毕业论文-某地下街工程BIM造价与施工模拟.docx

2015届本科学员毕业论文论文题目：_某地下街工程BIM造价与施工模拟_指导教员： 姓 名：_ _队 别： 人 防 三 队 专 业： 建 筑 工 程 管 理 理工大学国防工程学院二一五年六月目 录第一部分 论文1浅谈BIM在工程施工中的应用2一、前 言 2二、BIM的定义3三、BIM技术的施工应用5(一)招投标阶段的应用8（二）设计阶段的应用10（三）施工阶段的应用12（四）运营阶段的应用15四、国内BIM的现状、主要应用障碍及建议15（一）BIM现状及主要应用障碍15（二）BIM的发展建议17五、结 语 18第二部分 毕业设计成果20基坑开挖施工组织设计27一、工程地质及水文地质资料27(一)工程概况27（二）环境概况28（三）工程周围环境28二、基坑围护方案设计29（一）支护体系的组成29(二)几种常见支护体系29（三）方案对比分析及选择31（四）型钢选择32（五）水泥土搅拌桩32三、基坑支撑方案设计32（一）支撑结构类型32（二）支撑方式的对比选择331、立柱 342、围檩 34（三）支撑制作注意事项35（四）基坑施工应急措施35（五）支撑施工技术要点37四、基坑降水38（一）管井数量38（二）管径深度3939第一部分 论文浅谈BIM在工程施工中的应用摘 要： BIM建筑信息模型是通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，它是信息化发展的产物，它的出现使建筑行业正在经历着一次信息化的革命。建筑信息模型(BIM) 作为数字化信息集成的载体，贯穿于建筑全寿命周期的各个阶段，指导建筑与结构设计、建筑施工及运营管理。基于BIM 系统的特点，本文在对BIM应用进行综述的基础上，探讨BIM在建筑业中的主要应用障碍，提出促进BIM实施的建议，为推动BIM在中国建筑业更广泛深入的应用提供重要参考价值。关键词：BIM；数字化信息集成；应用障碍Abstract：As a result of the development of information technology, building information modeling imitates the real building through digital simulation. It makes the construction industry experiences a revolution of information.Building Information Modeling (BIM) as the carrier of digital information integration,passes through in building the life cycle of each stage, and guide the architectural and structural design, construction and operation management. Based on the characteristics of BIM system, this paper reviewstheapplicationofBIM. BIM software interaction analysis methods are employed to analyze the main application barriers in the Chinas construction industry. Some suggestions are proposed to provide important reference for promoting the implementation of BIM in China.Key Words：BIM；digital information integration；application barriers一、前 言BIM源自美国，逐渐扩展到欧洲、亚洲的日本及新加坡等发达国家，2002年后国内开始接触BIM理念和技术。国外对BIM技术的研究和开发起步早，应用早，并已验证BIM技术的应用潜力。美国在BIM领域的研究与实践起步较早，时至今日美国大多建筑项目都已应用BIM，且BIM应用种类繁多，如SpatialValidation，FacilityManagement等等。同时，在政府的引导推动下，已形成各种BIM协会、BIM标准。日本、新加坡及我国香港地区的BIM发展态势、应用水平都很不错，但与美国BIM的应用层次还有一定差距。