CN114662189A - 基于bim的钢混结构基坑栈桥施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基坑栈桥的技术领域，公开了基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，包括以下施工步骤：1)、获取基坑项目图纸及施工环境信息；2)、根据施工环境信息，形成基坑施工BIM模型；3)、排布土石方挖运平面；4)、基坑栈桥模型等比例整合在基坑施工BIM模型中；5)、对土石方挖运空间进行排布；6)、计算出基坑栈桥施工所需主材，对基坑栈桥的复杂部位进行安装以及吊运作业进行施工预演；对难施工部位进行整体结构预制；7)、将各个构件的实际施工信息同步录入基坑施工BIM模型中，并比较基坑栈桥模型与实体基坑栈桥之间的空间差异；8)、统计基坑栈桥建造过程中的实际成本，监控已发生成本与预期造价之间的差异。

Description

基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法

技术领域

本发明专利涉及基坑栈桥的技术领域，具体而言，涉及基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法。

背景技术

随着国内经济的快速发展，大型城市内建筑用地越来越紧张。在建筑的建设规划过程中，为达到土地利用率最大化的目的，高层建筑地下室的边线往往逼近建设用地红线，地下室开挖的技术要求随之提高。

在这种建设背景下，深大基坑工程的设计施工常采用钢混结构的基坑栈桥来进行场地内土石方的挖运工作，基坑栈桥的设置既方便土石方运输，又利于施工场地内设施设备的部署。但是，限于项目工期紧张与项目管理精细程度低的不良影响，使得基坑栈桥与土石方开挖、基坑支护之间的总体协调部署不合理，工程人员在项目实际建设过程中，对基坑栈桥组装与土石方挖运之间的施工协调难度大，导致基坑栈桥在实体施工期间的材料损耗超标及施工工期延长，施工质量更难以稳定把控。这些问题很大程度上会给后续的基坑加工带来不良影响，更难以满足工程项目精益化管理的时代要求。

发明内容

本发明的目的在于提供基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，旨在解决现有技术中，基坑栈桥与土石方挖运之间的施工协调难度大的问题。

本发明是这样实现的，基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，包括以下施工步骤：

1)、获取基坑项目图纸及施工环境信息；

2)、根据施工环境信息，建立场地Revit模型，根据基坑设计图纸数据建立基坑支护Revit模型；在Revit软件中，将场地Revit模型以及基坑支护Revit模型进行合并协同，形成基坑施工BIM模型；

3)、在基坑施工BIM模型中排布土石方挖运平面；

4)、根据基坑栈桥图纸以及数据，建立基坑栈桥模型，将基坑栈桥模型等比例整合在基坑施工BIM模型中，并进行基坑栈桥施工的工程协同管理；

5)、在基坑施工BIM模型中，对大型车辆的行走路径进行优化，对土石方挖运空间进行排布；

6)、基于基坑施工BIM模型，计算出基坑栈桥施工所需主材，针对基坑栈桥的复杂部位，出具构件细化图纸，对基坑栈桥的复杂部位进行安装以及吊运作业进行施工预演；针对基坑栈桥难施工部位，对难施工部位进行整体结构预制；

7)、基坑栈桥现场实际施工的同时，将各个构件的实际施工信息同步录入基坑施工BIM模型中，并比较基坑栈桥模型与实体基坑栈桥之间的空间差异，并根据原始施工数据对基坑栈桥模型进行实时调整，使得基坑栈桥模型与实体栈桥的各项数据保持一致；

8)、根据基坑施工BIM模型中录入的基坑栈桥的构件的数据，对基坑栈桥建造过程中的实际成本进行统计，实时监控已发生成本与预期造价之间的差异。

进一步的，所述施工步骤1)中，采用无人机摄影测量辅助的方式进行施工环境信息的收集。

进一步的，所述施工步骤3)中，所述土石方挖运平面包括对土石方挖运过程中的洗车系统、排水系统、车辆识别系统、电气设施以及安全设施的平面位置进行模拟布置。

进一步的，所述施工步骤5)中，在基坑施工BIM模型进一步建立基坑的土石方开挖的分区分层细部场地模型，并将完善后的基坑施工BIM模型等比例导入Navisworks内，同时将施工总进度规划MPP格式文件导入Navisworks内的施工模拟系统中，依据施工总进度规划依次链接各阶段的细部场地模型的各个构件，进行等比例模型进行施工模拟。

