橋等項目實現勘測模型與其他專業模型的整合同樣是實現協同設計以及后期運維管理的基礎，同時根據建筑業信息化發展趨勢，地下地上模型的整合與應用將成為發展的必然，利于全過程全生命周期的工程管理。

2勘察BIM技術路線

2.1BIM基本流程（圖3）

2.2BIM交付成果根據勘察行業

BIM發展現狀及相關技術標準，現階段勘察BIM模型尚不能完全表達勘察報告所含內容且應用范圍有限，故本方案勘察專業BIM交付成果需包含傳統的勘察報告和勘察BIM模型。

3勘察BIM應用成果

3.1場地可視化應用

BIM技術創建三維場地模型，為不熟悉場地的相關人員了解場地地形地貌、工程環境情況提供極大的幫助，尤其在增加傾斜攝影疊圖后效果更加明顯，進行項目匯報時便于溝通（尤其對于環境復雜的項目十分有利），提高匯報及溝通效果，為項目開展奠定良好的基礎；同時在報告中增加三維可視化的場地環境插圖，利于報告校審人員對場地地形地貌及工程環境文字部分的描述進行校審。

3.2地質體可視化

通過BIM技術創建三維地質模型實現地質體的可視化，將地質構造、巖土構成、巖土分布、地質體形態、基巖面起伏狀況等截圖插入勘察報告中，非常有利于報告閱讀者（尤其是非專業人士以及對場地不熟悉人員）理解場地地質情況，也避免了文字描述不清的狀況，降低理解難度，同時非常有利于專業人員定性快速判斷土層的均勻性、基巖面的起伏狀況，為報告校審者節約時間。

3.3開挖方案比較

通過在地質模型中確定不同方案的基坑邊坡坡腳線、放坡級數、放坡坡率快速創建不同的設計方案，并將不同的設計方案存儲在一個模型中，不但便于方案比較，也便于方案溝通與匯報，同時根據不同的設計方案快速準確地按不同巖土層計算相應方案的開挖工程量，準確地提供不同等級的巖土開挖量，為項目決策及預決算提供良好的技術支持和保障，另外為勘察報告的編制提供準確地土石比工程量，提高報告編制工作效率及報告質量。

3.4勘察工作量統計

為達到BIM模型信息集成以及巖土三維計算的目的，在勘察BIM建模過程中將鉆孔信息、取樣信息、巖土試驗信息及巖土參數等信息錄入數據庫，經建模數檢校核修正數據庫后（對異常鉆探數據的調整、），可通過數據庫直接生成鉆孔工作量（含鉆孔數量及鉆孔總進尺）、取樣工作量、原位測試工作量、水文試驗工作量、室內巖土試驗工作量，在報告編制過程中既可以直接利用數據，同時也可以利用該數據與人為統計數據進行相互校核。

3.5勘察信息集成

通過應用BIM技術創建包含地質屬性信息的地質模型，初步實現勘察BIM模型鉆孔孔號、鉆孔類型、孔口高程、鉆孔坐標、勘探深度、勘探日期、地層類型、地質時代、地質成因、巖層產狀、填土密實度、巖石風化程度、巖石堅硬程度、巖石完整程度、巖石抗壓強度、抗剪指標等物理力學信息集成，為項目信息查詢、信息管理提供便利，同時為三維計算奠定基礎。結束語綜上所述，巖土工程勘察bim技術相較于傳統工程勘察技術，優勢明顯。其不僅僅是將數字信息進行集成，更是數字信息的應用，并可應用于設計、建造、管理的數字化管理。BIM技術可以四維模擬實際施工，對工程建設具有不可估量的價值。

參考文獻

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[3]王勇.BIM在巖土工程勘察成果三維可視化中的應用[J].工程技術研究,2018,(15):55-56.

作者:廖恒 單位:貴州正業工程技術投資有限公司