在国内外BIM的价值在不断被认可。二、BIM的定义什么是BIM？不同人有不同的理解。对于一个厂商来讲，今天的BIM在这个地方一定是REVIT，不做他选；对于一个建筑师来讲，可能BIM是一个Visualizationtool，我可以看见我的设计，而且我的设计可以做得更快一些；对于一些施工单位来讲，BIM是可以帮我做一些营造的模拟，让我减少工地的风险，是不是可以帮我把建材的数量算出来，让我可以算出来建材的数量，让我知道建造的成本。那么到底什么是BIM呢？BIM的精确定义又是什么？建筑信息模型即为BIM。建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。BIM（建筑信息模型）不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。 BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。BIM以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。它提供的全新建筑设计过程概念参数化变更技术将帮助建筑设计师更有效的缩短设计时间，提高设计质量，提高对客户和合作者的响应能力。并可以在任何时刻、任何位置、进行任何想要的修改，设计和图纸绘制始终保持协调，一致和完整。 BIM提到的的五个特点具体如下： (1）可视化： BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视，在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。 (2）协调性：BIM不仅能解决建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，还可以解决例如：电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调，防火分区与其他设计布置之协调，地下排水布置与其他设计布置之协调等。 (3）模拟性：在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验，例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟（三维模型加项目的发展时间），也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于3D模型的造价控制），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。(4）优化性：优化受三样东西的制约：信息、复杂程度和时间。BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在。目前基于BIM的优化可以做下面的工作：（1）、项目方案优化（2）、特殊项目的设计优化(5）可出图性：BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸，及一些构件加工的图纸。而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，可以帮助业主出如下图纸：1）、综合管线图（经过碰撞检查和设计修改，消除了相应错误以后）；2）、综合结构留洞图（预埋套管图）；3）、碰撞检查侦错报告和建议改进方案。三、BIM技术的施工应用我们利用BIM模型进行了四维模拟实际施工，一方面便于在早期设计阶段就发现后期真正施工阶段会出现的各种问题，来提前处理，为后期活动打下坚固的基础；另一方面在后期施工时能作为施工的实际指导，也能作为可行性指导，以提供合理的施工方案及人员，材料使用的合理配置，从而最大范围内实现资源合理运用。图6-1 施工模拟片段截图 在该项目中，我们利用BIM模型进行了施工组织设计的验证，进行了4D的施工模拟，预先的模拟施工我们能形象地表达出目前的施工状态和施工方法，也有利于现场技术人员对整个工序的把握。截图6-1为该地下商业街的施工模拟过程的视频动画截图。该动画模拟的是SMW工法的施工模拟过程。动画通过立体、连续的效果真实的反应了施工过程中SMW工法的施工工序，形象的表达出了该工程施工的顺序，有助于施工人员形象直观的对于工程施工进度和状态的把握。