进一步的，基坑栈桥难施工部位包括基坑栈桥变截面处、支撑梁与基坑栈桥结构交叉处的剪刀型槽钢长度以及焊接节点部位。

进一步的，当基坑栈桥上布置场地洗车系统时，对场地洗车系统进行整体预制，分模块的进行场地洗车系统的安装。

进一步的，基坑栈桥的复杂部位包括立柱桩与钢筋笼连接、立柱节点连接、立柱与基坑栈桥板梁连接、槽钢与立柱连接。

进一步的，所述构件的实际施工信息包括施工日期、平面位置、高程、规格用量、成品质量、成本造价、现场经手人、材料渠道。

与现有技术相比，本发明提供的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，利用BIM技术模拟基坑栈桥施工中将遭遇的各类工况，以降低成本，提高质量，加快进度为基准，对基坑栈桥各细部结构进行迭代优化，并指导实际施工，使用效果符合预期，可解决以往基坑钢混结构栈桥施工细节把控不佳的问题，成功满足工程项目精益化管理要求，解决了基坑栈桥组装与土石方挖运之间的施工协调难度大的问题。

附图说明

图1是本发明提供的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1所示，为本发明提供的较佳实施例。

基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，包括以下施工步骤：

1)、获取基坑项目图纸及施工环境信息；

2)、根据施工环境信息，建立场地Revit模型，根据基坑设计图纸数据建立基坑支护Revit模型；在Revit软件中，将场地Revit模型以及基坑支护Revit模型进行合并协同，形成基坑施工BIM模型；

3)、在基坑施工BIM模型中排布土石方挖运平面；

4)、根据基坑栈桥图纸以及数据，建立基坑栈桥模型，将基坑栈桥模型等比例整合在基坑施工BIM模型中，并进行基坑栈桥施工的工程协同管理；

5)、在基坑施工BIM模型中，对大型车辆的行走路径进行优化，对土石方挖运空间进行排布；

6)、基于基坑施工BIM模型，计算出基坑栈桥施工所需主材，针对基坑栈桥的复杂部位，出具构件细化图纸，对基坑栈桥的复杂部位进行安装以及吊运作业进行施工预演；针对基坑栈桥难施工部位，对难施工部位进行整体结构预制；

7)、基坑栈桥现场实际施工的同时，将各个构件的实际施工信息同步录入基坑施工BIM模型中，并比较基坑栈桥模型与实体基坑栈桥之间的空间差异，并根据原始施工数据对基坑栈桥模型进行实时调整，使得基坑栈桥模型与实体栈桥的各项数据保持一致；

8)、根据基坑施工BIM模型中录入的基坑栈桥的构件的数据，对基坑栈桥建造过程中的实际成本进行统计，实时监控已发生成本与预期造价之间的差异。

上述提供的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，利用BIM技术模拟基坑栈桥施工中将遭遇的各类工况，以降低成本，提高质量，加快进度为基准，对基坑栈桥各细部结构进行迭代优化，并指导实际施工，使用效果符合预期，可解决以往基坑钢混结构栈桥施工细节把控不佳的问题，成功满足工程项目精益化管理要求，解决了基坑栈桥组装与土石方挖运之间的施工协调难度大的问题。

施工步骤1)中，采用无人机摄影测量辅助的方式进行施工环境信息的收集。在建筑或树木遮蔽的环境下采用人工实测实量加以补充，并将获取的环境数据与获取的勘察设计数据进行核对优化，使得现场初始施工信息更为贴合实际，利于施工作业的展开。

