基于BIM的工程桩施工技术

基于BIM的工程桩施工技术寇广辉苏章颜睿摘要工程在地基和基础工程阶段经常遇到地形复杂、工程桩多、最终钻孔深度难以控制等问题，阻碍了项目的有效展开，影响了工程质量和进度，本文以莆田雅赞居项目展示区的工程桩工程为例，以revit系列软件的三维可视化、 介绍了利用信息集成和施工仿真等功能的方法，建立了地形、工程桩钢筋、现场平面配置等一系列工程模型，为项目展示区工程桩基础工程施工桩最终孔控制、现场平面配置、工程交接和人工机械和材料配置提供科学的技术支持。关键字BIM； revit； 工程桩施工复杂地形端孔深度平面布置1工程概况1.1建筑概况莆田雅赞居项目由高层(T1T20 )、商业大楼和纯地下室组成，总建设占地面积约9.7万平方米，建筑面积约35万平方米，基坑承台埋设深度约8.5m，项目位于莆田市城间区九华街南侧，基坑周长约1270m本工程展示区采用泥浆保护壁挖掘法的桩基形式，其桩径为800 mm、900 mm、1000 mm、1200 mm、1500mm、1800mm，展示区的桩径总桩数约为378根，其中桩径大于1200 mm的采用冲孔器， 桩径小于1200 mm采用挖掘机施工，桩端夹持力层为中风化凝灰岩，桩的极限端阻力标准值为9000kPa的碎块状强风化凝灰岩，桩的极限端阻力标准值为5000kPa。 塔区工程桩要求桩端进入中风化凝灰岩持力层1m、2m，裙子区工程桩要求桩端进入强风化凝灰岩持力层1m、2m及6m。效果图总区域图(阴影部分是显示区域)1.2工程地质条件(一)地形在工程用地的中部、西南角和东北角，小河和东侧散布着灌溉渠道，河流宽度约2.07.0m，拐角约18.0m，海岸高度约1.0m，水深约0.301.20m。 地形为冲洪积阶地，地形整体平坦宽广，调查期间各节流孔海拔为8.1710.78m，最大段差为2.61m。(2)地层的岩性勘探钻头在深度范围内，上部是人工填土(素填土)、粉质粘土、砂土、泥质土、砾和残土层，下部是凝灰岩的各风化层。2工程的重大难点(1)地质条件复杂，难以控制最终的孔深度(2)工地面积大，工程桩施工组织难易度高(3)展区施工工期严格，工期保证困难(4)施工图纸变更频繁，现场计算量大。3 BIM实施的思考针对展区工期严格、工程桩数多、现场地质条件复杂、项目平面布置、资源组织和组织管理困难等问题，按以下思路实施BIM技术。4 BIM模型的建立4.1确定模型的精度要求模型精度直接决定后期模型的应用深度，精度越高，信息越完整意味着模型的参考性越高，但同时，由于需要人手和时间的成本，所以需要根据应用的深度来区分阶段性不同的模型的精度。 这个项目在模型制作初期决定如下的模型精度序列号。型号名称精度要求1地形桩端夹持力层及地表面的绘制2工程桩对实际工程桩的情况作出反应即可3工程桩的钢筋钢筋节点会变得清晰，并显示钢筋模型4施工现场平面布置模型明确的反应施工道路、现场机械、泥浆池等堆积场的配置5其他型号。根据实际需要进行模型的整备4.2复杂的地形绘制根据地勘报告，与用revit描绘地形相比，设计图纸要求桩端进入强烈风化的凝灰岩(黄色)或中风化的凝灰岩(红色)，所以描绘这两种地形使用小技巧，地形用revit的板构件描绘地形。 工程桩是用柱构件画的，利用柱的自动附着功能，可以迅速地判断孔的深度力层绘制4.3工程桩钢筋的绘制根据设计桩设计图纸中的钢筋节点绘制设计桩，钢筋会根据桩的长度自动改变。 请参照下图CAD图纸用Revit绘制的直径为600的设计桩的钢筋用Revit绘制的直径为1600的设计桩钢筋4.4现场平面BIM模型使用revit绘制现场平面布局，可以收集每个分包并在模型上讨论二次平面布局，直观且方便。平面布局BIM地图5 BIM应用程序5.1工程桩末孔深度的估算应用把工程桩放置在制作好的地形模型上，利用自动附着的功能，可以简单快捷地得到工程桩与持力层的关系，确定各工程桩的桩长，在实际施工时遇到三明治和孤石的情况下，防止最终的孔错误，影响工程质量和整体施工进度。(1)工程桩的配置利用引进的CAD图纸进行工程桩定位，将不同直径的工程桩放置在地形上，将工程桩附着在持力层上后，读出各工程桩的长度。工程桩布置图工程桩附着在地形上(2)信息的输入和提取根据工程桩的情况，将以下信息输入工程桩的属性，按工程完善信息。 桩号、桩名、桩的分区名、桩径、桩的混凝土强度、桩的造孔深度、桩的造孔时间、桩的实际浇筑量。通过工程信息的整理和收集，记录实际工程信息，为下一阶段的工程计划做好准备。工程桩属性表5.2 BIM模型辅助计算量(1)混凝土辅助计算量利用revit明细表功能和对应的信息筛选进行混凝土量的自动统计，实时求出工程量。(2)钢筋辅助计算量还应用revit自动统计功能来估计钢筋量。(3)人工机械的成本分析利用建模后现场的布置情况和精密工程桩的长度、混凝土量、钢筋报价量等信息，判断人工、机械等的投入，同时对模型进行反馈，大幅度提高了项目整体规划能力。5.3现场工程桩的施工模拟利用Navisworks进行展区工期模拟，支持项目工期规划。(1)模拟画面1(2)模拟画面2(3)模拟画面36工程桩BIM应用分析6.1 BIM的优点说明(1)revit中，可以三维地描绘复杂的地形，比只能用调查报告的平面和断面图来判断地形更直观和形象。(2)工程桩放置在复杂的地形上，根据设计要求进入持力层，推测工程难易度，防止三明治和孤石造成的最终洞错等问题。(3)根据精密模型可以计算出正确的混凝土量和钢筋量。(4)钢筋节点绘制指导现场施工，便于质量监督和设计院的交流。(5)平面布置更直观，有利于项目各人员一起讨论，有助于项目规划的科学性。(6)临建可以使用自建族，输入参数的制约可以根据需要自由改变，方便直观。(7)在7)Navisworks的施工模拟功能内，整理工程交接和工期计划，向业主展示，提高项目技术能力和公司品牌，推进公司营销。6.2 BIM劣势说明(1)revit需要制作模型制作机器，对工程的现状做出及时的反应的话，很费时间。(2)工程量不过是报价量，而且需要价格谈判时，需要比较复杂的分类，比专业的计算量软件更容易理解。(3)BIM应用程序和项目的工作模式仍存在偏差，无法完全集成到整个项目活动中。7结语BIM给项目提供更直观