建筑信息模型（BIM技术）的基本特征：一是BIM不限于在设计中的应用，它可应用在建筑工程项目的全寿命周期中，对于工程前期的施工预算，施工方案的设计，工程期间的施工过程以及后期的工程维护都有很大的作用；二是用BIM进行设计属于数字化设计，对于具体的模型，可以将其属性通过具体的数字进行设置，既精确又明了；三是BIM的数据库是动态变化的，在应用过程中不断更新、丰富和充实，一旦有一部分的数据发生变化，BIM可以通过具体的操作将其同类型的部分全部设置更改精确，便于精准管理；图7-1 族的动态参数设置截图 四是BIM提供了一个项目参与各方协同工作的平台，BIM融合了设计方、施工方和业主等各方的利益需求，使得原本可能产生矛盾的三者有效的协调合作。BIM技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（例如空间、运动行为）的状态信图5-1 双扇无门槛钢结构防护密闭门参数设置图 息。图5-1 双扇无门槛钢结构防护密闭门参数设置图 1下图8-1展示的是运用BIM 建模的过程当中，对于双扇无门槛钢结构防护密闭门这个族所设置的参数信息。通过将所设参数加之于族上，通过与实际情况相对应，建立关于这个族的信息库。工程的建模过程中的其他信息也类似。通过这个过程将该工程的各种信息加到模型上，建立该工程的信息库，以便于该工程的后期的信息处理和工程的维护。图8-1 双扇无门槛钢结构防护密闭门参数设置图 因此BIM可参与施工全寿命周期。 (一)招投标阶段的应用 随着越来越多的BIM技术应用被研发出来，BIM技术的应用会贯穿项目管理的整个生命周期。施工企业要想获得最大的BIM技术应用投入产出比，在投标阶段即开始应用是非常必要的。 施工企业投标阶段的BIM技术应用阶段特别在以下几个方面得到体现： 1) 体现更好的技术方案； 2) 获得更好的结算利润； 3) 提升竞标能力，提升中标率。1、 BIM技术提升技术标竞争力 BIM技术的3D功能对技术标表现带来很大的提升，更好地展现技术方案。通过BIM技术的支持，可以让自己的施工方案更为合理，同时也可以展现得更好，获得加分。 BIM技术的应用，提升了企业解决技术问题的能力。 建筑业长期停留在2D的建造技术阶段，很多问题得不到及时发现，未能第一时间给予解决，造成工期损失和材料人工浪费，3D的BIM技术有极强的能力提升对问题的发现能力和解决能力。2、 BIM技术帮助施工企业获得更好的结算利润当前业主方的招标工程量清单质量很差。一是因为三边工程，预算条件不齐备；二是因为咨询顾问的工作质量有较多问题。如果施工企业有能力在投标报价前对招标工程量清单进行精算，运用不平衡报价策略，将获得很好的结算利润，这一结算利润达到5%并不奇怪，即我和你的报价一样，但我的结算价可以高出5%以上。这是合法的经营手段，短时间获得高额利润，但基本上没有施工企业有能力获得这一结算利润。大量的调查表明，很少有施工企业有能力有资源在投标前进行工程量精算和不平衡报价策略的应用。 事实上，多数施工企业的很多项目不但没有赚得结算利润，反而在签约前就送给业方大量的钱。大量工程量包死的项目和实现预结算的项目，发生投标巨额亏损。中国中铁、中国铁建在海外一个项目数十亿的亏损额中都有类似这种情况存在。3、BIM技术提升中标率更精准的报价，更好的技术方案，无疑将提升我们的中标率。这方面已有很多的实践案例，越来越多的业主方把对BIM技术应用列为项目竞标的重要考核项目。 同时更高的投标效率将让我们有能力参与更多的投标项目，也会增加中标概率。 因此施工企业将BIM技术的应用前移，十分必要。有人说，BIM技术的投入很大，不中标代价太大，不敢用。事实上，只要有20%的中标率，一个项目得到的回报就远大于全部项目的投入了。当然要采用合适、实用、本土化、专业化的BIM解决方案是十分必要的。（二）设计阶段的应用 在建筑项目设计中实施BIM的最终目的是要提高项目设计质量和效率，从而减少后续施工期间的洽商和返工，保障施工周期，节约项目资金。其在建筑设计阶段的价值主要体现在以下5个方面：（1）可视化（Visualization）：BIM将专业、抽象的二维建筑描述通俗化、三维直观化，使得专业设计师和业主等非专业人员对项目需求是否得到满足的判断更为明确、高效，决策更为准确。在本工程中我们将地下商业街的模型建立在一个可视化的程度上，使得该项目可以更加直观立体的展现在人们面前，即使是对该项目不是很全面了解的业主也可以通过可视化的模型对该工程有个大致的掌握。该项目模型如下所示：图10-1 地下商业街三维建模示意图 （2）协调（Coordination）：BIM将专业内多成员间、多专业、多系统间原本各自独立的设计成果（包括中间结果与过程），置于统一、直观的三维协同设计环境中，避免因误解或沟通不及时造成不必要的设计错误，提高设计质量和效率。图11-1 三维模型示意图 图11-1为某工程的三维模型示意图。