施工步骤3)中，土石方挖运平面包括对土石方挖运过程中的洗车系统、排水系统、车辆识别系统、电气设施以及安全设施的平面位置进行模拟布置。这样，使得各系统易于安装，运转效率最大化，满足现场预设定的指标要求。在此阶段中，基坑栈桥尚未开始建造，车辆行驶路线和土石方挖运过程中各附属设施的都为临时设置，应根据现场实际情况进行变动，同时应考虑与后续工序的衔接工作。

施工步骤5)中，在基坑施工BIM模型进一步建立基坑的土石方开挖的分区分层细部场地模型，并将完善后的基坑施工BIM模型等比例导入Navisworks内，同时将施工总进度规划MPP格式文件导入Navisworks内的施工模拟系统中，依据施工总进度规划依次链接各阶段的细部场地模型的各个构件，进行等比例模型进行施工模拟。

基于基坑土石方进行竖向分区分层开挖的原则，将基坑栈桥分阶段施工与土石方分阶段挖运紧密结合，在不同基坑开挖工况下，设置相应的土坡道与已完成的基坑栈桥部分进行连接，保证土石方挖运高效率的同时，保障基坑栈桥的稳定性。

基于项目工程等比例模型，优化基坑栈桥与支撑梁原有交错体系的施工顺序，降低交错区域的施工难度。待基坑栈桥施工完成后，基于项目工程等比例模型，对基坑底最后一段土坡道的长度、坡度及与基坑栈桥回转平台的连接处的车辆转弯半径进行优化调整，使得土方车辆行驶平稳，降低安全事故发生的客观因素影响概率。

基坑栈桥难施工部位包括基坑栈桥变截面处、支撑梁与基坑栈桥结构交叉处的剪刀型槽钢长度以及焊接节点部位。根据基坑施工BIM模型各槽钢构件的长度、高程等数据对此类节点进行整体结构预制，减小施工误差。

当基坑栈桥上布置场地洗车系统时，对场地洗车系统进行整体预制，分模块的进行场地洗车系统的安装，加快施工进度及安装质量。

本实施例中，基坑栈桥的复杂部位包括立柱桩与钢筋笼连接、立柱节点连接、立柱与基坑栈桥板梁连接、槽钢与立柱连接。

基于基坑施工BIM模型出具的构件细化图纸进行技术交底工作，便于作业人员快速掌握基坑栈桥的施工顺序及技术要点，在提升现场基坑栈桥的安装质量和施工进度的同时，消除作业过程中易发的安全隐患。

施工步骤6)中，对基坑栈桥的复杂部位进行安装以及吊运作业进行施工预演；明确构件吊运安装的机械设备型号、作业路线、安装顺序及相关安全防护措施；将采购制备好的构件吊运至施工现场，现场严格按照模型预演数据执行，提高构件实际安装定位的可靠程度。

构件的实际施工信息包括施工日期、平面位置、高程、规格用量、成品质量、成本造价、现场经手人、材料渠道，翔实记录原始数据，便于后期提取对照。

施工步骤7)中，根据原始施工数据对基坑栈桥模型进行实时调整，使得基坑栈桥模型与实体基坑桥的各项数据保持一致，利于后续复杂部位构件吊运安装施工的同步调整和质量管控，降低后续工序的偏差。

施工步骤8)中，实时监控已发生成本与预期造价之间的差异，并采取合理的干预措施，保障实现工程成本目标。

依据基坑施工BIM模型中各个细部构件(立柱桩、栈桥梁板、钢材等)录入的施工日期、平面位置、高程、规格用量、成品质量、现场经手人及材料渠道来源等信息，有针对性的对基坑栈桥施工过程中各细部构件的建造质量进行把控溯源，利于追踪具体责任方，消除质量隐患，保障实现工程质量目标。

