BIM技术在基础开挖造型上的应用

余 刚

(成都建工第四建筑工程有限公司, 四川成都 610000)

建筑工程基坑土方开挖施工中，无论是独立柱基础承台、集水井基坑、电梯井基坑还是不同厚度筏板基础或者基础降标高等都涉及到基坑的放坡。通常的设计中存在较多的集水井、电梯井位于承台中，相邻或连体集水井、电梯井，相互之间又存在复杂交界关系的情况，坑壁需要根据设计大样放坡，开挖造型中就会出现不同坡度、不同尺寸、不同标高的坑套坑的情况，二维的设计图纸上很难想象出实际的样子，从而使开挖造型出来的基坑尺寸错误或者精确度很差。通过利用BIM技术可视化的特点，利用Revit软件对参数化模型进行建立，对基础造型过程呈现出三维可视化模型来达到基础造型的精确开挖及基坑尺寸的复核。

1 传统基础开挖造型上遇到的问题

1.1 基础开挖精度低、造型参数不满足设计要求

在传统施工中，对基础、集水井、电梯井基坑的造型，测量人员只能根据二维图纸想象或者自己手绘出三维图形辅助理解基坑的实际模型，这种方法适合于简单的独立基坑或者不超过两个基坑部分重叠的情况，一旦遇到两个以上的多个坑套坑的情况就无法想象或绘出实际的造型。不同深度或者不同放坡角度的基坑相互部分重叠时的交线为空间上的斜线，传统模式下测量人员是不易精确定位，这样就会导致出现开挖出来的基坑精度非常低，严重时会使得基坑的尺寸、坡度、标高等不符合设计要求。

1.2 测量数据计算繁琐

传统施工中，基础开挖的控制参数数据都要通过测量员计算得来，在计算过程中稍有不慎就会出现错误，特别是多个基坑相互交叉部分重叠的时候，非常考验测量员的计算能力以及空间想象能力，出错的几率较大。

1.3 基础开挖不精确导致施工成本的增加

多基坑相互交叉、部分重叠的时候，传统测量放线上若要计算出交界线的位置、尺寸、标高等非常困难，这就会导致开挖时的参数控制不好，为了满足设计参数要求，通常情况是选择超挖或扩挖，这样造成的后果就是增加挖方量、机械台班，超挖或扩挖部分在混凝土浇筑时会使得混凝土的量比图纸预算量增大，直接导致施工成本的增加。

另外，由于测量放线的不准确，造成基坑造型尺寸不符合设计要求，待到钢筋绑扎时才发现问题，直接会导致该部位的防水等工序返工，最终会造成工期的损失及成本的增加。

2 BIM技术辅助基础精确开挖造型

传统基础开挖造型上遇到的问题，可以通过利用BIM技术可视化的特点，利用Revit软件对参数化模型进行建立，对基础造型过程呈现出可视化，很方便的给出多基坑相互交叉、部分重叠情况下所有交界位置的精确坐标，使得放线开挖有理有据，不会出现少挖、超挖或扩挖的情况，从根本上解决基础开挖造型的问题。

2.1 Revit软件建立参数化模型

使用公制常规模型族样板创建与电梯井、集水井、独立基础等基坑外轮廓一致的空心模型，通过空心模型实现对地基的剪切，实现基坑在地基上剪切出造型的形状并能做到相互重叠部分基坑的相互剪切。采用空心融合、空心拉升等命令参照设计大样及参数对井、基础的净深、净长、净宽、筏板厚度、基坑坡度等进行类型参数属性的设置，在项目使用中同类型的基坑可以通过复制族并调整相应的参数进行创建，使得创建的族可以通用于项目。

2.2 以乐山某项目为例法进行建模

(1)原始设计平面截图(图1)。

图1 基础平面

(2)原始设计大样图(图2～图4)。

图2 独立基础局部降标高大样 注：用于基础降标高高差大于抗水板厚时

图4 降标高b-b大样

(3)原始设计参数表(表1)。

表1 设计参数

(4)创建出的平面参数。

①开挖尺寸精确标注(图5)。

图5 开挖平面尺寸标注

②开挖坡度和标高精确标注(图6)。

图6 坡度和标高标注

(5)可视化三维模型(图7、图8)。

图7 可视化三维模型一

图8 可视化三维模型二

4 结束语

通过上述实例，可以清楚的体会到应用BIM技术辅助基础造型精确开挖带来的便利和准确，一方面有效解决多基坑部分相互重叠测量放线的技术难题，另一方面精确的开挖尺寸更是有效地节约了施工成本。当前，我国建筑行业的BIM技术应用还处于初级阶段，所以更应该逐步建立高素质的BIM应用队伍，用BIM技术改变传统施工上的难点，更好地服务于施工现场。