该模型集所有专业的素材、数据于一体，科学的协调了各专业之间的冲突，为后期施工提供了便利。（3）模拟（Simulation）：BIM将原本需要在真实场景中实现的建造过程与结果，在数字虚拟世界中预先实现，可以最大限度减少未来真实世界的遗憾。（4）优化（Optimization）：由于有了前面的三大特征，使得设计优化成为可能，进一步保障真实世界的完美。这点对目前越来越多的复杂造型建筑设计尤其重要。（5）出图（Documentation）：基于BIM成果的工程施工图及统计表将最大限度保障工程设计企业最终产品的准确、高质量、富于创新。而三维成果也比较直观，如下：图12-1 防护门的三维直观展示 （三）施工阶段的应用（1） 三维碰撞检查。在建筑项目的施工前，其设计人员一般都要进行施工前的管线设计，并在此基础上解决大量的构件碰撞问题，但是传统的 2D 图纸往往在使用过程中不能有效地反映个体以及系统之间的碰撞可能，它的离散行为具有很大的不可预见性，使得设计人员很容易疏漏掉部分碰撞问题，所以，这就很需要运用 BIM 技术中的可视化功能进行三维碰撞检测，这种监测的进行，不仅能消除施工过程中的硬碰撞和软碰撞，更能优化项目工程的设计，减少建筑施工过程中的返工问题和错误损失，进而优化构件挂布方案，建筑施工人员也可用 BIM 技术碰撞优化后的 3D 结构方案进一步进行施工模拟和施工交底模拟，促进建筑施工的质量。（2）4D 施工模拟。作为一种高度动态的工程，建筑的施工会伴随着项目施工规模不断扩大，会造成施工项目管理的极其复杂。在建筑工程的建造过程中，施工顺序是不可逆的，这就决定了建筑施工的过程一旦出现错误就得砸掉重来，在这种循环往复中，既浪费人力物力，又降低了工程的质量，而 BIM 技术中 4D 模拟施工技术的运用，则可以通过施工现场 3D 模型与施工进度的链接，集成施工场地资源等信息，进一步建立 4D 施工信息模型，实现施工过程中人力、资料以及设备场地布置等的可视化模拟，将施工各团体之间的协调运作变得清晰明了；再者，将施工组织方案与 BIM 技术中的 4D 施工模拟相结合，进行最有效最合理的劳动力配置、建筑设备材料进场等安排，使建筑施工的过程合理且一目了然。 如下图所示，即为本工程某地下商业街的施工模拟动画工程的片段截图。其系列截图将该工程的施工过程形象直观的展示了出来。 图13-1 导轨搭接示意图 图14-1 导轨搭接示意图 图14-2 H型钢的插入 （四）运营阶段的应用BIM技术的重点就是模型和信息的结合，很大程度上解决了信息在不同阶段里重复和丢失的问题。它通过管理软件上的更新维护平台，将设备的基本信息和维修信息对应储存在可视化的模型上。无论再多再复杂的信息，都能迅速准确的查询到。当设备投入使用，BIM技术可通过专门的接口与设备连接，将设备的运行参数直接反映在可视化模型上。通过BIM模型实时监测设备运行参数，就可以判断设备是否正常运行。经过长期的信息积累，运营机构可以建立设备维护保养信息库，从而符合精益管理的要求，提高管理水平，增加建筑安全性能，减少建筑运营阶段的突发状况。设备的预知维修管理是现代设备精益管理发展的方向，为减少设备故障，降低设备维修成本，防止生产设备的意外损坏，通过状态监测技术和故障诊断技术，在设备正常运行的情况下，进行设备整体维修和保养。BIM就是这样一种管理工具，它能精确定位突发状况所在的位置，快速提供相关信息，并进行处置，将问题控制在最小范围内。例如，当设备故障时，通过扫描就可确定BIM模型中的设备对象，BIM模型就会精确显示出所有关于该设备的信息，管理人员便可根据该信息进行快速的处理，并将信息处理再次储存到BIM模型中。四、国内BIM的现状、主要应用障碍及建议（一）BIM现状及主要应用障碍 BIM首次引入中国是在2002年，由欧特克公司引进。目前在中国，BIM正在为越来越多的人了解，建筑行业正在经历着一场BIM的洗礼。软件公司、设计单位、房地产开发商、施工单位、高校科研机构等都已经开始设立BIM研究机构。国家“十一五”规划中BIM已成为国家科技支撑计划重点项目，国家“十二五”规划中进一步将BIM建筑信息模型作为信息化的重点研究课题。值得一提的是，国内已经有不少建设项目在项目建设的各个阶段不同程度地运用了BIM技术，其中上海中心大厦是全生命周期应用BIM的典型案例。上海中心大厦目前是中国第二高楼，整个项目实施过程由业主主导，运用BIM对设计、施工、运营进行全方位规划。BIM在该项目中的全程应用尚属首次，为以后BIM更广泛的应用奠定了基础，进一步推动了BIM在中国的发展势头BIM在我国建筑业应用初见成效，尤其适用于复杂项目，但同时也存在诸多问题。