本实施例提供的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，具有以下优点：

1)、基于等比例的基坑施工BIM模型，分析支护体系与现场环境的相互影响，为施工部署提供可视化依据；

2)、基于BIM技术建立基坑施工BIM模型，对基坑栈桥各复杂部位进行施工预演，提高实际安装定位的可靠程度，防止重复施工；

3)、基于基坑施工BIM模型计算所需主材量，复杂部位出具构件细化图纸并进行预制加工，减少材料浪费，降低施工成本；

4)、基于基坑施工BIM模型，出具各细部结构技术交底材料，减少现场作业人员沟通障碍，提高施工细节的把控指数；

5)、基坑栈桥施工的同时，将各个细部的实际施工信息同步录入相应的基坑施工BIM模型的构件，便于后期组件的实际造价统计和质量溯源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

1)、获取基坑项目图纸及施工环境信息；

2)、根据施工环境信息，建立场地Revit模型，根据基坑设计图纸数据建立基坑支护Revit模型；在Revit软件中，将场地Revit模型以及基坑支护Revit模型进行合并协同，形成基坑施工BIM模型；

3)、在基坑施工BIM模型中排布土石方挖运平面；

4)、根据基坑栈桥图纸以及数据，建立基坑栈桥模型，将基坑栈桥模型等比例整合在基坑施工BIM模型中，并进行基坑栈桥施工的工程协同管理；

5)、在基坑施工BIM模型中，对大型车辆的行走路径进行优化，对土石方挖运空间进行排布；

6)、基于基坑施工BIM模型，计算出基坑栈桥施工所需主材，针对基坑栈桥的复杂部位，出具构件细化图纸，对基坑栈桥的复杂部位进行安装以及吊运作业进行施工预演；针对基坑栈桥难施工部位，对难施工部位进行整体结构预制；

7)、基坑栈桥现场实际施工的同时，将各个构件的实际施工信息同步录入基坑施工BIM模型中，并比较基坑栈桥模型与实体基坑栈桥之间的空间差异，并根据原始施工数据对基坑栈桥模型进行实时调整，使得基坑栈桥模型与实体栈桥的各项数据保持一致；

8)、根据基坑施工BIM模型中录入的基坑栈桥的构件的数据，对基坑栈桥建造过程中的实际成本进行统计，实时监控已发生成本与预期造价之间的差异。

2.如权利要求1所述的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，其特征在于，所述施工步骤1)中，采用无人机摄影测量辅助的方式进行施工环境信息的收集。

3.如权利要求1所述的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，其特征在于，所述施工步骤3)中，所述土石方挖运平面包括对土石方挖运过程中的洗车系统、排水系统、车辆识别系统、电气设施以及安全设施的平面位置进行模拟布置。

4.如权利要求1至3任一项所述的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，其特征在于，所述施工步骤5)中，在基坑施工BIM模型进一步建立基坑的土石方开挖的分区分层细部场地模型，并将完善后的基坑施工BIM模型等比例导入Navisworks内，同时将施工总进度规划MPP格式文件导入Navisworks内的施工模拟系统中，依据施工总进度规划依次链接各阶段的细部场地模型的各个构件，进行等比例模型进行施工模拟。

5.如权利要求1至3任一项所述的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，其特征在于，基坑栈桥难施工部位包括基坑栈桥变截面处、支撑梁与基坑栈桥结构交叉处的剪刀型槽钢长度以及焊接节点部位。

6.如权利要求1至3任一项所述的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，其特征在于，当基坑栈桥上布置场地洗车系统时，对场地洗车系统进行整体预制，分模块的进行场地洗车系统的安装。

7.如权利要求1至3任一项所述的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，其特征在于，基坑栈桥的复杂部位包括立柱桩与钢筋笼连接、立柱节点连接、立柱与基坑栈桥板梁连接、槽钢与立柱连接。

8.如权利要求1至3任一项所述的基于BIM的钢混结构基坑栈桥施工方法，其特征在于，所述构件的实际施工信息包括施工日期、平面位置、高程、规格用量、成品质量、成本造价、现场经手人、材料渠道。

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