研究表明，BIM作为支撑建设行业的新技术，涉及不同应用方、不同专业、不同项目阶段的应用。我国对于BIM的研究与应用已取得了一定的成果，但总体上还处于较低的发展阶段。业内人士对BIM的了解处于较初级阶段，使用者呈现不均衡状态，一些设计单位逐步开始接受BIM理念，但应用的并不广泛，更多对使用BIM未来的前景还是持观望态度。我国的BIM应用虽然刚刚起步，但发展速度也较快，许多企业有了非常强烈的BIM意识，出现了一批BIM应用的标杆项目，特别是在一些大型复杂的超高层项目中得到了成功应用。同时，BIM的发展也逐渐得到了政府的大力推动。然而，在实践过程中也遇到了一些问题和困难，主要体现在三个方面：(1） BIM将成下一代主流技术，但推广应用大环境尚不成熟。与国外相比，我国现有的建筑行业体制不统一，缺乏较完善的BIM应用标准，加之业界对于BIM的法律责任界限不明，导致建筑行业推广BIM应用大环境不够成熟。设计阶段是最直接的接触BIM的环节，BIM技术最先在设计方应用，但设计方应用的并不多，大多还处在徘徊状态。我国普遍存在项目设计任务周期短、任务重的现象，在BIM技术应用初期，可能因为不可避免的一些技术问题而影响到任务的如期完成，这些都为BIM技术的推广造成了困难。 (2） 项目运作缺少统筹管理，BIM应用遭遇“协同”困境。BIM应用过程中缺少协同设计，尤其在国内项目运作中，项目不同阶段、不同专业及参与方信息缺少统筹管理。BIM相关软件涉及不同专业，BIM的理念和技术，为协同设计提供了新的平台，而项目协同设计与否，对能否充分实现BIM的价值至关重要。(3） BIM理念贯穿项目全寿命期，但各阶段缺乏有效管理集成。BIM给设计师带来可视化技术，但这只是BIM的一个层面。BIM的精髓在于将信息贯穿项目的整个寿命期，对项目的建造以及后期运营管理综合集成意义重大。目前BIM在中国的应用基本依赖于个别复杂项目或某些业主的特殊需求，充分发挥BIM信息全寿命周期集成优势，实现BIM深层次的应用，还需要做很多工作。（二）BIM的发展建议 BIM的理念和技术已经在国内外得到实践应用，但仍面临诸多困难和挑战。目前BIM在建筑业的应用带有很大的局限性，从整体趋势而言，BIM必将经历一个不断进步持续发展的过程。针对BIM应用过程中凸显出的行业体制、标准不完善、缺乏协同管理、全寿命期集成等诸多问题，为推动BIM在我国建筑业中更广泛更深入的应用，提出如下建议：首先BIM会推进全球一体化和信息的交流，实现信息交互与共享，政府应积极参与BIM标准的制定，完善建筑业行业体制、规范。积极推进设计人员转变观念。BIM技术推广使用的主力是设计机构，因此，应采取有效方式加强设计人员设计观念的转型。在高等院校相关专业中也可以开设BIM的相关课程，课程内容应广泛，让在校学生接受相关知识的教育和学习。其次尽快解决BIM的关键技术问题。关键技术问题最主要是要解决BIM技术数据标准。我国缺乏大型的软件开发商，制定可以保证开发商之间对应用软件数据互通的标准成为必要。我国目前引进了国外发展较成熟的IFC标准，国内正在加强对IFC数据标准的研究，中国BIM标准也正在编制中，但仍需要加大力度尽快解决BIM标准化问题，在高等院校和科研机构要加强这方面的研究工作，国家相关部门也要给予大力支持。最后就是加强对于BIM相关技术人员的培养问题。不论是走上工作岗位的技术人员还是依然在校就读的大学生，对于BIM相关知识理论、技术的学习已刻不容缓。依据我国建筑行业的发展趋势，BIM的应用已是势在必行。虽然在我国大部分单位对于BIM依旧呈观望之势，但未来建筑行业对于BIM的应用已是大势所趋。谁先掌握先进的技术理论谁就能在未来的建筑领域占有一席之地，相反的如果依旧墨守成规必将被时代所抛弃。因此对于掌握BIM技术的人员的培养是未来建筑行业发展的关键所在。 五、结 语BIM 是 Building Information Modeling（建筑信息模型）的缩写，即BIM 需要解决的不仅是 Modeling（模型）的问题，更重要的是解决Information（信息）的问题。我国建筑行业市场庞大，也是传统的行业之一，技术、材料和工具的发展从来都是重要的推动力，而BIM技术带来了新的理念和发展前景。BIM技术作为建筑信息化Modeling and Information的核心技术，必将推动我国建筑信息化的发展。虽然目前我国对于BIM技术的研究与应用还处于初级阶段，存在诸多问题，但相信在各方的努力下，BIM技术必将在我国建设行业中发挥其应有的作用，推动我国建筑业的发展。参考文献：1陈花军. BIM在我国建筑行业的应用现状及发展对策研究J工程科技，2013,23；2何清华BIM在国内外应用的现状及障碍研究J工程管理学报，2012，26（1）:12-16；3张建新.建筑信息模型在我国工程设计行业中应用障碍研究J.工程管理学报，2010（4）：387-3924张建平BIM在工程施工中的应用J施工技术，2014，085微博各方观点浅谈BIM技术在施工中的应用J中国BIM门户，2014，126廖晨雅基于BIM的建筑运营阶段精益管理J中国工程管理论坛，2012第二部分 毕业设计成果某地下街工程BIM造价与施工模拟一、工程简介 本工程为钟祥市阳春地下人防商业街工程，开发建设单位为钟祥市金龙房地产开发有限责任公司。工程建设地点范围从阳春大街与东街交叉路口至阳春大街与石城大道交叉路口止，全长约300m,建筑面积约10869m2。工程结构形式为地下单层框架箱涵结构，整体板筏基础,无梁楼盖顶板。基础土方采用垂直大开挖、全线土钉墙支护的方式进行施工，开挖深度7.6米，顶板覆土1.8m（路面至顶板深度）。二、BIM相关软件学习过程 Revit软件的学习过程：图21-1 相关学习视频教程 图22-1 楼梯的建立截图图22-2 楼梯参数设置过程示意图图23-1 Revit最终练习成果 R图23-2 地下商业街三维模型 Revit软件的学习过程为后期毕业设计阶段三维建模打下良好的基础。有了前期在软件学习上所下的功夫，遇到问题解决应对，找问题原因所在，找解决办法，后期的建模过程才变得高效高质量。最终完成了毕业设计所需模型的最终成果，如下图所示。我的成果为中间的部分，是地下商业街三维模型的一部分。三、基坑支护设计的完成通过网上查找资料以及请教对于施工有着丰富经验的教授，了解了几种基坑支护方案的优势与不足，结合本工程的实际情况比较了几种方案的最终效益，最终决定使用SMW工法指导该工程的施工。除了基坑支护方案的选择，还确定了基坑围护方案，在此不做详细描述。（具体基坑支护设计见附录）四、动画的制作BIM的特点之一就是模拟性，而施工动画就很好的体现了这一点。施工动画将施工过程立体直观的展现在施工方和业主面前，让她们对于工程的具体情况有了更直观的了解。对于施工过程还可以起到指导作用。我的动画制作的部分为SMW工法的制作。是基于基坑支护设计方案的指导来制作相应施工动画过程。由于无法展示全过程动态画面，以下展示动画制作过程成果截图：图24-1 动画初期模型示意图 图25-2 SMW工法动画最终成果截图 图25-1 模型成型后示意图 以上是我的毕业设计完成过程当中的一些过程概述和成果展示。五、结语在本次毕业设计的完成过程当中，我不仅仅是学习了软件的如何使用，更锻炼了自己的自学能力。由于本次毕业设计为小组合作完成，也让我明白了团队协作的力量，一起面对和解决困难。同时从本次毕业设计当中我也认识到了自己知识的匮乏和能力的不足，在以后的工作和学习、生活当中给与我警醒，要多多学习，努力提高自己。 附录：基坑开挖施工组织设计一、工程地质及水文地质资料(一)工程概况（1）工程名称：钟祥市石城中路地下通道商业步行街工程（2）建设地点：钟祥市阳春大街（3）建设单位：钟祥市金龙房地产开发有限公司（4）设计使用年限：50年（5）层数和埋深：地下负一层，埋深主体工程约7.3米（6）耐火等级：一级（7）防水等级：一级（8）防护等级：按照2003年人民防空工程战术技术要求确定人防工程的防护标准： 甲类二等人员掩蔽部：防核武器等级为6级；防常规武器为6级；防化等级：丙级 甲类人防物资库：防核武器等级为6级；防常规武器为6级；防化等级：丁级 移动式柴油电站：防核武器等级为6级；防常规武器为6级；不防化 （9）平时使用功能：地下商业街 （10）战时使用功能：核6级常6级甲类二等人员掩蔽部和人防物资库 （11）抗震设别类别及抗震设防烈度：类别为丙类，抗震设防烈度为6度 （12）主要技术经济指标：工程总建筑面积10869平方米，人防总建筑面积8815平方米（二）环境概况钟祥市石城中路地下通道商业步行街工程位于钟祥市阳春大街，工程建设地点范围从阳春大街与东街交叉路口至阳春大街与石城大道交叉路口止，全长约300m,建筑面积约10869。（三）工程周围环境根据基坑工程手册，在大中城市建筑物稠密地区进行基坑工程施工，宜对下述内容进行调查：（1）周围建（构）筑物的分步，及其与基坑边线的距离（2）周围建（构）筑物的上部结构形式、基础结构及埋深、有无桩基和对沉降差异的敏感程度，需要时要收集和参阅有关的设计图纸（3）周围建筑物是否属于历史文物或近代优秀建筑，或对使用有特殊严格的要求（4）如周围建（构）筑物在基坑开挖之前已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况通过拍片、绘图等手段收集有关资料。必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定通过对周围环境的调查研究,确定地面超载取为20kn/m3,地下水位取在地表以下1.0m处。二、基坑围护方案设计（一）支护体系的组成当基坑工程的土方开挖采用有支护开挖方式时，在基坑土方开挖之前则需先施工支护体系。支护体系按其工作机理和材料特性，分为水泥土挡墙体系、排桩和板墙式支护体系和边坡稳定式三类。水泥土挡墙体系，依靠其本身的自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。排桩和板墙式支护体系，通常由围护堵、支撑（或土层诺杆）及防渗旅幕等组成。(二)几种常见支护体系在基坑支护中，实际上多采用以下几种方法，根据工程水文地质及工程安全等级、周围环境等各方面的要求，对以下几种支护方式进行具体的分析，从而选出最适合于本工程施工的一种支护方式。1、土钉墙围护结构土钉墙围护结构的机理可理解为通过在基坑边坡中设置土钉，形成加筋土重力式挡墙，起到挡土作用。土钉墙围护适用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土、卵石土等；不适用于淤泥质及未经降水处理地下水以下的土层地基中基坑围护。土钉墙围护基坑深度一般不超过18m，使用期限不超过18月。2、内撑式围护结构内撑式围护由围护体系和内撑体系两部分组成，围护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。内撑体系可采用水平支撑和斜支撑。当基坑开挖平面面积很大而开挖深度不太大时，宜采用单层支撑。内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管（或型钢）支撑两种。内撑式围护结构适用范围广，可适用于各种土层和基坑深度。3、槽钢钢板桩槽钢钢板桩是一种简易的钢板校园护墙，由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长68m，型号由计算确定。打人地下后顶部近地面处设一道拉锚或支撑。由于搭接处不严密，一般不能完全止水。如地下水位高，需要时可用轻型井点降低地下水位。一般只用于一些小型工程。钢板桩的优点是材料质量可靠，在软土地区打设方便，施工速度快而且简便；有一定的挡水能力，可多次重复使用；一般费用较低。其缺点是一般的钢板桩刚度不够大，用于较深的基坑时支撑(或拉锚)工作量大，否则变形较大；在透水性较好的土层中不能完全挡水；拔除时易带土，如处理不当会引起土层移动，可能危害周围的环境。由于其截面抗弯能力弱，一般用于深度不超过4m的基坑。4、SMW工法（劲性水泥土搅拌桩法）SMW工法连续墙，是Soil Mixing Wall 的缩写，SMW工法为日本的叫法，国内亦称新型水泥土搅拌桩法，是利用专门的多轴搅拌就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，在各施工单位之间采取重叠搭接施工，在水泥土混合体未结硬前再将H型钢或其他型材（多数为H 型钢，亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等）插入搅拌桩体内，形成具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下连续墙体，该墙体可作为地下开挖基坑的档土和止水结构。坑深大时亦可加设支撑。从我国目前的设计施工水平看，SMW工法围护墙在软土地区用于两层地下室的基坑工程（深度810m）完全是可以的。（三）方案对比分析及选择 土钉墙围护结构对于基坑的土质要求比较严格，在本工程中土质要求不太符合，而且该方案的设计使用期限不超过18个月，但本工程的设计使用年限为50年，因此此工法在此不可用。对于槽钢钢板桩，由于搭接处不严密，一般不能完全止水。且一般的钢板桩刚度不够大，用于较深的基坑（本工程8m）时支撑（或拉锚）工作量大，变形较大；且由于其截面抗弯能力弱，一般用于深度不超过4m的基坑。对于本工程，显然不合要求，故放弃此支护方案。对于内撑式围护结构和SMW工法，本工程都比较适用，但内撑式围护结构包含地下连续墙，而地下连续墙对于施工环境的要求和破坏都很大，同时由于该工程开挖深度深，基坑长，如果采用此法工程造价会提高很多，而SMW工法又包含内撑式围护结构的部分施工工艺，且造价合理，所以本工程采用SMW工法较为合理。（四）型钢选择 选用h*b1*tw*t为HW394*398*18*11H型钢。（五）水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩机钻孔直径为800mm,孔轴间距为600mm.三、基坑支撑方案设计（一）支撑结构类型根据基坑工程手册，对于深度较大的基坑，为使围护堵经济合理和受力后变形的控制在一定范围内，都需沿围护墙竖向增设支撑点，以减小跨度。如在坑内对围护墙加设支承称为内支撑；如在坑外对围护墙拉设支承，则称拉锚(土锚)。内支撑受力合理、安全可靠、易于控制围护墙的变形但内支撑的设置给基坑内挖土和地下室结构的支模和浇筑带来一些不便，需通过换撑加以解决。用土锚拉结围护墙，坑内施工无任何阻挡，但于软土地区土锚的变形较难控制，且土锚有一定长度，在建筑物密集地区如超出红线油需专门申请，否则是不允许的。一般情况下，在土质好的地区，如具备锚杆施工设备和技术，应发展土锚；在软土地区为便于控制围护墙的变形，应以内支撑为主。支护结构的内支撑，按材料分，可分为钢支撑和钢筋混凝土支撑两类。钢支撑的优点是安装和拆除速度较快，能尽快发挥内撑的作用，减小时间效应，既使围护墙因时间效应增加的的变形减小；可以重复利用，多为租赁方式，便于专业化施工；可以施加预紧力，还可根据围护墙变形发展情况，多次调正预紧力值以限制围护墙变形发展。其缺点是整体刚度相对较弱，支撑的间距相对较小；由于在两个方向施加预紧力，使纵、横向方交接处处于铰接状态。钢筋混凝土支撑优点是形状多样性，由于是现浇而成，可浇筑成直线、曲线构件，可根据基坑平面形状，浇筑成最优化的布置型式；整体刚度大、安全可靠，可使围护墙的变形小，有利于保护周围环境；可方便地变化构件的截面和配筋，以适应其内力的变化。其缺点是支撑成型和发挥作用时间长，现场浇筑需时较长，再加上养护达到规定的强度，时间更加长，为此时间效应大，使围护墙因时间效应而产生的变形增大；属一次性的支撑结构，不能重复利用；拆除相对困难，如利用控制爆破拆除，有时周围环境不允许，如用人工拆除时间较长，劳动强度大。（二）支撑方式的对比选择由于本工程的施工同时施工影响着项目周边居民的日常生活以及公司的正常运营，所以工期较为紧张。而钢筋混凝土支撑由于其成型和发挥作用时间长，现场浇筑需时较长，同时养护要达到规定的强度，时间更加长，一来是时间不允许，二来是围护墙也会因时间效应而产生变形增大的后果；且不能重复利用；拆除相对困难。又由于工程周围建筑物较多，空间上也不许。而钢支撑的安装和拆除速度较快，能尽快发挥支撑的作用，减小时间效应，有利于保证工期；可以重复利用。此基坑长度长，开挖深度大，若是连结处处于绞结状态的话，对于基坑开挖的安全性是不能保证的，也能满足环境的要求。因此我建议采用钢支撑施工，设置四道钢支撑。钢管的半径为394mm。1、立柱当基坑的平面尺寸较大时，需布置支撑立柱来支撑水平支撑系统的自重，同时还可以防止支撑弯曲，在一定程度上起到缩短支撑的计算长度，防止支撑失稳破环的作用。支撑立柱通常采用钢筋混凝土立柱。由于在基坑开挖结束建筑底板的时候支撑立柱一般不能拆除，所以立柱最好做成格构式，以利于底板钢筋的通过，否则必须截断底板钢筋或在立柱侧壁上穿洞，而造成不必要的麻烦。本工程中，立柱采用正方形钢筋混凝土柱，采用400*400mm的钢筋混凝土柱。2、围檩围檩的作用为将支护墙体上所承受的土压力、水压力等外荷载传递到支撑上，围檩的另一个重要作用是加强支护墙体的整体性，将支护墙体的各施工单元组成一个整体而共同受力。（三）支撑制作注意事项内支撑施工体系安装施工要点：（1）千斤顶预加轴力必须对称同步，以平衡横撑自重下落的可能和初期开挖预放的初应变。（2）钢筋混凝土横撑的设置时间必须严格按设计工程条件掌握，土方开挖时应分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。（3）所有支撑连接处，均应垫紧贴密，防止钢筋混凝土支撑偏心受压。（4）端头斜撑处钢围檩及支撑头，必须严格按设计尺寸和角度加工焊接、安装、保证支撑为轴心受力。（四）基坑施工应急措施1、局部深坑塌方及滑移应急措施首先，严格按照围护设计图纸及规范要求进行围护及加固施工，确保施工质量，其次，在土方开挖过程中，应分层分块开挖，严格控制挖土速率，加强监测。在基坑开挖过程中，由于超挖、放坡坡度不够和停机面堆载极易造成基坑局部塌方和滑移，尤其是雨季没有系统的排水系统，也会造成地面积水、局部塌方，遇到该情况需马上停止开挖，在停机面卸载（或排水）及时修坡到正常坡度。如有渗水现象，则采用双液注浆进行封漏处理，必要时进行回填土或回填砂以防止事态的进一步扩大。在坚持以上的施工原则的情况下